过程控制综合实验装置

过程控制综合实验装置

过程控制综合实验装置-针对本科教学精简设计的经济型实验设备

一、设备概述

为适应本科教学需求，我们专门开发了一款精简且经济适用的过程控制实验装置。该装置集成了实验对象系统、仪表控制屏和实验桌，能够支持《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》、《集散控制》、《PLC可编程控制》、《单片机控制》、《计算机控制》等多门课程中的实验项目。其融合了多领域、多学科技术，展现出装置的先进性、开放性和功能的多样性。

二、主要技术指标

1. 工作电源板：采用单相三线220V±5% 50Hz供电。

2. 外形尺寸：大约175×70×150cm，设计紧凑合理。

3. 整机容量：小于5KVA，节能环保。

4. 控制信号：电压范围为1-5V，便于实验操作。

三、实验装置配置

1. 电源控制屏（采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，搭配铝质面板）

• 交流电源面板：提供三相四线380V、三路单相220V电源，具备漏电保护和电网电压监示功能。设有定时器兼报警记录仪，统一考核学生实验技能。

• 执行机构及I/O信号接口面板：包含三相可控硅移相调压装置、电动调节阀、磁力泵等执行机构，传感器检测及执行器控制信号与面板插座相连，便于学生连接和构建不同的控制系统。

2. 实验桌：采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为高密度防火、防水、耐磨板，结构稳固耐用。

3. 交流变频控制：满足多种实验需求。

4. 控制种类：

• 智能仪表控制：支持智能仪表的操作和参数设定。

• S7-300PLC过程控制：采用先进的PLC系统，提升实验水平。

5. 系统实验教学软件：配套STEP7编程软件和WinCC组态软件，根据硬件配置提供全面的软件支持。

四、实验项目

1. 过程控制系统结构认识实验：

• 过程控制及检测装置硬件结构认识与控制方案连接实验。

• 智能仪表操作及参数设定实验。

• 传感器校正实验。

2. 被控对象特性测试实验：

• 单容水箱特性测试。

• 双容水箱特性测试。

3. 单回路控制系统实验：

• 单回路控制系统实践。

• 水箱液位定值控制实验。

• 锅炉内胆水温定值控制实验等。

4. 温度位式控制系统实验：

• 锅炉内胆水温位式控制实验。

5. 串级控制系统实验：

• 串级控制系统连接实践。

• 水箱液位与电动调节阀流量的串级控制实验等。

6. 比值控制系统实验：

• 单闭环流量的比值控制实验。

• 双闭环流量的比值控制实验。

7. 工控组态软件组态控制实验：

• 实时数据库组态实验。

• 图形动画、报表、曲线、报警组态实验等。

五、智能仪表控制

1. MY-12智能调节仪：采用AI-818仪表，支持线性电流4～20mA输出，具备人工智能调节算法和模糊PID功能，可构建三闭环控制系统。

2. MY-13智能位式调节仪：采用AI-708仪表，支持RS485通讯功能，采用继电器位式输出，可根据设定值和回差控制继电器动作，实现温度位式控制。

六、S7-300 PLC过程控制

1. S7-300系统硬件组件：包括主机CPU315-2DP、MMC卡、模拟量输入输出模块等。

2. S7-300系统编程软件：采用STEP7软件编译PLC控制系统运行程序，并下装到CPU315-2DP主机模块中。上位PC机采用WINCC V6.0人机界面软件编写监控软件，实现参数设定、实时曲线显示等功能。

3. SIMATIC WinCC视窗控制中心软件：作为先进的操作员监控系统，WinCC提供全面开放的人机界面生成功能，能够确保安全可靠地控制生产过程。它既可以用于简单的过程控制和监控，也可以用于复杂的应用场景。