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高级过程控制系统实验装置(微机控制)

过程控制实验装置是公司专为从事自动化学习、科研的学生、教师和专业技术人员研制开发的一套被控过程,过程检测与变送,过程控制及执行机构四部分组成,并以温度、液位、压力、流量为主要受控变量或操纵变量的教学,科研实验设备,主要由三个部分构成:

1、同变频水泵,高位恒压水塔和储水池构成的供、排水系统。在系统中,包含有国外公司原装不锈钢体水泵,原装多控制方式矢量型交流变频器及扩散硅液位传感受变送器。

2、由分布在三个不同层面上的四个单元所组成的被控过程,这四个单元分别是:

(1) 带有冷却水夹套的热水锅炉单元。它是整个被控过程的核心,它带)有一个液位检测及变送仪表,一个夹套冷却水温和一个锅炉水温温度检测传感以及锅炉水加热执行器。

2组流量检测与调节执行组合单元。它由一个台电磁式流量计和一活塞式气动调节阀和1个二全式电磁阀构成,是整个被控过程检测与调节执行机构(用户可任选择电动调节阀或其它型号的调节阀)。

1个回路的压力检测单元。

1个并联双容单元。分别装有2个反压式液位检测与变送装置。

3、由各种过程控制器(例如:常规控制仪表,可编程控制仪表,DCS或PCS等),工作电源和所有来自被控过程的过程检测与变送信号构成过程控制实验操作台。

这三个部分,和四个单元,彼此之间均相对独立,用户可根据具体情况自由选取,具有极大的灵活性。

二、 过程控制实验装置特点

实验系统由控制对象实验台、控制服务器和基于 Web的过程控制软件两部分组成。

A)控制对象实验台部分:

1、采用优质不锈钢制成

2、设备中选用的仪器仪表均为工业级标准的产品。

3、系统的输入、输出信号,采用IEC标准控制信号,

4、系统具有通讯功能,配有RS485/RS232通讯转换接口。

5、各主要环节均采用光电隔离型器件提高系统抗干扰能力。

6、实现计算机和仪表控制无扰动切换

7、系统调节器节方便,零漂小。

8、储水箱采用不锈钢材料,并有自动进排水控制机构

9、温控箱采用不锈钢材料,并有防止无水干烧保护系统。

10、系统控制部分为用户留有一定数量的输入输出口,便于用户在不增加控制部分硬件投入的情况下,扩展系统实验内容。

11、各主要部件采用分体结构,运输、拆装方便。

*12、系统结构采用人性化设计,充分考虑学生用电的安全性,操作的方便性,教学的直观性,以及视觉的美观性。如储水箱采用了自动更换水机构,减轻了工作人员的劳动强度;实验柜前后采用透明钢化玻璃,便于看到系统内部构造及实际运行状况。

13、系统所有的设备、器材、元件,均经严格测试、筛选、老化,保证了产品的可靠性。

*14、过程控制综合实验系统选取用智能化的工业用仪器仪表,接近工业实际,使用安全,运行稳定,维护简便,性能/价格比优越,仪器仪表的精度应高于0.5%级

B)基于Web的过程控制软件

*1、软件平台应为实验者提供了友好的人机界面接口,实验者通过此接口可以在本地或异地通过Web浏览器完全控制实验对象,在网页上选取、配置控制算法,实时监控控制过程的运行情况。软件提供六种控制算法:PID控制算法、预测控制算法、FUZZY控制算法、鲁棒控制算法及客户端自编控制算法。同时,软件还具有历史曲线、实时曲线功能。

* 2、提供支持系统工作的软件源代码以利于对系统功能的实验和开发。

三、技术要求:

过程控制综合实验系统应是基于 Web的过程控制实验系统,能满足“自动调节原理”,“过程控制系统”,“自动检测技术与传感器”,“计算机控制”,“计算机网络控制”等相关课程的教学实验需求的一种远程控制系统 在TCP/IP的传输方式下,充分利用了现存的Internet局域网和广域网基础设施, 支持远程多用户的同时进行实验的特点,最大化的利用教学资源。过程控制综合实验系统(Process Control System,简称PCS),是模似现代工业生产过程中的物理量,诸如温度、压力、流量、液位等参数,对其进行测量、控制,分析过程参数变化特性,研究过程控制规律的教学实验设备。

过程控制实验装置的实验内容

1、单容液位控制及动态特性测试实验(一阶系统)

2、双容液位控制及动态特性测试实验

3、双容串级控制实验

4、冷液加热系统的性能测试及PID控制实验

5、流量测量与PID控制实验

6、水箱水位的变频控制实验

7、带扰动的双容水箱系统水位的PID控制实验

8、流量比值固定的跟随系统实验

9、流量计特性及实验标定实验

10、液位变送器特性及实验标定实验

11、温度变送器特性及实验标定实验

12、锅炉加热控制系统实验

13、双输入双输出强耦合液位控制系统实验

14、系统辨识与系统建模实验。

15、及一些先进控制算法如(预测控制、模糊控制、极点配置、比值跟随等)。

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