本實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)象主要由被控對(duì)象、檢測(cè)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。
供水系統(tǒng)有兩路：一路由水泵1（單相水泵）、電動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、渦輪流量計(jì)及管道和閥門組成；另一路由變頻器（三相變頻調(diào)速）、變頻器、渦輪流量計(jì)及管道和閥門組成�？捎扇我馑钒褍�(chǔ)水箱的水抽到實(shí)驗(yàn)對(duì)象水箱，即2個(gè)有機(jī)玻璃水箱和模擬鍋爐。
DB-CG21過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置的控制對(duì)象總體框圖如圖1-1所示。
圖1-1 DB-CG21過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置的控制對(duì)象總體框圖
一、被控對(duì)象
由不銹鋼儲(chǔ)水箱、2個(gè)有機(jī)玻璃水箱、1.0KW單相電加熱模擬鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和高熔點(diǎn)有機(jī)夾套構(gòu)成)及敷塑不銹鋼管道等組成。
水箱：包括上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。水箱采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于學(xué)生直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上下水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力傳感器與變送器，可對(duì)水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測(cè)和變送。上、下水箱可以組合成一階、二階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)串級(jí)控制系統(tǒng)。儲(chǔ)水箱為不銹鋼儲(chǔ)水體，并在兩側(cè)各與一水泵相連，為整個(gè)系統(tǒng)儲(chǔ)水和供水，內(nèi)有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，拆洗維護(hù)方便，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。
模擬鍋爐：是利用電加熱管加熱的常壓鍋爐，可利用它進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)。
管道及閥門：整個(gè)系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動(dòng)閥門均采用銅質(zhì)球閥，避免了管道生銹的可能性。
二、檢測(cè)裝置
壓力/液位變送器：裝置中采用了三個(gè)壓力/液位變送器，其中二個(gè)變送器分別用來(lái)對(duì)兩個(gè)水箱的液位進(jìn)行檢測(cè)，也可作為各水箱的壓力檢測(cè)，其量程：0～3KP，即0～30cm；一個(gè)變送器對(duì)水路2管路壓力進(jìn)行檢測(cè)，其量程：0～100KP，即0～100Kpa。傳感器精度：0.5級(jí)，輸出：4～20mADC，供電：24VDC，接線方式：二線制；采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號(hào)隔離技術(shù)，對(duì)傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。且其零點(diǎn)和量程調(diào)節(jié)都出廠之前已調(diào)試好。（詳細(xì)見(jiàn)其說(shuō)明書(shū)）
溫度傳感器/變送器：裝置中采用了一個(gè)Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，用來(lái)檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽的水溫。經(jīng)過(guò)控制臺(tái)中的溫度變送器，可將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA直流電流信號(hào)。 溫度變送器的量程：0～+100℃，精度：0.5級(jí)，輸出：4～20mADC，供電：24VDC，接線方式：二線制。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好。其接線圖如圖1-2所示：
圖1-2 PT100與溫度變送器接線圖
流量傳感器/變送器：裝置中采用的是渦輪流量計(jì)，是用來(lái)對(duì)變頻器控制的動(dòng)力支路及盤管出口處的流量進(jìn)行檢測(cè)。其量程：0～1200L/h，精度：1.0%，輸出：4～20mADC，供電：24VDC，接線方式：二線制。
三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：本裝置采用的電動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由電動(dòng)閥門執(zhí)行器和三通線性閥門組成。其執(zhí)行器采用智能直行程調(diào)節(jié)，根據(jù)控制的信號(hào)變化，來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行器的行程，從而調(diào)節(jié)三通線性閥門的開(kāi)度，進(jìn)而對(duì)控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、功能強(qiáng)、控制單元與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化、可靠性高、使用和校正非常方便等優(yōu)點(diǎn)；工作時(shí)需提供24V交流電源（此電壓由變壓器提供） ，軸桿推力：600N ，執(zhí)行器行程：20mm ，輸入信號(hào) :0-10Vdc或2-10Vdc ；本裝置中的執(zhí)行器已被設(shè)置為輸入信號(hào)為2-10Vdc，由于從實(shí)驗(yàn)控制臺(tái)輸出的信號(hào)為4～20mADC,故接到執(zhí)行器的信號(hào)線兩端加500歐的電阻。其三通線性閥門的直徑為20mm.
變頻器：裝置中采用了三菱D700系列變頻器，三相220VAC變頻輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵,控制信號(hào)輸入:4～20mADC或0～5VDC,供電：?jiǎn)蜗?20VAC。（詳細(xì)見(jiàn)其說(shuō)明書(shū)）
水泵：裝置中采用兩只水泵,都為磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵，型號(hào)：MP-55R-，額定流量：30L/MIN，揚(yáng)程：4米，功率：90W。
單相電加熱環(huán)：裝置中采用的是兩根功率為1000W電加熱棒，用來(lái)對(duì)鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，加熱環(huán)的電阻值約為30Ω左右。
全隔離單相交流調(diào)壓模塊：裝置采用了全隔離單相交流調(diào)壓模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的連續(xù)控制（安裝在電氣控制接線底板上）.它是集同步變壓器、相位檢測(cè)電路、移相觸發(fā)電路和可控硅與一體，當(dāng)改變控制信號(hào)（即4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流）的大小，就可以自動(dòng)控制改變輸出可控硅的觸發(fā)角，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓從0V到電網(wǎng)全電壓的可調(diào)，即實(shí)現(xiàn)單相交流調(diào)壓。其接線圖如圖1-3所示：
圖1-3 調(diào)壓模塊接線圖
DB-CG26 過(guò)程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述：
過(guò)程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、控制，分析過(guò)程參數(shù)變化特性，研究過(guò)程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，過(guò)程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實(shí)際，使用安全，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，性價(jià)比優(yōu)越。
1、功能：
過(guò)程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置可滿足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”，“過(guò)程控制”，“控制儀表”，“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與傳感器”,“計(jì)算機(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求；
2、技術(shù)支持：
我公司擁有過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置的自主開(kāi)發(fā)能力。結(jié)合控制領(lǐng)域的新理論、新方法，公司將源源不斷研制和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)控制算法，以適應(yīng)高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，滿足現(xiàn)代化教育發(fā)展的需要，促進(jìn)向更高層次發(fā)展。
公司倡導(dǎo)誠(chéng)信服務(wù)，竭力做好客戶服務(wù)和技術(shù)支持工作。通過(guò)直觀真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解過(guò)程控制系統(tǒng)的特性，學(xué)習(xí)掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1、外形結(jié)構(gòu)：
（1）、分體式設(shè)計(jì)，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,DDC控制無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測(cè)控制裝置、鍋爐加熱裝置。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制.
（2）、三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（3）、實(shí)驗(yàn)柜完全敞開(kāi)設(shè)計(jì)，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
（4）、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。為實(shí)驗(yàn)文明操作提供條件。
（5）、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(chǎng)知識(shí)。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
（6）、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專用實(shí)驗(yàn)電源連線，及溫控箱防止無(wú)水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
（7）、開(kāi)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。
（8）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)
A、加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)；
B、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。
（9）、電源保護(hù)措施
A、加有電流型漏電保護(hù)器，防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險(xiǎn)管，有效保護(hù)器件因過(guò)載造成損壞。
（10）、電源啟�？刂品绞�；采用啟停按鈕控制接觸器來(lái)控制電源的啟停。
（11）、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護(hù)功能
B、各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開(kāi)關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問(wèn)題。
C、實(shí)驗(yàn)強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。
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)儀表的輸入、輸出信號(hào)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)
（1）變送器電流源信號(hào)：4-20mADC。
（2）儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）
4、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽(yáng)電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
5、上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件
應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求，參見(jiàn)MCGS用戶指南�？梢越M成網(wǎng)絡(luò),一臺(tái)老師機(jī)可以控制十幾臺(tái)學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。