化工仪表及过程控制实训装置

KCGK-07型化工仪表及过程控制实训装置

一、装置特点

1. 本装置的各种功能均综合在一个实验台上，采用积木式结构，系统结构紧凑、造型美观大方、便于运输及实验室的多台布局。

2. 对象小型化、适应性强、综合性强，控制对象模型由不锈钢和有机玻璃水箱组成，实验水箱在屏右边能清楚看见，管道流程直观、清晰。

3. 参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度四大典型过程控制参数。

4. 小型（小功率）执行元件，它们是二个不锈钢离心泵和一个电加热器，使整体结构更为紧凑和小型化。

5.系统控制方式多样性：主要有位式控制、连续控制、PID控制、智能仪表控制、计算机控制、不锈钢离心泵的交流变频调速控制和单相移相调压控制等，并可组成不同的控制方式。

6.安全保护齐全：设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器各一组；强电连接线及插座均采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电；强、弱电连接及插座分开，不会混插，避免错接线而损坏设备。

二、系统组成

本装置集多参数控制为一体，由过程控制对象、传感器、变送器、调节器、执行器、显示器和计算机等组成。

1. 控制对象的模型由高位槽、中水箱、复合加热水箱及一个储水箱组成，高位槽、下水、复合加热水箱由两台离心泵供水。高位槽、中水箱各装有一个液位变送器来检测压力和液位；复合式加热水箱其中外筒为有机玻璃制成，内筒为不锈钢水箱中装有500W电加热器和PT100温度传感器、CU50温度传感器及J型热电偶传感器。主管道上装有小型涡轮流量计、电动调节阀和两台离心泵。水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量都可以用于构成控制系统的被控参量。两台离心泵中的任一台都可作为调节通道或干扰通道，模拟现场产生的干扰信号，以验证系统的稳定性和抗干扰性能。

2. 高位槽、中、复合加热水箱外水箱均采用优质透明有机玻璃制成，，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直能接观察到液位的变化和记录结果。水箱尺寸均为：200*300*300mm。

3. 水泵采用不锈钢卧式离心泵，管道全部采用不锈钢纳米复合管，整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板，甚至小到每一颗紧固螺钉。

4. 实验屏

本装置配置智能工业调节器六台，其中四台用于显示、调节、控制现场传感器的参数、数值及输出模拟线性控制信号控制相应的调节设备，如变频器及电动调节阀，实行PID实训；两只用于显示现场传感器的参数及数值。

5. PC/PPI专用编程电缆线

6. RS232/485通讯转换器

7. 豪华型电脑桌

8. 计算机

9. 上位机软件

PLC编程环境软件为STEP 7-Micro/WIN32，它可以对S7-200的所有功能进行编程。上位机具有二种监控软件：

MCGS工控组态软件：利用PC/PPI电缆线组成PLC与MCGS工控组态软件监控系统，以及利用RS232/485转换器组成智能调节仪与MCGS工控组态软件监控系统，可实现对被控对象过渡过程的数据采集和存储，数据曲线的动态显示和监控。MCGS工控组态软件还可以对控制对象的图形任意组态，动态显示，编制控制策略，输出实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据，打印工程报表，操作菜单设计等一系列强大的功能。

三、技术指标

1. 供电电源：AC380V±10%  50Hz

2. 整机最大功耗：＜2.5kw

3. 整机尺寸：1900cm×73cm×180cm

四、系统主要特点

1.被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数；

2.执行器中既有电动调节阀仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器；

3.系统除了能改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过手动阀制造各种扰动；

4.一个被调参数可用不同的动力源、不同的执行器和不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣；

5.能进行多变量控制系统及特定的过程控制系统实验。

五、基本实验项目

1.   实验装置的基本操作与仪表调试

2.   压力变送器的零点迁移和性能测试实验

3.   单容自衡水箱的对象特性测试实验

4.   双容自衡水箱的对象特性测试实验

5.   温度位式控制实验

6.   温度连续控制实验（智能仪表控制和PLC控制，共有两种模式）

7.   智能仪表控制实验

8.   单容水箱液位PID控制实验（智能仪表控制和PLC控制，共有两种模式）

9.   双容水箱液位PID控制实验（智能仪表控制和PLC控制，共有两种模式）

10.  流量定值控制实验（智能仪表控制和PLC控制，共有两种模式）

11.  单容水箱压力PID控制实验（智能仪表控制和PLC控制，共有两种模式）

12.  串级控制系统连接实验

13.  液位串级控制实验

14.  计算机控制系统

15.  单容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

16.  双容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

17.  流量定值控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

18.  温度位式控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

19.  温度连续控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

20.  PLC上下水箱液位串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

21.  液位流量串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件

22.  测定离心泵恒流量、恒压力控制系统在节跃干扰作用下，离心泵出口流量的过渡过程，利用最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间等参数评价离心泵恒流量控制系统的控制质量；

23.  掌握比例度P、积分时间I参数在流量、恒压力控制系统的作用和过渡过程品质指标的影响；

24.  用“临界比例度法”、“衰减曲线法”来工程整定PID控制参数；

25.  熟悉和掌握化工基本量（温度、压力、流量、液位）的测量方法及影响因素；对温度、压力进行校正，练习安装和正确操作和测量。

26.  对现场在线运行仪表的故障查找并及时排除。

六、配置表