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SKFDC-14型現(xiàn)場(chǎng)總線高級(jí)過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

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浙江海控教學(xué)設(shè)備有限公司

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

·設(shè)備外觀·設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述裝置主要由高級(jí)過(guò)程控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)等組成，滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)各高等院校、職業(yè)院校和職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所開(kāi)設(shè)的《傳感器檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》、《過(guò)程控制》、《熱工自動(dòng)化》、《自動(dòng)化儀表》、《自動(dòng)控制理論》、《計(jì)算機(jī)控制》及《網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化控制》等實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求

詳細(xì)介紹

·設(shè)備外觀

·設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

裝置主要由“高級(jí)過(guò)程控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”、“現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)”等組成，滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)各高等院校、職業(yè)院校和職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所開(kāi)設(shè)的《傳感器檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》、《過(guò)程控制》、《熱工自動(dòng)化》、《自動(dòng)化儀表》、《自動(dòng)控制理論》、《計(jì)算機(jī)控制》及《網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化控制》等實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求。裝置以設(shè)計(jì)有熱工四大參數(shù)（流量、壓力、液位、溫度）的控制對(duì)象為載體，通過(guò)上位機(jī)系統(tǒng)完成西門(mén)子S7-300PLC現(xiàn)場(chǎng)PA總線控制，能進(jìn)行“過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組件”、“控制系統(tǒng)的配線與連接”、“組態(tài)工程的設(shè)計(jì)與控制程序的編寫(xiě)”、“控制主機(jī)與上位機(jī)系統(tǒng)的通訊連接”、“過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的整機(jī)調(diào)試與運(yùn)行”等綜合性實(shí)訓(xùn)。

·主要參數(shù)

  1.工作電源：三相四線AC380V±10％ 50Hz；
  2.工作環(huán)境：溫度–10℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85％（25℃），海撥＜4000m；
  3.裝置容量：≤5.0KVA；
  4.外形尺寸：2800mm×880mm×1800mm；控制柜尺寸：800mm×600mm×1800mm
  5.具有短路保護(hù)、漏電保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

·組成及功能

  設(shè)備主要由高級(jí)過(guò)程控制對(duì)象系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、配件等組成。
（一）高級(jí)過(guò)程控制對(duì)象系統(tǒng)
  (1)高級(jí)過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)(對(duì)象系統(tǒng))由不銹鋼框架、水箱、鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構(gòu)成)、盤(pán)管、磁力驅(qū)動(dòng)泵、現(xiàn)場(chǎng)儀表、閥門(mén)及管路等組成?？梢越M成溫度、壓力、流量、液位等控制回路，實(shí)現(xiàn)四大熱工參數(shù)的測(cè)量與控制，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀表的安裝調(diào)校、對(duì)象特性測(cè)試、單回路控制、串級(jí)控制、前饋-反饋控制、比值控制、解耦控制等控制實(shí)訓(xùn)。
  (2)水箱
  包括上、中、下3個(gè)液位水箱和1個(gè)儲(chǔ)水箱。液位水箱采用透明優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上、中水箱尺寸均為：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸為：D=350mm，H=200mm。水箱結(jié)構(gòu)，由三個(gè)槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進(jìn)水時(shí)水管的水先流入緩沖槽，出水時(shí)工作槽的水經(jīng)過(guò)帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過(guò)緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。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、中、下水箱可以組合成一階、二階、三階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位串級(jí)控制系統(tǒng)。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=680mm×520mm×430mm，容量為152L，能滿(mǎn)足上、中、下水箱的實(shí)訓(xùn)供水需要。儲(chǔ)水箱設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。
  (3)鍋爐
  有3kW三相電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由不銹鋼精制而成，主要完成相關(guān)的溫度實(shí)訓(xùn)。做溫度實(shí)訓(xùn)時(shí)，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測(cè)其溫度，可完成溫度的定值控制、串級(jí)控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實(shí)訓(xùn)。內(nèi)膽尺寸：直徑Φ=190mm，高度h=500mm，容積=14.2L；鍋爐夾套尺寸：直徑Φ=270mm，高度h=420mm，容積=9.8L。
  (4)盤(pán)管
  模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長(zhǎng)37米（43圈），管徑15mm，在盤(pán)管上有三個(gè)不同的溫度檢測(cè)點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數(shù)不同，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中可根據(jù)不同的實(shí)訓(xùn)需要選擇不同的溫度檢測(cè)點(diǎn)。盤(pán)管的出水通過(guò)手動(dòng)閥門(mén)的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過(guò)渦輪流量計(jì)流回儲(chǔ)水箱。它可用來(lái)完成溫度的滯后和流量純滯后控制實(shí)訓(xùn)。
  (5)管道壓力變送器
  采用擴(kuò)散硅壓力變送器對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)作用下產(chǎn)生的管道壓力進(jìn)行檢測(cè)，其量程為0～200KP，精度為0.5級(jí)。采用工業(yè)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)償液位變送器。
  (6)液位壓力變送器
  三個(gè)液位壓力變送器分別用來(lái)對(duì)上、中、下三個(gè)水箱的液位進(jìn)行檢測(cè)，上、中水箱水位檢測(cè)各采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器1個(gè)，量程為0～5KP，精度為0.5級(jí)。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。下水箱采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力傳感器1個(gè),SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力傳感器通過(guò)總線供電，不需要另外接工作電源。
  (7)溫度傳感器
  裝置中采用了6只Pt100鉑電阻溫度傳感器，分別用來(lái)檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤(pán)管（有3個(gè)測(cè)試點(diǎn)）、上水箱出口的水溫等。Pt100測(cè)溫范圍：-200～+650℃。經(jīng)過(guò)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)。然后送入二次儀表進(jìn)行溫度的測(cè)量。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好，可用于做標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)用熱電阻。
  其中1個(gè)溫度變送器采用西門(mén)子帶PROFIBUS-PA通訊接口的溫度變送器，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
   (8)流量傳感器、變送器
  采用1臺(tái)電磁流量計(jì)與2臺(tái)渦輪流量計(jì)。
  電磁流量計(jì)采用西門(mén)子帶PROFIBUS-PA通訊接口的檢測(cè)和變送一體的電磁式流量計(jì)，用來(lái)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量進(jìn)行檢測(cè)。
  渦輪流量計(jì)的傳感器部分為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測(cè)儀表，用于檢測(cè)水流量的大小，當(dāng)流量很小時(shí)其精度也不會(huì)降低。變送器為直流24V供電、4～20mA變送輸出、標(biāo)準(zhǔn)兩線制接線、精度1.0級(jí)，是高精度型傳感器、變送器一體式結(jié)構(gòu)的流量檢測(cè)裝置，用來(lái)對(duì)變頻泵支路流量及盤(pán)管出口流量進(jìn)行檢測(cè)。
  (9)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥
  采用智能電氣閥門(mén)定位器控制控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。具PROFIBUS-PA通訊功能。
  (10)水泵
  本裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)泵，型號(hào)為16CQ-8P，流量為30升/分，揚(yáng)程為8米，功率為180W。泵體采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長(zhǎng)。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動(dòng)泵,一只為三相380V恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動(dòng)。
  (11)電磁閥
  電磁閥安裝在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，起到階躍干擾的作用。電磁閥工作壓力：最小壓力為0Kg/㎝2，壓力為10Kg/㎝2；工作溫度：－5～60℃。
  (12)三相電加熱管
  由三根1KW電加熱管星形連接而成，用來(lái)對(duì)鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。
  (13)管道及閥門(mén)
  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(mén)均采用優(yōu)質(zhì)球閥，避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了裝置的使用年限。其中儲(chǔ)水箱底部裝有出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開(kāi)將水直接排出。
（二）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
  現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)由控制柜（包含電源及保護(hù)裝置）、西門(mén)子現(xiàn)場(chǎng)總線控制組件、開(kāi)關(guān)電源、端子排組件等組成，通過(guò)學(xué)生的安裝、接線，可靈活的組成多種控制回路。
  PLC選用西門(mén)子300系列標(biāo)準(zhǔn)CPU，CPU 315-2DP，內(nèi)置256KB工作存儲(chǔ)器，自帶一個(gè)MPI接口，一個(gè)PROFIBUS接口，最多可帶124個(gè)DP從站。I/O地址區(qū)域輸入為2048字節(jié)，輸出2048字節(jié)。
  配有SM322數(shù)字量輸出模塊，32數(shù)字量輸出,24VDC,0.5A。
  配有SM331模擬量輸入模塊，8AI輸入，分辨率14bit。
  配有SM332模擬量輸出模塊，4A0輸出，分辨率11/12位。
  配有DP/PA耦合器，6ES7157-0AC85-0XA0，輸入電源20.4V-28.8V，支持PROFIBUS DP和PROFIBUS PA協(xié)議。最多可連接31個(gè)PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
  配有DP/PA連接器IM153-2接口模塊。
（三）其他配件
  包含系統(tǒng)運(yùn)行必須的19芯、42芯航空電纜線，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)，各種維護(hù)用的螺絲刀、扳手、生料帶、電工膠帶、出水管等工具，配套型材電腦桌。各主要器件的使用說(shuō)明書(shū)，實(shí)訓(xùn)用強(qiáng)弱電導(dǎo)線，工程光盤(pán)及軟件等，使用以上配件可以組成一套完整系統(tǒng)，并可完成日常的維護(hù)工作。

·實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

  1.壓力變送器的安裝與調(diào)試
  2.渦輪流量計(jì)的安裝與調(diào)試
  3.電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試
  4.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)試
  5.單容水箱液位定值控制系統(tǒng)
  6.雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)
  7.單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)
  8.鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)
  9.水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)
  10.下水箱液位與進(jìn)水流量串級(jí)控制系統(tǒng)
  11.單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)
  12.雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)
  13.下水箱液位的前饋-反饋控制系統(tǒng)
  14.盤(pán)管出水口溫度滯后控制系統(tǒng)
  15.盤(pán)管出水口流量滯后控制系統(tǒng)
  16.上水箱液位與出口溫度解耦控制系統(tǒng)
  17.上位機(jī)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
  18.系統(tǒng)控制程序的編寫(xiě)與調(diào)試
19 .西門(mén)子PA總線網(wǎng)絡(luò)配置組態(tài)
  20.控制主機(jī)與上位機(jī)的通訊連接
  21.過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試與運(yùn)行