一、描述：

過程控制實驗設(shè)備可滿足《自動控制理論》、《過程控制》、《自動化儀表》以及《傳感器檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實驗教學(xué)，除了能滿足本、?？茖W(xué)生不同層次的實驗教學(xué)要求，還能為研究生、相關(guān)專業(yè)老師和工程技術(shù)人員進行復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究，提供了實驗對象和實現(xiàn)的途徑。

二、設(shè)備特點：

1.本設(shè)備的各種功能均綜合在一個實驗臺上，采用積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀大方、便于運輸及實驗室的多臺布局。

2.對象小型化、適應(yīng)性強、綜合性強，控制對象模型由不銹鋼和有機玻璃水箱組成，實驗水箱在屏右邊能清楚看見，管道流程直觀、清晰。

3.參數(shù)全面，涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過程控制參數(shù)。

4.小型（小功率）執(zhí)行元件，它們是二個磁力驅(qū)動泵和一個電加熱器，使整體結(jié)構(gòu)更為緊湊、小型化。

5.系統(tǒng)控制方式多樣性

主要有位式控制、連續(xù)控制、模擬PID控制、智能儀表控制、PLC控制、單片機控制、計算機控制、兩套磁力泵交流變頻調(diào)速控制和單相移相調(diào)壓控制等，并可組成不同的控制方式。

6.安全保護齊全

設(shè)有電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器各一組；強電連接線及插座均采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電；強、弱電連接及插座分開，不會混插，避免錯接線而損壞設(shè)備。

三、系統(tǒng)組成：

本設(shè)備集多參數(shù)控制為一體，由過程控制對象、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、顯示器和計算機（用戶自配）等組成。

1.控制對象的模型由上、中、下三個水箱及一個儲水箱組成，上、中、下水箱由兩臺磁力泵供水。上、中兩個水箱各裝有一個擴散硅壓力變送器來檢測壓力和液位；下水箱是一個復(fù)合式水箱，其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計（定做）、小型閥門和兩臺磁力驅(qū)動泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺磁力泵中的任一臺都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道，模擬現(xiàn)場產(chǎn)生的干擾信號，以驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。

2.實驗掛箱

本設(shè)備共提供九個實驗掛箱，分別是傳感器輸出與顯示；單片機控制；模擬PID實驗掛箱（配兩個）；位式、連續(xù)控制掛箱；面板流程圖；交流變頻器（日本三菱）掛箱（配兩個）； PLC控制器（西門子S7－200）掛箱。

3.專用編程電纜線

4.485通訊轉(zhuǎn)換器

5.豪華型電腦臺

6.計算機（用戶自備）

7.上位機軟件

PLC編程環(huán)境軟件為它可以對S7-200的所有功能進行編程。上位機具有二種監(jiān)控軟件：

工控組態(tài)軟件：利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，以及利用RS232/485轉(zhuǎn)換器組成智能調(diào)節(jié)儀與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對被控對象過渡過程的數(shù)據(jù)采集和存儲，數(shù)據(jù)曲線的動態(tài)顯示和監(jiān)控。工控組態(tài)軟件還可以對控制對象的圖形任意組態(tài)，動態(tài)顯示，編制控制策略，輸出實時曲線、歷史曲線、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，打印工程報表，操作菜單設(shè)計等一系列強大的功能。

(2)單片機數(shù)據(jù)采集與算法控制軟件：利用RS232通信接口，配合單片機控制與計算機算法控制軟件，實現(xiàn)各種數(shù)字式PID運算控制和各種先進的智能控制，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集作圖。而且可使用數(shù)學(xué)軟件編制各種新型的、先進的控制算法。另外單片機還可作為獨立的控制器對系統(tǒng)進行控制。

四、技術(shù)參數(shù)：

1.供電電源：單相三線220V±10%  50Hz

2.整機最大功耗：＜1kVA

3.整機尺寸：172cm×73cm×160cm

五、基本實驗項目：

1.實驗設(shè)備的基本操作與儀表調(diào)試

2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗

3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗

4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗

5.溫度位式控制實驗

6.溫度連續(xù)控制實驗

7.智能儀表控制實驗

8.單容水箱液位PID控制實驗

9.雙容水箱液位PID控制實驗

10.流量定值控制實驗

11.單容水箱壓力PID控制實驗

12.單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究

13.串級控制系統(tǒng)連接實驗

14.液位串級控制實驗

15.計算機控制系統(tǒng)

16.單片機控制系統(tǒng)

17.單容自衡水箱的對象特性測試實驗

18.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗

19.單容液位控制實驗

20.雙容液位控制實驗

21.流量定值控制實驗

22.溫度位式控制實驗

23.溫度連續(xù)控制實驗

24.PLC上下水箱液位串級控制實驗

25.液位流量串級控制實驗）

26.基于MATLAB的單回路PID控制實驗

27.基于MATLAB的串級PID控制實驗

SHYLCS-91 現(xiàn)場總線高級過程控制對象系統(tǒng)實驗設(shè)備

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.下水箱的壓力傳感器采用通訊接口的壓力傳感器，通訊接口的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源。

2.調(diào)節(jié)閥支路的流量檢測采用通訊接口的檢測和變送一體的電磁式流量計。

3.調(diào)節(jié)閥采用通訊接口的氣動調(diào)節(jié)閥，用來進行回路流量的調(diào)節(jié)。它具有精度高、技術(shù)先進、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CPU直接發(fā)送的數(shù)字信號控制閥門的開度，本氣動調(diào)節(jié)閥自動進行零點校正，使用和校正都非常方便。

4.變頻器采用通訊接口模塊的變頻器，其輸入電壓為單相AC220V，輸出為三相AC220V。

5.空氣壓縮機采用具有無油靜音，氣量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空壓機，用于給氣動調(diào)節(jié)閥提供氣源。

二、系統(tǒng)特點

1.本套實驗設(shè)備既包含了各種常規(guī)的檢測設(shè)備，又包含了接口的總線檢測設(shè)備；

2.被控參數(shù)全面，涵蓋了連續(xù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位、壓力、流量及溫度等典型參數(shù)；

3.真實性、直觀性、綜合性強，控制對象組件全部來源于工業(yè)現(xiàn)場；

4.執(zhí)行器中既有氣動調(diào)節(jié)閥，又有變頻器、可控硅移相調(diào)壓設(shè)備。調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有設(shè)定值的階躍擾動外，還可以通過對象中的電磁閥和手動操作閥制造各種擾動；

5.一個被調(diào)參數(shù)可在不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝管路下演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣；

6.系統(tǒng)設(shè)計時考慮到兩個信號在本對象中存在著相互耦合，二者同時需要對原獨立調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)進行整定，或進行解耦實驗，以符合工業(yè)實際的性能要求；

7.能進行單變量到多變量控制系統(tǒng)及復(fù)雜過程控制系統(tǒng)實驗；

8.可構(gòu)成從現(xiàn)場檢測到上位機監(jiān)控檢測之間的全數(shù)字通道。

SHYLCS-91 現(xiàn)場總線高級過程控制對象系統(tǒng)實驗設(shè)備

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.下水箱的壓力傳感器采用通訊接口的壓力傳感器，通訊接口的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源。

2.調(diào)節(jié)閥支路的流量檢測采用通訊接口的檢測和變送一體的電磁式流量計。

3.調(diào)節(jié)閥采用通訊接口的氣動調(diào)節(jié)閥，用來進行回路流量的調(diào)節(jié)。它具有精度高、技術(shù)先進、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CPU直接發(fā)送的數(shù)字信號控制閥門的開度，本氣動調(diào)節(jié)閥自動進行零點校正，使用和校正都非常方便。

4.變頻器采用通訊接口模塊的變頻器，其輸入電壓為單相AC220V，輸出為三相AC220V。

5.空氣壓縮機采用具有無油靜音，氣量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空壓機，用于給氣動調(diào)節(jié)閥提供氣源。

二、系統(tǒng)特點

1.本套實驗設(shè)備既包含了各種常規(guī)的檢測設(shè)備，又包含了接口的總線檢測設(shè)備；

2.被控參數(shù)全面，涵蓋了連續(xù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位、壓力、流量及溫度等典型參數(shù)；

3.真實性、直觀性、綜合性強，控制對象組件全部來源于工業(yè)現(xiàn)場；

4.執(zhí)行器中既有氣動調(diào)節(jié)閥，又有變頻器、可控硅移相調(diào)壓設(shè)備。調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有設(shè)定值的階躍擾動外，還可以通過對象中的電磁閥和手動操作閥制造各種擾動；

5.一個被調(diào)參數(shù)可在不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝管路下演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣；

6.系統(tǒng)設(shè)計時考慮到兩個信號在本對象中存在著相互耦合，二者同時需要對原獨立調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)進行整定，或進行解耦實驗，以符合工業(yè)實際的性能要求；

7.能進行單變量到多變量控制系統(tǒng)及復(fù)雜過程控制系統(tǒng)實驗；

8.可構(gòu)成從現(xiàn)場檢測到上位機監(jiān)控檢測之間的全數(shù)字通道。

YLGCK-91A型 過程測量儀表技能實訓(xùn)裝置

一、實訓(xùn)裝置描述：

本實訓(xùn)設(shè)備的設(shè)計結(jié)合了目前職業(yè)院?！痘y量及儀表》、《過程儀表測量》、《過程檢測儀表》以及《儀表測量工操作實訓(xùn)》等課程實驗大綱的要求。

過程測量儀表技能實訓(xùn)裝置由被控對象（不銹鋼框架）和控制系統(tǒng)（網(wǎng)孔板）組成，被控對象包含動力系統(tǒng)、水箱、儲水箱、壓力變送器、差壓變送器、渦輪流量計、P1100、K分度熱電偶、閥門、管路等；控制系統(tǒng)包含網(wǎng)孔板、漏電保護器、開關(guān)電源、單相調(diào)壓模塊、K分度熱電偶冷端補償器、智能儀表、接線端子排、常用工具及裝置配套件等。通過該實訓(xùn)裝置的使用和學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握有關(guān)過程儀表的測量及自動化儀表的安裝、測量及使用。

二、裝置技術(shù)指標(biāo)：

1、工作電源：單相三線 AC220V±10%      50Hz

2、整機容量：≤3.0kVA

3、外形尺寸：1650×720×1600mm

三、系統(tǒng)特點

1.對象系統(tǒng)為不銹鋼框架，所有器件均為不銹鋼材料設(shè)計

2.傳感器的二次測量儀表安裝在網(wǎng)孔板上，方便學(xué)生在現(xiàn)場進行各項操作

3.控制部分采用不銹鋼網(wǎng)孔板，將現(xiàn)場信號通過接線端子排直接接到測量儀表，增強了學(xué)生的動手能力，同時對于現(xiàn)場儀表的接線更加直觀明了

4.對象系統(tǒng)設(shè)計美觀，開放性好，為學(xué)生實訓(xùn)提供了一個較好的實訓(xùn)對象

四、系統(tǒng)組成

被控對象（不銹鋼框架）：

1.動力系統(tǒng)：1套

2.水箱：2套

3.儲水箱：1套

4.液位：1路壓力變送器進行水箱液位檢測

5.流量：1路渦輪流量計進行管道流量檢測

6.壓力：1路差壓變送器進行閥門前后端壓力差檢測

7.溫度：共2路，1路PT100和1路K分度熱電偶對各自的介質(zhì)溫度檢測

8.管路：若干

9.閥門：若干

控制系統(tǒng)（網(wǎng)孔板）：

1.網(wǎng)孔板：1套

2.漏電保護器：5個

3.開關(guān)電源：1個

4.單相調(diào)壓模塊：1個

5.K分度熱電偶冷端補償器：1個

6.接線端子排：若干

7.智能儀表：1個

配件：常用工具及裝置配套件

五、實訓(xùn)項目

1.實訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)認(rèn)識

2.傳感器工作原理的認(rèn)識

(1)壓力變送器的工作原理認(rèn)識

(2)渦輪流量計的工作原理認(rèn)識

(3)差壓變送器的工作原理認(rèn)識

(4)PT100熱電阻的工作原理認(rèn)識

(5)K分度熱電偶的工作原理認(rèn)識

3.傳感器安裝測量技能實訓(xùn)

(1)壓力變送器的檢測

(2)渦輪流量計的檢測

(3)差壓變送器的檢測

(4)PT100鉑電阻的檢測

(5)K分度熱電偶的檢測