DB-CG24 高級過程控制系統(tǒng)實驗對象
（參考圖）
一、過程控制裝置功能：
(1)高級過程控制系統(tǒng)實驗對象可滿足“自動調(diào)節(jié)原理"，“過程控制"，“控制儀表"，“自動檢測技術(shù)與傳感器",“計算機"及相關(guān)課程的教學(xué)實驗需求；
(2)高級過程控制系統(tǒng)實驗對象可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習(xí)、培訓(xùn)實驗設(shè)備。
(3)高級過程控制系統(tǒng)實驗對象能實現(xiàn)包括溫度、壓力、流量、液位定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及比值、串級、前饋等復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實驗及培訓(xùn)功能。
(4)高級過程控制系統(tǒng)實驗對象能適應(yīng)培訓(xùn)基地相關(guān)專業(yè)在熱工儀表、高級過程自動控制原理及系統(tǒng)、火電廠計算機控制及系統(tǒng)、熱工自動控制系統(tǒng)、DCS、PLC等相關(guān)專業(yè)的實驗、培訓(xùn)要求。
(5)被控對象提供有接口控制箱，控制箱電源和信號分開。控制箱包括電源裝置、變頻器、溫度調(diào)溫裝置及設(shè)備的基本保護裝置，此外并提供與DCS接口的端子，作為與DCS、PLC的擴展接口。
二、性能指標(biāo)及要求：
1、輸入電源:220V±10％ 50Hz；
2、工作環(huán)境: 溫度–10℃－+40℃ 相對濕度＜85％（25℃）；
3、裝置容量：＜5kVA；外形尺寸：1830mm×780mm×1850mm
三、具體系統(tǒng)配置要求
| 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 技術(shù)參數(shù) |
| 不銹鋼框架 | 套 | 1 | 外形尺寸 1630mm×850mm×1850mm ， 主 體 框 架 采 用38*38*2.0mm 的鏡面不銹鋼方管焊接而成，對象模型安裝架采用 40*25*2.0mm 的鏡面不銹鋼方管和 38*25*2.0mm 的鏡面不銹鋼方管焊接而成，安裝底板采用 2.5mm 厚的不銹鋼工業(yè) 板制成，造型美觀，結(jié)實耐用，開放性好。 |
| 亞克力有機玻璃水 箱 | 只 | 3 | 包括上水箱、中水箱、下水箱和儲水箱。上、中、下水箱采用淡藍色優(yōu)質(zhì)有機玻璃，不但堅實耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上、中水箱尺寸均為：D=22cm，H=25cm；下水箱尺寸為：D=25cm，H=25cm。水箱結(jié)構(gòu)，由三個槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進水時水管的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經(jīng)過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部均接有擴散硅壓力傳感器與變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。主水箱容積可以隔斷、可以組合，其中有一只水箱要求可以進行非線性實驗。刻度線要求刻在水箱內(nèi)壁上，不能采用粘貼紙貼在水箱上，水箱容積不小于20升，容積可變。 |
| 儲水箱 | 只 | 1 | 采用 1.5mm 厚的鏡面不銹鋼板制成，尺寸為：長×寬×高 =68cm×52cm×43cm，容量為 152L，能滿足實驗的供水需要。儲水箱內(nèi)部有兩個橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩， 底部安裝一個放水閥，方便實驗用水的更換。 |
| 工業(yè)模擬鍋爐 | 臺 | 1 | 鍋爐要求共有三個同心不銹鋼圓筒，從里到外共分三層：內(nèi)層設(shè)有電熱絲加溫裝置，第二層為冷卻層，第三層為溢流層，鍋爐由三相電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），要求由不銹鋼精制而成，可利用它進行溫度實驗。配套加熱器，由可控硅移相控溫，功率達2.5KW以上。防干燒裝置，要求提供防干燒探頭。安裝水箱水標(biāo)。 |
| 盤 管 | 臺 | 1 | 模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長35米（43圈），管徑15mm，在盤管上有三個不同的溫度檢測點，它們的滯后時間常數(shù)不同，在實驗過程中可根據(jù)不同的實驗需要選擇不同的溫度檢測點。盤管的出水通過手動閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過渦輪流量計流回儲水箱。它可用來完成溫度的滯后和流量純滯后控制實驗。 |
| 管道及閥門 | 套 | 若干 | 整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了實驗裝置的使用年限。其中儲水箱底部有一個出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時，把球閥打開將水直接排出 |
| 液位變送器 | 只 | 4 | 三個液位變送器分別用來對上、中、下三個水箱和鍋爐的液位進行檢測，其量程為0～3KPa(以實際的水箱高度為準(zhǔn))，用于測量水箱液位高度，為直流24V供電、標(biāo)準(zhǔn)兩線制接線4～20mA變送輸出、精度0.5級，采用工業(yè)用的擴散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補償。 增加1個壓力變送器，0-100kpa，來測量管路的壓力，增加實驗為管路恒壓控制實驗。 |
| 溫度傳感器 | 只 | 5 | 裝置中采用了六個Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（有3個測試點）以及上水箱出口的水溫。Pt100測溫范圍：-200～+850℃。 |
| 流量計 | 只 | 2 | 采用渦輪流量計，渦輪流量計的傳感器部分為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測儀表，用于檢測水流量的大小，當(dāng)流量很小時其精度也不會降低。公稱通徑：10 毫米（管螺紋 G1/2″）； 量程：0～1.2m3/h；精度：1 級；輸出信號： 4～20mA DC（兩線制）；供電電源：DC24V |
| 鍋爐防干燒保護裝置 | 只 | 1 | 為保證實驗效果好、不降低鍋爐加熱功率的前提下，本套裝置配備了良好的防干燒保護系統(tǒng)，當(dāng)鍋爐內(nèi)膽液位低于紅色警戒水位線時，保護裝置將切斷調(diào)壓模塊輸出電壓，以有效保護電加熱管不被干燒損壞。 |
| 電動調(diào)節(jié)閥 | 套 | 1 | 電動調(diào)節(jié)閥是新一代超小型電子式一體化直行程電動調(diào)節(jié)閥。采用精小型電動執(zhí)行器伺服放大器，它以220V交流電源為驅(qū)動電源，輸入標(biāo)準(zhǔn)的4～20mADC控制信號，經(jīng)伺服放大器控制，使電機帶動減速器運行而產(chǎn)生軸向推力，使閥芯移動，改變閥門的開度，達到對液位，流量等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)自動控制的目的。超小型直行程單座電動調(diào)節(jié)閥。廣泛應(yīng)用于電力、暖通空調(diào)、冶金、輕工等行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)，更適用于高校教學(xué)和科研設(shè)備。 閥體為鑄鐵材質(zhì)，閥芯為不銹鋼材質(zhì)，國標(biāo)法蘭安裝，DC4～20mA電流信號控制，工稱通徑DN15。該調(diào)節(jié)閥為直行程氣動控制調(diào)節(jié)閥，具有精度高、技術(shù)、體積小、重量輕、推動力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點。由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門定位器，閥門定位器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，使用和校正都非常方便； |
| 水泵 | 只 | 2 | 本裝置采用磁力驅(qū)動泵，流量為30升/分，功率為90W。泵體采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動泵,一只為三相380V恒壓驅(qū)動，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動。三相磁力驅(qū)動泵，噪音低，壽命長，揚程達12米 |
| 電磁閥 | 只 | 1 | 在本裝置中，其中一只作為電動調(diào)節(jié)閥支路和變頻支路的連通閥，起接通和關(guān)斷兩條支的作用。另外六只作為各液位水箱兩條支路的進水閥門。工作壓力：最小壓力為0Kg/㎝2，壓力為7Kg/㎝2；工作溫度：－5～80℃；工作電壓：24VDC。 |
| 二相移相調(diào)壓裝置 | 只 | 1 | 采用二相全隔離一體化交流移相調(diào)壓器模塊，采用SMT工藝，DCB陶瓷基板，有LED電源指示和LED輸出調(diào)節(jié)量指示，控制參數(shù)：可輸入0～5V、0～10V、4～20mA；輸出參數(shù)：額定工作電壓：380VAC±10%；電網(wǎng)頻率：50Hz；斷態(tài)峰值截止電壓VP：≥1200VPK；電小負載電流：100 mA；斷態(tài)漏電流：<12 mA；關(guān)斷延時：10ms；調(diào)節(jié)響應(yīng)時間：10ms； |
| 電加熱管 | 只 | 1 | 由三根0.7KW電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進行加溫。 |
| 交流變頻控制 | 只 | 1 | 本系統(tǒng)采用的變頻調(diào)速模塊為多功能、緊湊型產(chǎn)品，具備V/F控制、通用磁通矢量控制、勵磁控制等，運行特性：多段速15速、PID控制、輸出電流檢測、異常時再試功能、零電流檢測；輸出頻率范圍：0.2～400Hz；頻率設(shè)定分辨率：0.06Hz/60HZ；頻率精度：輸出頻率的±0.1%以內(nèi)；控制信號輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵。 |
| 鍋爐保護系統(tǒng) | 套 | 1 | 當(dāng)鍋爐內(nèi)膽液位低于加熱水位線時，保護裝置將切斷調(diào)壓模塊輸出電壓，以有效保護電加熱管不被干燒損壞，當(dāng)水位高于加熱水位時，調(diào)壓模塊才能啟動加熱。有效防止燒壞加熱棒。 |
| 電氣控制及標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)接箱 | 套 | 1 | 電氣控制及標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)接箱中，電氣控制箱包括電源裝置、變頻器、溫度調(diào)溫裝置及設(shè)備的基本保護裝置，標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)接箱對外提供與 DCS 控制系統(tǒng)及其他控制系統(tǒng)連接的標(biāo)準(zhǔn)接口，方便系統(tǒng)的擴展。 |
| 電氣輔助器件 | 套 | 1 | 各種維護用的螺絲刀、扳手、生料帶、電工膠帶、出水管等工具， 各主要器件的使用說明書 |
信號參數(shù)：
| 序號 | 信號名稱 | 信號范圍 | 信號類型 |
| 1 | 調(diào)節(jié)閥支路流量 | 0～1.2 ㎡/H | 二線制，4～20mA |
| 2 | 變頻泵支路流量 | 0～1.2 ㎡/H | 二線制，4～20mA |
| 3 | 滯后盤管出口流量 | 0～1.2 ㎡/H | 二線制，4～20mA |
| 4 | 上水箱液位 | 0～3KPa | 二線制，4～20mA |
| 5 | 中水箱液位 | 0～3KPa | 二線制，4～20mA |
| 6 | 下水箱液位 | 0～3KPa | 二線制，4～20mA |
| 7 | 鍋爐水溫 | 0～100℃ | 100～138.5Ω |
| 8 | 夾套水溫 | 0～100℃ | 100～138.5Ω |
| 9 | 盤管水溫3個點 | 0～100℃ | 100～138.5Ω |
| 10 | 變頻器控制信號 | 0～50Hz | 4～20mA |
| 11 | 變頻器反饋信號 | 0～50Hz | 4～20mA |
| 12 | 調(diào)壓模塊控制信號 | 0～99% | 4～20mA |
| 13 | 電動調(diào)節(jié)閥控制信號 | 0～99% | 4～20mA |
| 14 | 電動調(diào)節(jié)閥反饋信號 | 0～99% | 4～20mA |
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