【精品】过程控制系统实验指导书

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1、过程控制系统实验指导书自动化工程学院自动控制系实验一实验装置*学时数：2实验目的：(1)了解过程控制系统实验装置的总体组成部分。(2)了解各部分的主耍构件及作用。(3)特别应知道以下内容：各种被控对象的位置、检测元件的位置及用途、执行器件(动力器件)的位置及用途、供水管线各阀门与供水方式间的关系、智能仪表的调节方式及含意。实验原理：一概述"THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。是-•套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备

2、。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单冋路控制，串级控制，前馈-反馈控制，滞后控制、比值控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需耍设计构成AJL智能仪表，DDC远程数据采集，DCS分布式控制，PLC可编程控制，FCS现场总线控制等多种控制系统。被控对象实验对象总貌图如图1・1所刀被控对象由不锈钢储水箱、(上、屮、下)三个串接有机玻璃水箱、4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。检测装置(1)压力传感器、变送器：三个压力传感器分别用

3、来对上、屮、下三个水箱的液位进行检测，其量程为0〜5KP,精度为0.5级。采用工业用的扩散硅压力变送器，带不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。采用标准二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源，输出：4〜20mADCo(2)温度传感器：装置屮采用了六个Pt100fl热电阻温度传感器，分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管(有3个测试点)以及上水箱出口的水温。PtlOO测温范围:-200〜+420°C。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4〜20mA直流电流信号。PtlOO传感器精度高，热补偿性较好。(3

4、)流量传感器、变送器：三个涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行检测。它的优点是测量精度高，反应快。采用标准二线制传输方式,工作时需提供24V直流电源。流量范围:0〜1.2m3/h；精度:1.0%；输出:4〜20mADCo执行机构(1)电动调节阀：采用智能直行程电动调节阀，用來对控制冋路的流量进行调节。电动调节阀型号为：QSVP-16Ko具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性髙、操作方便等优点，电源为单ffl220V,控制信号为

5、4〜20mADC或1〜5VDC,输出为4〜20mADC的阀位信号，使用和校正非常方便。(2)水泵：木装置采用磁力驱动泵，型号为16CQ-8P,流量为30升/分,扬程为8米，功率为180W。泵体完全采用不锈钢材料，以防止生锈,使用寿命长。木装置采用两只磁力驱动泵，一只为三相38OV恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。(3)电磁阀：在本装置中作为电动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。电磁阀型号为：2W-160-25；工作压力：最小压力为OKg/cm2,最大压力为7Kg/cm2；工作温度：一5〜80°C；工作电压：24VDC。(4)

6、三相电加热管：由三根1.5KW电加热管星形连接而成，用來对锅炉内胆内的水进行加温，每根加热管的电阻值约为50Q左右。二控制屏组件电源控制屏面板：充分考虑人身安全保护，装有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器。图1・2为电源控制屏示意图。合上总电源空气开关及仞匙开关，此时三只电压表均指示380V左右，定时器兼报警记录仪数显亮，停止按钮灯亮。此时打开照明开关、变频器开关及24V开关电源即可提供照明灯，变频器和24V电。按下启动按钮，停止按钮灯熄，启动按钮灯亮，此时合上三和电源、单和I、单相II、单相III空气开关即可提供相

7、应电源输出，作为其他设备的供电电源。OOO三辆电漳线电圧指示/•000*0草相111单相II单相丨三相电潭电源总开关关开定时豪兼报警记录仪!0停止启动(•—S三相电源输出I'单相电*I•III•jelt!图1-2电源控制屏示意图I/O信号接口面板：该面板的作用主要是通过航空插头(一端与对象系统连接)将各传感器检测信号及执行器控制信号同而板上自锁紧插孔相连，便于学生自行连线组成不同的控制系统。交流变频控制挂件：采用日本三菱公司的FR-S520S-0.4K-CH(R)型变频器，控制信号输入为4〜20mADC或0〜5VDC,交流220V变

8、频输出用来驱动三相磁力驱动泵。变频器常用参数设置：P30=l；P53=l；P62=4；P79=0o三相移相SCR调压装置、位式控制接触器：采用三相可控硅移相触发装置，输入控制信号为4〜20mA标准电流信号，其移相触发角与