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高級過程控制系統實驗裝置(微機控制)

過程控制實驗裝置是公司專為從事自動化學習、科研的學生、教師和專業技術人員研制開發的一套被控過程,過程檢測與變送,過程控制及執行機構四部分組成,并以溫度、液位、壓力、流量為主要受控變量或操縱變量的教學,科研實驗設備,主要由三個部分構成:

1、同變頻水泵,高位恒壓水塔和儲水池構成的供、排水系統。在系統中,包含有國外公司原裝不銹鋼體水泵,原裝多控制方式矢量型交流變頻器及擴散硅液位傳感受變送器。

2、由分布在三個不同層面上的四個單元所組成的被控過程,這四個單元分別是:

(1) 帶有冷卻水夾套的熱水鍋爐單元。它是整個被控過程的核心,它帶)有一個液位檢測及變送儀表,一個夾套冷卻水溫和一個鍋爐水溫溫度檢測傳感以及鍋爐水加熱執行器。

2組流量檢測與調節執行組合單元。它由一個臺電磁式流量計和一活塞式氣動調節閥和1個二全式電磁閥構成,是整個被控過程檢測與調節執行機構(用戶可任選擇電動調節閥或其它型號的調節閥)。

1個回路的壓力檢測單元。

1個并聯雙容單元。分別裝有2個反壓式液位檢測與變送裝置。

3、由各種過程控制器(例如:常規控制儀表,可編程控制儀表,DCS或PCS等),工作電源和所有來自被控過程的過程檢測與變送信號構成過程控制實驗操作臺。

這三個部分,和四個單元,彼此之間均相對獨立,用戶可根據具體情況自由選取,具有極大的靈活性。

二、 過程控制實驗裝置特點

實驗系統由控制對象實驗臺、控制服務器和基于 Web的過程控制軟件兩部分組成。

A)控制對象實驗臺部分:

1、采用優質不銹鋼制成

2、設備中選用的儀器儀表均為工業級標準的產品。

3、系統的輸入、輸出信號,采用IEC標準控制信號,

4、系統具有通訊功能,配有RS485/RS232通訊轉換接口。

5、各主要環節均采用光電隔離型器件提高系統抗干擾能力。

6、實現計算機和儀表控制無擾動切換

7、系統調節器節方便,零漂小。

8、儲水箱采用不銹鋼材料,并有自動進排水控制機構

9、溫控箱采用不銹鋼材料,并有防止無水干燒保護系統。

10、系統控制部分為用戶留有一定數量的輸入輸出口,便于用戶在不增加控制部分硬件投入的情況下,擴展系統實驗內容。

11、各主要部件采用分體結構,運輸、拆裝方便。

*12、系統結構采用人性化設計,充分考慮學生用電的安全性,操作的方便性,教學的直觀性,以及視覺的美觀性。如儲水箱采用了自動更換水機構,減輕了工作人員的勞動強度;實驗柜前后采用透明鋼化玻璃,便于看到系統內部構造及實際運行狀況。

13、系統所有的設備、器材、元件,均經嚴格測試、篩選、老化,保證了產品的可靠性。

*14、過程控制綜合實驗系統選取用智能化的工業用儀器儀表,接近工業實際,使用安全,運行穩定,維護簡便,性能/價格比優越,儀器儀表的精度應高于0.5%級

B)基于Web的過程控制軟件

*1、軟件平臺應為實驗者提供了友好的人機界面接口,實驗者通過此接口可以在本地或異地通過Web瀏覽器完全控制實驗對象,在網頁上選取、配置控制算法,實時監控控制過程的運行情況。軟件提供六種控制算法:PID控制算法、預測控制算法、FUZZY控制算法、魯棒控制算法及客戶端自編控制算法。同時,軟件還具有歷史曲線、實時曲線功能。

* 2、提供支持系統工作的軟件源代碼以利于對系統功能的實驗和開發。

三、技術要求:

過程控制綜合實驗系統應是基于 Web的過程控制實驗系統,能滿足“自動調節原理”,“過程控制系統”,“自動檢測技術與傳感器”,“計算機控制”,“計算機網絡控制”等相關課程的教學實驗需求的一種遠程控制系統 在TCP/IP的傳輸方式下,充分利用了現存的Internet局域網和廣域網基礎設施, 支持遠程多用戶的同時進行實驗的特點,最大化的利用教學資源。過程控制綜合實驗系統(Process Control System,簡稱PCS),是模似現代工業生產過程中的物理量,諸如溫度、壓力、流量、液位等參數,對其進行測量、控制,分析過程參數變化特性,研究過程控制規律的教學實驗設備。

過程控制實驗裝置的實驗內容

1、單容液位控制及動態特性測試實驗(一階系統)

2、雙容液位控制及動態特性測試實驗

3、雙容串級控制實驗

4、冷液加熱系統的性能測試及PID控制實驗

5、流量測量與PID控制實驗

6、水箱水位的變頻控制實驗

7、帶擾動的雙容水箱系統水位的PID控制實驗

8、流量比值固定的跟隨系統實驗

9、流量計特性及實驗標定實驗

10、液位變送器特性及實驗標定實驗

11、溫度變送器特性及實驗標定實驗

12、鍋爐加熱控制系統實驗

13、雙輸入雙輸出強耦合液位控制系統實驗

14、系統辨識與系統建模實驗。

15、及一些先進控制算法如(預測控制、模糊控制、極點配置、比值跟隨等)。

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