過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-展示頁(yè)
2025-04-23 06:01本頁(yè)面
【正文】 制屏電源由交流接觸器通過(guò)起、停按鈕進(jìn)行控制；進(jìn)線電源首先經(jīng)過(guò)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電流型漏電保護(hù)器，漏電流小于30mA；高壓接線柱和高壓導(dǎo)線均采用特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。具備位式調(diào)節(jié)和人工智能調(diào)節(jié)功能，手動(dòng)調(diào)節(jié)、手動(dòng)自整定及位置比例輸出功能，多種報(bào)警模式及變送、通訊等功能?？刂破鞅緦?shí)驗(yàn)裝置配備有智能調(diào)節(jié)儀、計(jì)算機(jī)控制、PLC控制及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制。SCR移相調(diào)壓模塊：采用可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號(hào)0～5V DC或4～20mA DC或10K電位器，輸出電壓變化范圍：0～220V AC，用來(lái)控制電加熱管加熱。氣源信號(hào)壓力：20~100Kpa，流通能力：。氣動(dòng)薄膜小流量調(diào)節(jié)閥：用來(lái)控制壓力回路流量的調(diào)節(jié)。其型號(hào)：DBYG4000A/ST2X1，測(cè)量范圍：～，精度：，輸出信號(hào)為4～20mA DC。經(jīng)過(guò)溫度傳感器，可將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA DC電流信號(hào)。渦輪流量傳感器：測(cè)量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路的水流量。其型號(hào)：FB0803BAEIR，測(cè)量范圍：0～，精度：。為了提高實(shí)驗(yàn)裝置的使用年限，儲(chǔ)水箱換水可用箱底的出水閥進(jìn)行。壓力容器：采用不銹鋼做成，一大一小兩個(gè)連通的容器，可以組成一階、二階單回路壓力控制實(shí)驗(yàn)和雙閉環(huán)串級(jí)定值控制等實(shí)驗(yàn)。做溫度定值實(shí)驗(yàn)時(shí)，可用冷卻循環(huán)水幫助散熱。二個(gè)水箱可以組成一階、二階單回路液位控制實(shí)驗(yàn)和雙閉環(huán)液位定值控制等實(shí)驗(yàn)。上、下水箱采用透明長(zhǎng)方體有機(jī)玻璃，堅(jiān)實(shí)耐用，透明度高，有利于學(xué)生直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。被控對(duì)象由上、下二個(gè)有機(jī)玻璃水箱和不銹鋼儲(chǔ)水箱串接，（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉外循環(huán)不銹鋼鍋爐夾套構(gòu)成），壓力容器組成。同時(shí)該系統(tǒng)也為教師和研究生提供一個(gè)高水平的學(xué)習(xí)和研究開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。對(duì)象系統(tǒng)還留有擴(kuò)展連接口，擴(kuò)展信號(hào)接口便于控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)，如PLC控制、DCS控制開(kāi)發(fā)等。實(shí)驗(yàn)對(duì)象采用當(dāng)今工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的對(duì)象，如水箱、鍋爐等。實(shí)驗(yàn)一 過(guò)程控制系統(tǒng)的組成認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) 過(guò)程控制及檢測(cè)裝置硬件結(jié)構(gòu)組成認(rèn)識(shí)，控制方案的組成及控制系統(tǒng)連接一、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介過(guò)程控制是指自動(dòng)控制系統(tǒng)中被控量為溫度、壓力、流量、液位等變量在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化控制。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著培養(yǎng)工程化、參數(shù)化、現(xiàn)代化、開(kāi)放性、綜合性人才為出發(fā)點(diǎn)。儀表采用具有人工智能算法及通訊接口的智能調(diào)節(jié)儀，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用MCGS工控組態(tài)軟件。學(xué)生通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的了解和使用，進(jìn)入企業(yè)后能很快地適應(yīng)環(huán)境并進(jìn)入角色。二、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置組成本實(shí)驗(yàn)裝置由過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象、智能儀表控制臺(tái)及上位機(jī)PC三部分組成。水箱：包括上、下水箱和儲(chǔ)水箱。水箱結(jié)構(gòu)新穎，內(nèi)有三個(gè)槽，分別是緩沖槽、工作槽、出水槽，還設(shè)有溢流口。模擬鍋爐：鍋爐采用不銹鋼精致而成，由兩層組成：加熱層（內(nèi)膽）和冷卻層（夾套）。加熱層和冷卻層都有溫度傳感器檢測(cè)其溫度，可做溫度串級(jí)控制、前饋－反饋控制、比值控制、解耦控制等實(shí)驗(yàn)。管道：整個(gè)系統(tǒng)管道采用不銹鋼管連接而成，徹底避免了管道生銹的可能性。檢測(cè)裝置（液位）差壓變送器：檢測(cè)上、下二個(gè)水箱的液位。輸出信號(hào)：4～20mA DC。其型號(hào)：LWGY－6A，公稱(chēng)壓力：，精度：％，輸出信號(hào)：4～20mA DC溫度傳感器：本裝置采用了兩個(gè)銅電阻溫度傳感器，分別測(cè)量鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套的溫度。（氣體）擴(kuò)散硅壓力變送器：用來(lái)檢測(cè)壓力容器內(nèi)氣體的壓力大小。執(zhí)行機(jī)構(gòu)電氣轉(zhuǎn)換器：型號(hào)為QZD1000，輸入信號(hào)為4～20mA DC，輸出信號(hào)：20～100Ka氣壓信號(hào)，輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。型號(hào)為ZMAP－100，輸入信號(hào)為4～20mA DC或0～5V DC，反饋信號(hào)為4～20mA DC。閥門(mén)控制精度：％～％，環(huán)境溫度：－4～＋200℃。水泵：型號(hào)為UPA90，流量為30升／分，揚(yáng)程為8米，功率為180W。智能調(diào)節(jié)儀:本裝置選用PID自整定數(shù)字/光柱智能調(diào)節(jié)儀，型號(hào)為SWPS80。比值器：與智能儀表一起使用，可以實(shí)現(xiàn)流量的單閉環(huán)比值、液位與流量、溫度與流量雙閉環(huán)比值控制實(shí)驗(yàn)。除了人身安全保護(hù)，為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，電源、儀表、儀器、實(shí)驗(yàn)中需要的各種元器件都采取了有效的保護(hù)措施。儀表面板：智能調(diào)節(jié)儀面板、比值器，裝置外線端子通過(guò)面板上插孔引出。四、系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)采用分體式設(shè)計(jì)，模塊化組裝結(jié)構(gòu)?？刂茖?duì)象采用網(wǎng)絡(luò)版MCGS全中文工控組態(tài)軟件，可以容納多組學(xué)生實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)通過(guò)管路上的閥門(mén)切換和對(duì)信號(hào)接線板上的信號(hào)的連接組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用雙容水箱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液位控制的多樣性。系統(tǒng)開(kāi)放性較好。五、MCGS組態(tài)軟件特點(diǎn)MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft（各種32位Windows平臺(tái)上）運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案。2．了解系統(tǒng)各組成部分的功能及工作原理，各器件的輸入輸出之間的關(guān)系。輸出的就是被控量的測(cè)定值Z，送到控制器中。傳感器或變送器的測(cè)量值Z反饋到輸入端和設(shè)定值r比較，從而得到了一個(gè)偏差值e,根據(jù)控制算法進(jìn)行運(yùn)算，輸出一個(gè)相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)u去推動(dòng)執(zhí)行器。4．選擇被控對(duì)象的被控量，設(shè)計(jì)其單回路控制線路連接圖實(shí)驗(yàn)二 單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測(cè)試對(duì)象特性的求取方法通常有二種：一種是從工藝過(guò)程的變化機(jī)理出發(fā)，寫(xiě)出各種有關(guān)的平衡方程(如物料平衡方程、能量平衡方程等)，進(jìn)而推導(dǎo)出被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，得出其特性參數(shù)，再結(jié)合實(shí)際進(jìn)行理論分析，這就是數(shù)學(xué)方法；另一種是通過(guò)對(duì)被控對(duì)象的實(shí)驗(yàn)測(cè)試求出其特性參數(shù)，即實(shí)驗(yàn)飛升曲線測(cè)定法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼?
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