DB-CG09現(xiàn)場總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述：
DB-CG09現(xiàn)場總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置是一套基于PCS現(xiàn)場總線控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是集自動(dòng)化儀表技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。系統(tǒng)包括流量、溫度、液位等熱工參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)測定、單回路控制、串級(jí)控制、前饋控制、比值控制等多種控制形式?？刂葡到y(tǒng)采用西門子的分布式I/O單元ET200M，監(jiān)控軟件采用SIMATICWINCC。采用現(xiàn)場總線的液位變送器、壓力變送器、渦輪流量計(jì)、變頻器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、溫度變送器以及分布式I/O模塊。該實(shí)驗(yàn)裝置既可作為本科、?？啤⒏呗氝^程控制課程的實(shí)驗(yàn)裝置，也可作為研究生及科研人員在復(fù)雜控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)研究方面提供物理模擬對象和實(shí)現(xiàn)手段。同時(shí)也可以作為學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線過程控制的一個(gè)實(shí)驗(yàn)手段。
DB-CG09現(xiàn)場總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置采用西門子的現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用SIMATIC WINCC。
現(xiàn)場總線是基于全集成自動(dòng)化思想的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲(chǔ)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性。通訊采用符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級(jí)編程語言?，F(xiàn)場設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。它具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠商的控制系統(tǒng)。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1、實(shí)物圖
2、設(shè)備特點(diǎn)：
（1）、三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（2）、實(shí)驗(yàn)柜敞開設(shè)計(jì)，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
（3）、人性化設(shè)計(jì)，配有儲(chǔ)水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
（4）、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識(shí)。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
（5）、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，及溫控箱防止無水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
（6）、開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時(shí)曲線進(jìn)行理論分析等。
（7）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)
鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
3、系統(tǒng)水路圖
三、技術(shù)參數(shù)與要求:
1、供電電源
單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統(tǒng)必需接地良好。
2、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米
3、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
4、上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件：采用國內(nèi)市場應(yīng)用廣泛的WINCC6.0組態(tài)軟件。
6、外形尺寸（組合后）：對象:1600mmX750mmX1850mm,
控制柜：830mmX750mmX1900mm。
7、重量：實(shí)驗(yàn)柜，約重200Kg；實(shí)驗(yàn)臺(tái)+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg
四、系統(tǒng)配置
| 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 | 產(chǎn)地 |
| 不銹鋼磁力泵三相磁力泵 | 臺(tái) | 1 | MP-55RM-380無泄漏，低噪音，三相220vAC，50Hz， | 上海 |
| 不銹鋼磁力泵二相磁力泵 | 臺(tái) | 1 | MP-55RM無泄漏，低噪音，三相220vAC，50Hz， | 上海 |
| 溫控調(diào)壓模塊+散熱器 | 套 | 1 | 全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號(hào)：4-20mA。 | 寧波 |
| 加熱環(huán) | 只 | 1 | 功率：1400W，220VAC。 | 頂邦 |
| Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | 只 | 4 | Pt100：；溫度變送器：0.5級(jí)精度，0-100℃。 | 上海 |
| 智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 只 | 1 | Honeywell 控制信號(hào)4-20mA | 上海 |
| 擴(kuò)散硅壓力（液位）變送器 | 只 | 2 | 擴(kuò)散硅隔離探頭，0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制） | 上海 |
| 流量計(jì)及流量變送器 | 套 | 2 | （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號(hào)：4-20mADC；（3）精度：0.5級(jí)。 |
| 西 門 子 300 控 制 單 元 | ||||
| CPU | 塊 | 1 | CPU-315-2DP 6ES7315-2AG10-0AB0 | 德國 |
| CPU電源 | 塊 | 1 | 6ES7 307-1BA00-0AA0 | 德國 |
| MMC | 塊 | 1 | 存儲(chǔ)卡128KB 6ES7 953-8LG11-0AA0 | 德國 |
| 變頻器主體 | 塊 | 1 | 6SE6 420-2AB13-7AA1 | 德國 |
| 變頻器通訊板 | 塊 | 1 | 6SE6 400-1PB00-0AA0 | 德國 |
| 變頻器器操作面板 | 塊 | 1 | 6SE6 400-0BP00-0AA0 | 德國 |
| ET 200M | 塊 | 1 | 6ES7 153-1AA03-0XB0 | 德國 |
| SM331 | 塊 | 1 | 8 AI 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 德國 |
| SM332 | 塊 | 1 | 4 AO 6ES7332-5HD01-0AB0 | 德國 |
| DP/PA耦合器（IM157） | 塊 | 1 | 為DP子站將PA設(shè)備連入PROFIBUS-DP，與現(xiàn)場總線型對象互聯(lián)時(shí)選用 | 德國 |
| Profibus-PA溫度總線儀表 | 塊 | 1 | 溫度測量帶PA輸出7NG3213-0NN00 | 德國 |
| Profibus-PA液位總線儀表 | 塊 | 1 | 液位測量帶PA輸出7MF4634-1DD2-3AF6 | 德國 |
| 通訊卡 | 塊 | 1 | C P / 5611通訊卡 6GK1 561-1AA01 | 德國 |
| 電纜編程 | 套 | 1 | 6ES7-901-0BF00-0AA0 | 德國 |
| 導(dǎo)軌 | 塊 | 833mm | DIN專用導(dǎo) 6ES7 390-1AJ30-0AA0 軌 | 德國 |
| 連接器 | 套 | 5 | 20腳前連接器 6ES7 392-1AJ00-0AA0 | 德國 |
| WinCC6.0 | 套 | 1 | 德國 | |
| STEP7 v5.4 | 套 | 1 | 編程軟件 | 德國 |
| T型頭 | 3 | 德國 | ||
| 終端電阻 | 1 | 德國 | ||
| DP專用電纜 | 5米 | 6XV1830-0EH10 | 德國 | |
| 其它設(shè)備 | ||||
| 實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱 | 只 | 3 | 三個(gè)圓型有機(jī)玻璃水箱 | 頂邦 |
| 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱 | 只 | 1 | 由加熱箱、冷卻箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，并帶有加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置 | 頂邦 |
| 純滯后實(shí)驗(yàn)裝置 | 只 | 1 | 完成滯后實(shí)驗(yàn) | 頂邦 |
| 不銹鋼儲(chǔ)水箱 | 只 | 1 | 內(nèi)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 | 頂邦 |
| 電磁閥 | 只 | 2 | 寧波余姚三力信 | 寧波 |
| 接觸器 | 只 | 4 | 正泰 | 溫州 |
| 繼電器 | 只 | 4 | 正泰 | 溫州 |
| 液面探頭 | 只 | 2 | 自制 | 頂邦 |
| 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 | 套 | 1 | 外加工 | 杭州 |
| 實(shí)驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)架 | 套 | 1 | 外加工 | 頂邦 |
五、實(shí)驗(yàn)?zāi)夸?br style="padding: 0px; margin: 0px;"> 特性實(shí)驗(yàn)
1、 水箱單容特性實(shí)驗(yàn)
2、 水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
3、 上下水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
4、 電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗(yàn)
5、 變頻器流量特性實(shí)驗(yàn)
6、 溫度度特性實(shí)驗(yàn)
7、三容實(shí)驗(yàn)特性實(shí)驗(yàn)
單回路控制實(shí)驗(yàn)
1、 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
2、 變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、 上水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
4、 上下水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
5、 三容液位控制實(shí)驗(yàn)
6、 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制實(shí)驗(yàn)
7、 變頻器支路流量控制實(shí)驗(yàn)
8、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
1、雙容串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
2、上水箱液位與電動(dòng)閥支路流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
4、三閉環(huán)三容液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
比值控制實(shí)驗(yàn)
1、 單閉環(huán)比值流量控制實(shí)驗(yàn)
2、 隨動(dòng)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
1、上水箱液位流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
解耦控制實(shí)驗(yàn)
1、 上水箱雙容液位解耦控制實(shí)驗(yàn)
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