產品簡介
是由現場總線控制系統和對象系統組成。該對象系統與“高級過程對象系統實驗裝置"基本相同,不同之處在于下水箱的壓力變送器采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器(SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊協議的壓力傳感器通過總線供電,不需要另外接工作電源)。
詳細介紹
一、系統概述
“現場總線過程控制系統實驗裝置"是從高校自動化相關專業教學實驗的需求出發,采用代表自動化行業技術潮流的現場總線技術,開發出來的進行通訊和遠程控制的網絡化和數字化實驗裝置。
“現場總線過程控制系統實驗裝置"是由現場總線控制系統和對象系統組成。該對象系統與“高級過程對象系統實驗裝置"基本相同,不同之處在于下水箱的壓力變送器采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器(SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊協議的壓力傳感器通過總線供電,不需要另外接工作電源)。
1. 現場總線控制系統硬件
除電氣部分給各種工作部件提供電源外,還有下列主要部件:
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一個(含MMC卡)
(2) SIEMENS電源模塊一個
(3) PA Coupler 耦合器一個
(4) 8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個
(5) 4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個
(6) 變頻器一個
(7) DP通訊線和DP接頭若干
(8) MPI-USB通訊線一條
2. 現場總線控制系統軟件
采用SIEMENS WINCC軟件監控、SIEMENS STEP7編程
二、系統特點
能完整的體現現場過程變量數字化采集。實現從過程變量的現場采集到上位監控的全數字化傳輸。
三、系統結構
現場總線控制系統結構圖如下:
四、控制對象
一)、系統組成
1. 過程控制實驗對象系統
實驗對象系統包含有:不銹鋼儲水箱;上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱;三相4.5kW電加熱鍋爐(由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環不銹鋼冷卻鍋爐夾套構成)和鋁塑盤管組成。
系統動力系統有兩套:一套由SIEMENS變頻器、三相(380V交流)不銹鋼磁力驅動泵、電動調節閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成;另一套由220V循環泵、渦輪流量計等組成。
整套對象系統由不銹鋼材料制造,包括對象框架、管道、底板,甚至小到每一顆緊固螺釘。
2. 對象系統中的各類檢測變送及執行裝置
(1) 擴散硅壓力變送器三只:分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位;
(2) 渦輪流量計三只:分別檢測兩條動力支路及盤管出水口的流量;
(3) Pt100熱電阻溫度傳感器六只:分別用來檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管(三只)及上水箱出水口水溫;
(4) 控制模塊:包含電磁閥、電動調節閥各一個;
(5) 三相380V不銹鋼磁力驅動泵、220V循環泵。
二)、系統主要特點
1. 被調參數囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數
2. 執行器中既有電動調節閥儀表類執行機構,又有變頻器等電力拖動類執行器
3. 系統除了能改變調節器的設定值作階躍擾動外,還可在對象中通過電磁閥和手操作閥制造各種擾動
4. 一個被調參數可用不同的動力源、不同的執行器和不同的工藝線路下可演變成多種調節回路,以利于討論、比較各種調節方案的優劣
5. 能進行多變量控制系統及特定的過程控制系統實驗
三)、“SG-GC05現場總線過程控制系統實驗裝置"對象系統如下圖所示
五、主要配置清單
序號 | 設備名稱 | 數量 | 單位 |
1 | 不銹鋼框架 | 1 | 套 |
2 | 有機玻璃水桶 | 3 | 只 |
3 | 不銹鋼下水箱 | 1 | 只 |
4 | 不銹鋼復合加熱桶 | 1 | 只 |
5 | 380V磁力驅動泵 | 1 | 只 |
6 | 220V循環泵 | 1 | 只 |
7 | SIEMENS 315-2DP CPU | 1 | 只 |
8 | SIEMENS 電源模塊 | 1 | 只 |
9 | MMC卡 | 1 | 只 |
10 | PA Coupler 耦合器 | 1 | 只 |
11 | 8路模擬量輸入模 | 2 | 只 |
12 | 4路模擬量輸出模 | 1 | 只 |
13 | SIEMES變頻器MM420 | 1 | 只 |
14 | DP通訊線和DP接頭 | 若干 | 只 |
15 | 擴散硅壓力變送器 | 3 | 只 |
16 | 渦輪流量計 | 3 | 只 |
17 | PT100熱電阻傳感器 | 6 | 只 |
18 | 電磁閥 | 1 | 只 |
19 | 電動調節閥 | 1 | 只 |
20 | 可控硅調壓器 | 1 | 只 |
21 | 控制柜 | 1 | 臺 |
六、實驗內容
1.現場總線控制系統(FCS)的組成與認識實驗
2.下位機軟件中的硬件組態和程序編寫
3.上位機軟件中的通信建立和界面組態
4.一階單容上水箱對象特性測試實驗
5.二階雙容水箱對象特性測試實驗
6.上水箱液位PID整定實驗
7.串接雙容下水箱液位PID整定實驗
8.三容液位定值控制實驗
9.鍋爐內膽水溫PID控制實驗
10.鍋爐夾套水溫PID控制實驗
11.單閉環流量PID控制實驗
12.鍋爐內膽水溫位式控制實驗
13.水箱液位串級控制實驗
14.三閉環液位控制實驗
15.鍋爐夾套與內膽水溫串級控制實驗
16.鍋爐內膽水溫與水流量串級控制實驗
17.上水箱液位與進水流量串級控制實驗
18.單閉環流量比值控制實驗
19.下水箱液位前饋-反饋控制實驗
20.鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制實驗
21.溫度純滯后控制實驗
22.流量純滯后控制實驗
23.鍋爐夾套與內膽水溫解耦控制實驗
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實驗