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HYGCK-1H現場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制實(shí)驗裝置
高級現場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制系統實(shí)驗裝置系統是從高校自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗的需求出發(fā)，采用代表自動(dòng)化行業(yè)技術(shù)潮流的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出來(lái)的進(jìn)行通訊和遠程控制的網(wǎng)絡(luò )化和數字化實(shí)驗裝置�，F場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制系統實(shí)驗設備是由現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統和對象系統組成，該對象系統在管道中采用電磁閥替代手閥控制各管道的連接，可實(shí)現上位機根據采集參數進(jìn)行自動(dòng)控制或者上位機中進(jìn)行鼠標點(diǎn)擊人為控制，為實(shí)現DCS的多種控制策略，系統中上水箱壓力變送器（上水箱液位）采用總線(xiàn)采集參數“變送器采用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過(guò)總線(xiàn)供電，不需要另外接工作電源）”。
1、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統硬件：
除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：
1）SIEMENS 315-2DP CPU一個(gè)（含MMC卡）
2）SIEMENS電源模塊一個(gè)
3）PA Coupler 耦合器一個(gè)
4）8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個(gè)
5）4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個(gè)
6）變頻器一個(gè)
7）DP通訊線(xiàn)和DP接頭若干
8）MPI-USB通訊線(xiàn)一條
9）現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統軟件
采用SIEMENS WINCC軟件監控、SIEMENS STEP7編程
二、系統特點(diǎn)：
被控參數全面，涵蓋了連續性工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的液位、壓力、流量及溫度等典型參數；
真實(shí)性、直觀(guān)性、綜合性強，控制對象組件全部來(lái)源于工業(yè)現場(chǎng)；
執行器中既有氣動(dòng)調節閥，又有變頻器、可控硅移相調壓裝置。調節系統除了有設定值的階躍擾動(dòng)外，還可以通過(guò)對象中的電磁閥和手動(dòng)操作閥制造各種擾動(dòng)；
一個(gè)被調參數可在不同的動(dòng)力源、不同的執行器和不同的工藝管路下演變成多種調節回路，以利于討論、比較各種調節方案的優(yōu)劣；
系統設計時(shí)考慮到兩個(gè)信號在本對象中存在著(zhù)相互耦合，二者同時(shí)需要對原獨立調節系統的被調參數進(jìn)行整定，或進(jìn)行解耦實(shí)驗，以符合工業(yè)實(shí)際的性能要求；
能進(jìn)行單變量到多變量控制系統及復雜過(guò)程控制系統實(shí)驗；
可構成從現場(chǎng)檢測到上位機監控檢測之間的全數字通道。
三、系統組成
1、過(guò)程控制實(shí)驗對象系統
實(shí)驗對象系統包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個(gè)串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構成）和鋁塑盤(pán)管組成。
系統動(dòng)力系統有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅動(dòng)泵、電動(dòng)調節閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計等組成。
整套對象系統完全由不銹鋼材料制造，包括對象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2、對象系統中的各類(lèi)檢測變送及執行裝置
1）擴散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；
2）渦輪流量計三只：分別檢測兩條動(dòng)力支路及盤(pán)管出水口的流量；
3）Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來(lái)檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤(pán)管（三只）及上水箱出水口水溫；
4）控制模塊：包含電磁閥21只、電動(dòng)調節閥一個(gè)、可控硅溫度控制模塊一只；
5）三相380V不銹鋼磁力驅動(dòng)泵、220V循環(huán)泵。
四、實(shí)驗項目：
1、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（DCS）的組成與認識實(shí)驗
2、下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫(xiě)
3、上位機軟件中的通信建立和界面組態(tài)
4、一階單容上水箱對象特性測試實(shí)驗
5、二階雙容水箱對象特性測試實(shí)驗
6、上水箱液位PID整定實(shí)驗
7、串接雙容下水箱液位PID整定實(shí)驗
8、三容液位定值控制實(shí)驗
9、鍋爐內膽水溫PID控制實(shí)驗
10、鍋爐夾套水溫PID控制實(shí)驗
11、單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗
12、鍋爐內膽水溫位式控制實(shí)驗
13、水箱液位串級控制實(shí)驗
14、三閉環(huán)液位控制實(shí)驗
15、鍋爐夾套與內膽水溫串級控制實(shí)驗
16、鍋爐內膽水溫與水流量串級控制實(shí)驗
17、上水箱液位與進(jìn)水流量串級控制實(shí)驗
18、單閉環(huán)流量比值控制實(shí)驗
19、下水箱液位前饋-反饋控制實(shí)驗
20、鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制實(shí)驗
21、溫度純滯后控制實(shí)驗
22、流量純滯后控制實(shí)驗
23、鍋爐夾套與內膽水溫解耦控制實(shí)驗
24、上水箱液位與出口水溫解耦控制實(shí)驗
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