过程控制实训装置,自动化仪表实训装置

TRYGC-07过程控制及自动化仪表实训装置

一、过程控制及自动化仪表实训装置简介

TRYGC-07过程控制及自动化仪表实训装置是本企业根据自动化专业及其相关专业教学的特点，吸收了国内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计、多次实验和反复论证，研发的一套全新的实验装置。它采用多种常用的控制方式和理论，除了常见的PID算法及其改进算法外，还增加了模糊控制、人工神经元控制等国内外先进的控制策略。此外，本装置还嵌入了上流行的MATLAB（数学软件）软件平台，使老师和学生能轻松方便地进行算法编制。

过程控制及自动化仪表实训装置可满足《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》以及《传感器检测与转换技术》等课程的实验教学，除了能满足本、专科学生不同层次的实验教学要求，还能为研究生、相关专业老师和工程技术人员进行复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究，提供了实验对象和实现的途径。

 

二、过程控制及自动化仪表实训装置特点

1.本装置的各种功能均综合在一个实验台上，采用积木式结构，系统结构紧凑、造型美观大方、便于运输及实验室的多台布局。

2.对象小型化、适应性强、综合性强，控制对象模型由不锈钢和有机玻璃水箱组成，实验水箱在屏右边能清楚看见，管道流程直观、清晰。

3.参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度四大典型过程控制参数。

4.小型（小功率）执行元件，它们是二个磁力驱动泵和一个电加热器，使整体结构更为紧凑、小型化。

5.系统控制方式多样性

主要有位式控制、连续控制、模拟PID控制、智能仪表控制、PLC控制、单片机控制、计算机控制、两套磁力泵交流变频调速控制和单相移相调压控制等，并可组成不同的控制方式。

6.安全保护齐全

设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器各一组；强电连接线及插座均采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电；强、弱电连接及插座分开，不会混插，避免错接线而损坏设备。

三、过程控制及自动化仪表实训装置组成

本装置集多参数控制为一体，由过程控制对象、传感器、变送器、调节器、执行器、显示器和计算机（用户自配）等组成。

1.控制对象的模型由上、中、下三个水箱及一个储水箱组成，上、中、下水箱由两台磁力泵供水。上、中两个水箱各装有一个扩散硅压力变送器来检测压力和液位；下水箱是一个复合式水箱，其中内筒不锈钢水箱中装有500W电加热器和PT100温度传感器。主管道上装有小型涡轮流量计（定做）、小型阀门和两台磁力驱动泵。水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量都可以用于构成控制系统的被控参量。两台磁力泵中的任一台都可作为调节通道或干扰通道，模拟现场产生的干扰信号，以验证系统的稳定性和抗干扰性能。

2.实验挂箱

本装置共提供九个实验挂箱，分别是GK02传感器输出与显示；GK03单片机控制；GK04模拟PID实验挂箱（配两个）；GK05位式、连续控制挂箱；GK-06面板流程图；GK07交流变频器（日本三菱）挂箱（配两个）；GK08PLC控制器（西门子S7－200）挂箱。

3.PC/PPI专用编程电缆线

4.RS232/485通讯转换器

5.豪华型电脑桌

6.计算机（用户自备）

7.上位机软件

PLC编程环境软件为STEP7-Micro/WIN32，它可以对S7-200的所有功能进行编程。上位机具有二种监控软件：

(1)MCGS工控组态软件(DEMO版)：利用PC/PPI电缆线组成PLC与MCGS工控组态软件监控系统，以及利用RS232/485转换器组成智能调节仪与MCGS工控组态软件监控系统，可实现对被控对象过渡过程的数据采集和存储，数据曲线的动态显示和监控。MCGS工控组态软件还可以对控制对象的图形任意组态，动态显示，编制控制策略，输出实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据，打印工程报表，操作菜单设计等一系列强大的功能。

(2)单片机数据采集与算法控制软件：利用RS232通信接口，配合单片机控制与计算机算法控制软件，实现各种数字式PID运算控制和各种先进的智能控制，并实现数据实时采集作图。而且可使用MATLAB数学软件编制各种新型的、先进的控制算法。另外单片机还可作为独立的控制器对系统进行控制。

四、过程控制及自动化仪表实训装置技术指标

1.供电电源：单相三线220V±10%50Hz

2.整机最大功耗：＜1kVA

3.整机尺寸：172cm×73cm×160cm

五、过程控制及自动化仪表实训装置实验项目

1.实验装置的基本操作与仪表调试

2.压力变送器的零点迁移和性能测试实验

3.单容自衡水箱的对象特性测试实验

4.双容自衡水箱的对象特性测试实验

5.温度位式控制实验

6.温度连续控制实验（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制，共有四种模式）

7.智能仪表控制实验

8.单容水箱液位PID控制实验（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制，共有四种模式）

9.双容水箱液位PID控制实验（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制，共有四种模式）

10.流量定值控制实验（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制，共有四种模式）

11.单容水箱压力PID控制实验（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制，共有四种模式）

12.单回路控制系统的质量研究

13.串级控制系统连接实验

14.液位串级控制实验

15.计算机控制系统

16.单片机控制系统

17.单容自衡水箱的对象特性测试实验

18.双容自衡水箱的对象特性测试实验

19.单容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

20.双容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

21.流量定值控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

22.温度位式控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

23.温度连续控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

24.PLC上下水箱液位串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

25.液位流量串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）

26.基于MATLAB的单回路PID控制实验

27.基于MATLAB的串级PID控制实验

TRYGC-15化工自动化仪表实训装置

一、化工自动化仪表实训装置简介

TRYGC-15化工自动化仪表实训装置设计结合了目前大中专院校《化工测量及仪表》、《检测技术及仪表》、《热工自动化及仪表》、《非电量测量与控制技术》、《过程控制》等课程实训大纲的要求。通过该实训装置的使用和学习，学生能够掌握有关化工仪表及自动化的基本知识，对有关仪表的安装、调试及使用有一定的了解，并对化工生产中如何进行液位、温度、压力和流量等参数的自动化控制有基本的认识。

二、化工自动化仪表实训装置特点

对象系统为不锈钢框架，所有器件均为不锈钢和铝合金设计

传感器的二次测量仪表安装在对象上，方便学生在现场进行各项操作

可实现对化工行业的四大常用热工参数的检测，而且每种变量的检测传感器类型均为两种以上，以及每种类型传感器、变送器的测量精度也不相同，可以进行相关的校验

控制箱中所有的仪表均可以通过RS485通讯线与计算机建立通讯关系，可以更加直观的看出两种不同检测机构精度等各方面的区别

本装置设有故障设置箱，可对学生进行5项排故考核

对象系统设计美观，开放性好，为学生实训提供了一个较好的实训对象

三、化工自动化仪表实训装置技术性能

输入电压：单相三线～220V±10%50HZ

工作环境：环境温度范围为-5℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

整体尺寸：160cm×75cm×154cm

装置容量：＜3kVA

四、化工自动化仪表实训装置组成

被控对象（不锈钢框架）：

动力系统：1套

有机玻璃水箱：2套

储水箱：1套

液位检测三路：扩散硅压力变送器、电容式压力变送器和扩散硅差压变送器

流量检测三路：电磁流量计、涡轮流量计和孔板流量计

压力检测两路：电容式差压变送器和管道静压变送器

温度检测三路：2路PT100热电阻和Cu50热电阻

电动调节阀：1套

软管及管道：若干

阀门：若干

控制系统

对象控制箱:1套

接线盒：1个

智能调节仪：2个

流量积算仪：1个

无纸纪录仪：1个

开关电源：1个

单相调压模块：1个

漏电保护器：1个

控制开关：2个

交流电压表：1只

配件：

常用工具及装置配套件：１套

豪华电脑桌：１台

五、化工自动化仪表实训装置软件介绍

MCGS工控组态软件

能够对设定值、输出值、P、I、D及各类可写参数进行操作，还可修改程序算法，观看动态变化棒图显示、测量值实时曲线、历史曲线、数据报表等

盘古上位机监控软件及OPC服务器软件

通过盘古上位机监控软件，可实现四通道检测数据实时曲线的绘制，另通过OPC服务器软件可直接挂接到MCGS组态软件OPC服务器上，可直接将本无纸记录仪通道数据在组态软件中组态开发。

六、化工自动化仪表实训装置实训项目

实训装置的结构组成和系统认识	实训系统认识
实训装置硬件组成	实训系统软件介绍
离心泵的工作原理及特性认识	离心泵的工作原理和主要部件
离心泵的性能参数和特性曲线	电动调节阀的工作原理及特性认识
电动调节阀工作原理概述	调节阀的流量特性测试
电动调节阀的流量系数	电动调节阀的主要技术指标
仪表的认识及使用	智能调节仪的认识和使用
流量积算仪的认识和使用	无纸记录仪的认识和使用
传感器工作原理认识及使用	涡轮流量计的工作原理认识和校验
电磁流量计的工作原理认识和校验	孔板流量计的工作原理认识和校验
电容式液位传感器的工作原理认识和校验	扩散硅液位传感器的工作原理认识和校验
差压液位传感器的工作原理认识和校验	电容式差压变送器的工作原理认识和使用
扩散硅压力变送器的工作原理认识和使用	Pt100铂热电阻的工作原理认识和使用
Cu50铜热电阻的工作原理认识和使用	传感器的零点和迁移
智能调节仪表的认识和操作	流量积算仪的认识和操作
无纸记录仪的认识和操作	自动控制
单回路与串级控制系统概述	水箱液位定值控制
管道压力定值控制	管道流量定值控制
孔板流量定值控制	管道批量流量控制
加热水箱温度定值控制	水箱液位与管道流量的串级控制
加热水箱温度与流量串级控制	无纸记录仪现场实时曲线察看
MCGS工控组态软件组态和控制