SBPCS-1C型化工自動化儀表實訓平臺
一、概述
1、化工自動化儀表實訓實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現代工業生產過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進行測量、控制，分析過程參數變化特性，研究過程控制規律(如PID控制)的教學實驗設備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業用儀器儀表，接近工業實際，使用安全，運行穩定，維護簡單，性價比優越。本裝置集合多種控制方式，再現實際工業現場使用的控制手段，采用聲光報警系統，并提供用戶更友好的二次開發接口。
2、可滿足"自動調節原理"，"過程控制"，"控制儀表"，"自動檢測技術與傳感器","計算機"及相關課程的教學實驗需求；
3、可作為有關企業技術人員、儀表操作人員、系統運行監控人員的實習、培訓實驗設備。
二、產品結構與特點：
1、分體式設計，模塊化組裝式結構，可以根據不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,模擬PID控制,單片機和計算機控制組成不同的控制系統。含有常規水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。
2、二水箱配置；雙路供水系統。
3、實驗柜完全敞開設計，內部器件全部可視，有利直觀教學和維護。
4、人性化設計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。為實驗文明操作提供條件。
5、裝置的儀表、部件均選用現代化技術工業級產品，智能化程度高。精度好，規格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
6、安全度高，系統配有漏電保護，帶保護套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控制等，力求保護人身、設備安全。
7、開放度好，在教師指導下，學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。
8、鍋爐加熱程控保護系統：
（1）加熱電路加有保險管進行過載保護，并具有防干燒保護功能；
（2）鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統不能控制可控硅調壓器工作。
三、系統技術參數:
1.工作電源：單相三線 220V±5% 50Hz；
2.整機容量：<5KVA
3.控制信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態軟件
6.可以同時對三個參數進行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
7.重量：實驗臺+實驗架，約重250Kg
四、系統能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調試
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（智能儀表控制、PLC控制，共有兩種模式）
6.溫度連續控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
7.智能儀表控制實驗
8.單容水箱液位控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
9.雙容水箱液位控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
10.流量定值控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
11.單容水箱壓力PID控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
12.單回路控制系統的質量研究
13.串級控制系統連接實驗
14.液位串級PID控制實驗
15.計算機控制系統
16.單片機控制系統
17.PLC上下水箱液位串級控制實驗--利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件
18.液位流量串級控制實驗--利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件
19.基于MATLAB的單回路PID控制實驗
20.基于MATLAB的串級PID控制實驗
五、系統主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
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序號 |
名 稱 |
規格、參數 |
數量 |
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1 |
實訓平臺 |
實訓對象臺架全部采用不銹鋼框架、使用壽命增強不易生銹機械強度高 |
1套 |
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2 |
實訓屏 |
提供實驗所需的單相AC220V電源，總電源由帶漏電保護的空氣開關控制，另控制屏內部設有電流型漏電保護器，配有漏電報警指示燈和告警復位按鈕，安全性符合國際標準。實訓裝置的電網電壓由一只指針式交流電壓表監示。通過鑰匙開關和啟�？刂瓢粹o，使強電系統的操作更為安全方便，進行實訓時鑰匙開關鑰匙由老師保管，等檢查無誤時由老師打開鑰匙開關。并設置有執行元件輸入輸出接口、模擬量信號輸入輸出接口。所有信號接口均采用國際標準的IEC信號接口。執行機構接口有單相可控硅移相調壓裝置、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對象系統各傳感器檢測及執行器控制信號同面板上的插座相連，便于學生自己連線組成不同的控制系統。 |
1套 |
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3 |
電腦桌 |
型材和鈑金結構，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 |
1張 |
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4 |
控制對象 |
包括2只上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優質有機玻璃，結構包括緩沖槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關實驗，上水箱尺寸Φ220mm*300mm ，下水箱尺寸Φ250mm*300mm，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成，外形尺寸740mm*350mm*350mm 不銹鋼溫控實驗箱1只 由加熱箱、加熱環、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內無水斷電保護裝置，也防止溫度干燒。 儲水箱自動進、排水裝置1套 其中儲水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。 |
1套 |
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5 |
HONEYWELL智能電動調節閥 |
等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC 等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 |
1只 |
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6 |
單相磁力 泵 |
無泄漏，低噪音，單相 220VAC，90W。 聲音比較小，有利于實驗室保持安靜，工作的穩定性非常好。 |
1臺 |
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7 |
三相磁力泵 |
無泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚程8米。 |
1臺 |
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8 |
交流變頻控制（日本三菱） |
采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型變頻器，控制信號輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來驅動三相磁力驅動泵。 |
1臺 |
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9 |
溫控調壓模塊+散熱器 |
全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。
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1套 |
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10 |
加熱環 |
功率：1800W，220VAC。具有防干燒保護功能 |
1只 |
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11 |
擴散硅壓力變送器（液位） |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
2只 |
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12 |
壓力變送器 |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
1只 |
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13 |
Pt100溫度傳感器及溫度變送器 |
Pt100：A級；溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 |
1套 |
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14 |
渦輪流量計及流量變送器 |
（1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 |
2套 |
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15 |
單片機控制 |
4模擬量輸入，2模擬量輸出 |
1套 |
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16 |
PID調節器控制 |
硬件模擬PID控制掛箱由給定信號源、比例積分微分設定旋鈕以及PID調節回路組成，以上組成部分均由硬件給出動作，可完成單/雙閉環控制實驗。 |
1臺 |
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17 |
智能儀表控制系統 |
AI 808P智能儀表 |
2臺 |
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18 |
PLC控制系統 |
采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20(自帶以太網通訊口)，配置一個4入/2出模擬量模塊EM AM06，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控制實驗。 |
1套 |
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19 |
繼電器 |
小型繼電器 |
1只 |
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20 |
電磁閥 |
電磁閥作為電動調節閥的旁路，可以實現階躍和脈沖干擾，通過手動閥開度可調節階躍和脈沖干擾的大小。 |
1只 |
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21 |
液面探頭 |
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2只 |
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22 |
配有24v直流穩壓電源 |
提供直流24V電源 |
1只 |
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23 |
帶護套手槍式連接導線及配件 |
—— |
1套 |
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24 |
網絡控制軟件 |
上位機軟件 擁有完善的編程軟件、過程裝置管理軟件及上位監控管理軟件，配備MCGS工控組態軟件（DEMO），單片機數據采集與Matlab算法控制軟件， PLC編程軟件： （1）MCGS工控組態軟件 每套過程控制實驗裝置需配置一臺上位監控PC機，在智能儀表控制與PLC控制系統的PC機上安裝有MCGS工控組態軟件，能夠對設定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數進行操作，觀看動態變化棒圖顯示、測量值實時曲線等。 |
1套 |
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25 |
PLC編程軟件 |
PLC的編程環境軟件，通過通訊電纜線使PLC與計算機使用本軟件建立通訊關系后，使用本軟件可以對PLC的所有功能進行編程，對編寫好的程序進行下裝，對已運行程序進行在線編程或監控等。 |
1套 |
