一、概述

GLGK-C型過程控制綜合實驗裝置分為：上位控制層系統，實驗對象層，檢測傳感、變送、執行設備，上位控制軟件四部分，整套裝置小巧、經濟實用。

1、上位控制層系統：

1).智能儀表控制模塊；

2).DDC控制系統；

3).PLC控制系統。

2、實驗對象層系統。

二、實驗項目

1、水箱單容特性實驗；

2、水箱雙容特性實驗；

3、電動閥流量特性實驗；

4、單回路控制實驗；

5、電動調節閥支路單容液位控制實驗；

6、上水箱雙容液位控制實驗；

7、電動調節閥支路流量控制實驗；

8、溫度控制實驗；

9、流量控制實驗；

10、壓力控制實驗；

11、上水箱雙容串級控制實驗；

12、下水箱液位與電動調節閥流量的串級控制系統；

13、變頻器支路單容液位控制實驗；

14、 三容液位控制實驗；

15、變頻器支路流量控制實驗

16、鍋爐內膽溫度控制實驗

三、技術指標

1、供電電源

三相交流電源：380VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統必需接地良好。

2、系統儀表的輸入、輸出信號符合IEC標準。

變送器電流源信號：4-20mADC。

儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）。

3、系統提供直流線性穩壓電源（24VDC/1A）。

4、上位計算機組態軟件；

應用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態軟件進行開發的實驗系統。

5、GLGK-C型過程控制綜合實驗裝置尺寸：1620*700*1900mm

四、系統組成及說明

1、控制對象：

由鋁型材安裝框架、外置不銹鋼儲水箱、有機玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器、不銹鋼管路、對象等組成。

1).標準鋁型材安裝框架：

歐標40*40鋁型材有機玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器。安裝底板鋪設不銹鋼桌面可安裝檢測傳感執行裝置、管路等。

2).實驗臺桌：

實驗臺桌上安放控制對象。

3).水箱及水泵：

外置不銹鋼儲水箱及水泵，整個框架安裝在帶可移動腳輪上，作為一體。水泵出水口帶快插接頭，水泵同控制對象管路系統相連便可實驗。

4).有機玻璃三容串接水箱：

有機玻璃雙容串接水箱：由進口有機玻璃制作，上中下水箱(長200×寬200×高400mm)、中水箱(長200×寬200×高400mm)、下水箱(長200×寬200×高400mm)、上中下水箱三容串接安裝，每個水箱帶溢流管及下排水管及閥門，壓力液位傳感器接口。

5).帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐容器：

內膽Φ100×500（通動態被加熱水），帶單相1.8KW電加熱管，夾套Φ150×400（帶保溫棉），加熱鍋爐容器做成全封閉式（不但能作溫度實驗，同時還可作壓力實驗），內膽安裝Pt100溫度傳感器。

2、系統動力：

功率可調的三相不銹鋼循環水泵:可組成不銹鋼泵＋電動調節閥＋電磁流量計的動力流量調節系統，也可組成不銹鋼泵＋變頻器＋電磁流量計的動力流量調節系統。

溫控調壓模塊+散熱器組成鍋爐加熱動力系統：全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。加熱環功率：1800W，220VAC。

3、檢測傳感器、執行機構：

1).流量傳感器：

電磁流量計＋流量變送儀。配置曹欣儀表電磁流量變送器，額定流量0.2-1.2m3/h，測量精度±1.0％，4-20mA標準信號輸出。

2).液位傳感器：

擴散硅液位傳感器三個，分別用于檢測上中下兩個水箱的液位。另外加熱鍋爐容器上還加一個擴散硅壓力傳感器，做恒壓供水實驗時檢測容器壓力。主要配置曹欣儀表液位變送器，4-20mA標準信號輸出，0.5級測量精度，適用范圍廣，高精度，高溫定性，高可靠性，結構精巧安裝方便，零點漂移小。

3).溫度傳感器：

Pt100熱電阻傳感器2個，Pt100熱電阻溫度變送器2個。用于檢測帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐的內膽溫度。

4).變頻調速器：

三菱的FR-D720S-0.4K-CH變頻調速器一個。用于調節變頻動力支路的供水壓力及流量。

5).電動調節閥：

配置萬訊電動調節閥一個，額定流量為0.28-0.30立方米每小時，4-20mA信號輸入。用于調節電動調節閥動力支路的供水壓力及流量。

五、上位過程控制系統

1、上位控制操作臺結構：

上位控制操作/實驗臺同實驗對象裝置一體制作安裝。上位上位控制操作/實驗臺安裝在鋁合金實驗臺桌上方。

2、操作實驗面板：

上位控制操作實驗面板：鋼制噴塑結構。

強電控制面板：裝有漏電保護空氣開關、電流型漏電保護器，充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有保險絲進行保護控制，保證設備安全，操作控制便捷；裝有分相電壓表、指示燈，直觀，強電信息一目了然；裝有變頻器及其控制接口面板，方便變頻器熟悉、操作和應用。

控制器面板：變頻控制器面板、智能儀表控制面板、數據采集模塊控制面板。

信號接口面板：控制對象中的儀表信號和電氣信號轉移到信號接線板上，提供AI、AO、DO等傳感器檢測及執行器控制信號接口，便于學生自己連線組成不同的控制系統。實驗者通過安全型接插式導線將實驗板與信號板之間進行不同的配線，以完成過程控制各類實驗。

六、功能介紹

1、S7-200PLC控制系統：

隨著科技的發展，PLC即使是Micro PLC，也可以勝任多種控制任務。本產品提供的PLC控制系統主機選用西門子的S7200系列（CPU224XP），主要展示小型（Micro）PLC在滿足小規模的控制任務中的完美表現，為培養工程化人才提供更多更強的實驗平臺。用戶可根據自己學校的實際情況選用小型PLC。

2、智能儀表控制系統：

儀表控制系統核心為帶通信功能的各種儀表，主要包括AI708、AI818智能調節儀，儀表內集成了各種算法，根據現場情況整定儀表控制算法的各種參數，達到控制效果。同時帶通訊功能的儀表與上位計算機的軟件平臺通訊。儀表各種參數和過程值進入軟件平臺（一般為工控組態軟件）的數據庫，再加上組態的流程畫面和操作界面，可以方便在上位計算機整定參數，對過程值進行記錄分析。

3、DDC控制系統：

DDC控制系統一般有兩種形式，一種采用外部數據采集模塊的形式，其核心為帶RS485通訊的數據采集模塊和計算機算法軟件；另一種采用工控機和ISA或PCI插槽的數據采集板卡。外部數據采集模塊由于安裝方便，同時安裝時采用通訊方式向計算機送數據不存在信號衰減，因此本產品采用一類方式的應用。主要包括北京集智達8017、8024模擬量輸入輸出模塊。

在控制臺直接裝有數據采集模塊，同時利用工控軟件MCGS中強大的算法組態功能，便捷的組建一個帶人機界面的DDC控制系統。在DDC系統中提供開放的算法軟件供實驗和算法編程參考，方便實驗教學和工程人才培養。

七、安全保護

1、鍋爐加熱程控保護裝置：

1).鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統不能控制可控硅調壓器工作；

2).電加熱管電源控制開關采用鑰匙開關，不實驗時，由教師保護放置鑰匙，避免無關人員誤操作。

2、電源保護裝置：

1).加有電流型漏電保護器；

2).兩相電源加有保險管，防止斷路。

3、電源啟停控制裝置：

 1).采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停；

 2).漏電保護裝置及安全性和安全承諾；

 3).各種電源及各種儀表的可靠的保護功能；

 4).各種電源及各種儀表的強電采用開關控制，學生不自行接線，不存在強弱電混插的問題；

 5).實驗強電接線插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發生。

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