现场总线过程控制实验设备

现场总线过程控制实验设备

现场总线过程控制实验平台——这是一套基于PCS（Process Control System）现场总线技术的实验装置，它集成了自动化仪表、计算机技术、通讯技术和自动控制技术，形成了一套功能全面的实验系统。该平台能够模拟流量、温度、液位等热工参数，支持系统参数测量、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制模式。以下是该实验平台的详细介绍：

一、系统概述与特点：

1. 系统核心：采用西门子的分布式I/O单元ET200M作为控制核心，监控软件则选用SIMATIC WINCC，确保系统的稳定性和可靠性。

2. 现场总线技术：平台基于全集成自动化思想设计，通过统一的过程数据库和数据库管理软件，实现系统信息的集中存储和高效管理。通讯方面，符合IEC61131-3国际标准的编程软件和现场设备库，为连续控制、顺序控制及高级编程提供了强大支持。

3. 设备配置：现场总线连接的液位变送器、压力变送器、涡轮流量计、变频器、电动调节阀、温度变送器以及分布式I/O模块，共同构成了实验平台的硬件基础。

4. 教学与应用：该实验平台不仅适用于本科、专科、高职等层次的过程控制课程教学，还可为研究生及科研人员提供复杂控制系统和先进控制系统的物理模拟对象和实验手段。同时，它也是学习现场总线过程控制技术的理想工具。

二、结构与特色功能：

1. 三水箱与双路供水：实验平台配备三水箱和双路供水系统，满足多种实验需求。

2. 开放设计：实验柜采用完全敞开设计，内部器件清晰可见，便于直观教学和维护。

3. 人性化设计：配备储水箱和进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。同时，仪表和部件均选用现代化工业级产品，智能化程度高，精度好，有利于拓宽学生的工业现场知识。

4. 安全保障：系统配备漏电保护和温控箱无水加温自动控制等安全措施，确保人身和设备安全。

5. 开放性与可操作性：在教师指导下，学生可观察、操作、编程验证，并根据实时曲线进行理论分析。

6. 锅炉加热保护：锅炉加热内胆设有水位液位保护装置，确保水位达到一定高度后控制系统才能启动可控硅调压器工作。

三、技术参数与配置要求：

1. 供电电源：单相交流电源220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系统需良好接地。

2. 水源与排水：实验室应具备水源和进排水口，与设备间距离小于10米。

3. 直流电源：系统提供24VDC/1A的直流线性稳压电源。

4. 上位机软件：采用广泛应用的WINCC6.0组态软件作为上位计算机组态软件。

5. 尺寸与重量：实验对象尺寸为1600mm×750mm×1850mm，控制柜尺寸为830mm×750mm×1900mm，总重量约为450Kg。

四、实验项目概览：

特性实验：

• 水箱单容、双容及上下水箱双容特性实验

• 电动阀、变频器流量特性实验

• 温度特性及三容实验特性实验

单回路控制实验：

• 电动调节阀、变频器支路单容液位控制实验

• 上水箱、上下水箱双容液位控制实验

• 三容液位、流量控制实验及锅炉内胆温度控制实验

串级控制实验：

• 双容串级、上水箱液位与电动阀/变频器支路流量串级控制实验

• 三闭环三容液位串级控制实验

比值控制实验：

• 单闭环比值流量、随动流量比值控制实验

前馈反馈控制实验：

• 上水箱液位流量前馈反馈控制实验

解耦控制实验：

• 上水箱双容液位解耦控制实验