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产品展示--[过程控制综合实验装置]

KCHG-01D型过程控制综合实验装置

一、概述：过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。本装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，采用声光报警系统，并提供用户更友好的二次开发接口。

1、功能：

(1)、可满足“自动调节原理”，“过程控制”，“控制仪表”，“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；

(2)、DCS和过程控制分时使用，互相不干扰。

2、技术支持：

公司依托浙江大学强大的技术支持，拥有过程控制实验装置的自主开发能力。结合控制领域的新理论、新方法，公司将源源不断研制和创新实验设备，开发各种先进控制算法，以适应高校教学实验改革，满足现代化教育发展的需要，促进向更高层次发展。

公司倡导诚信服务，竭力做好客户服务和技术支持工作。通过直观真实的实验，使学生全面系统地了解过程控制系统的特性，学习掌握控制系统的设计与实现方法。

二、产品结构与特点：(以实际生产为准)

1、外形结构：

2、设备特点：

（1）、分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制,DDC控制无线网络组成不同的控制系统。含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。设备可以实现多台电脑控制系统，进行远程网络控制.

（2）、三水箱配置；双路供水系统。

（3）、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。

（4）、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。为实验文明操作提供条件。

（5）、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。精度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。

（6）、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。

（7）、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。

（8）锅炉加热程控保护系统

A、加热电路加有保险管进行过载保护；

B、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。

（9）、电源保护措施

A、加有电流型漏电保护器，防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。

B、各控制电路加有保险管，有效保护器件因过载造成损坏。

（10）、电源启停控制方式；采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。

（11）、漏电保护装置及安全性和安全承诺；

A、各种电源及各种仪表的可靠的保护功能

B、各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。

C、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。

三、技术参数与要求:

1、供电电源

单相交流电源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系统必需接地良好。

2、实验室应有水源和进排水口。进排水口与设备间距离一般要求小于10米

3、系统仪表的输入、输出信号符合IEC标准

（1）变送器电流源信号：4-20mADC。

（2）仪表采样：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）

4、系统提供直流线性稳压电源（朝阳电源产品） 24VDC/1A。

5、上位计算机组态软件

应用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态软件进行开发的实验系统。运行环境要求，参见MCGS用户指南。可以组成网络,一台老师机可以控制十几台学生机,实现数据共享。

四、系统配置

序号

名称

单位

数量

技术参数

1

智能电动调节阀

只

1

电动调节阀是新一代超电子式一体化直行程电动调节阀。采用精小型电动执行器伺服放大器，它以220V交流电源为驱动电源，输入标准的4～20mADC控制信号，经伺服放大器控制，使电机带动减速器运行而产生轴向推力，使阀芯移动，改变阀门的开度，达到对液位，流量等工艺参数的调节，从而实现自动控制的目的。超小型直行程单座电动调节阀。广泛应用于电力、暖通中央空调、冶金、轻工等行业的自动化控制系统，更适用于高校教学和科研设备。阀体为铸铁材质，阀芯为不锈钢材质，国标法兰安装，DC4～20mA电流信号控制，工称通径DN15。该调节阀为直行程气动控制调节阀，具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。

2

离心泵

台

2

本装置采用磁力驱动是泵，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。本装置采用两只磁力驱动泵,一只为二相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。

3

交流变频控制

台

1

1、交流变频器电压和功率范围：

2、200-240 V，± 10%，单相交流，0.75KW；

4

单相可控硅装置

套

1

1、输入电压为交流220V 50Hz，负载10A。

2、控制输入信号为4-20mADC或0～5VDC可选。通过改变控制信号的输入来控制强电的输出，最终控制加热管加热。

3、移相角范围 150°~0°。

5

加热环

只

1

功率：2千瓦，220VAC。

传感变送器

序号

名称

单位

数量

技术参数

1

扩散硅压力（液位）变送器

只

4

4个液位变送器分别用来对三个水箱的液位进行检测，其量程为0～5Kpa，精度为0.5级。工作电压为DC24v，G1/2″外螺纹。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。

2

涡轮流量计及流量变送器

套

2

涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控制的动力支路、采用标准二线制传输方式，工作时需提供DC24V直流电源。流量范围：0～1.2m3/h；精度：1.0%；输出：4～20mA。

自动控制系统

序号

名称

单位

数量

型号

备注

1

西门子PLC-200SMART

台

1

SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，继电器型,12输入/8输出

2

西门子AI模块

台

1

EM AE08

AI模块输入

3

西门子AO模块

台

1

EM AQ02

4

台

2

TCP1570GI

15寸HMI

5

台

2

CPU226

主机

6

台

2

EM231

4路模拟量输入

7

台

4

EM235

4路模拟量输入，2路模拟量输出

8

套

1

Plc编程软件 STEP7

9

套

1

图形界面组态软件 wincc

10

触摸屏

套

1

TPC1071GI

15寸HMI

11

仪表

套

1

AI708D

12

套

1

AI808D

13

套

1

赠送一套模拟量输入和输出模块

宇电

14

上位机软件

套

1

编程软件 STEP7

15

套

1

图形界面组态软件 wincc

16

套

HMI组态软件

17

软件

套

1

仪表控制软件

其他设备

序号

名称

单位

数量

技术参数

1

实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱

只

3

1、采用淡蓝色优质有机玻璃由几部分组成，工作槽需要稳定；

2、水箱底部均接有扩散硅压力变送器，对水箱的压力和液位进行检测和变送。水箱上部全部带开口，方便清洗。上水箱半径：11cm，高度30cm；下水箱半径:12.5cm，高度30cm。

2

不锈钢储水箱

只

1

内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便，采用1.5厚304不锈钢板制成，容量为150L以上,储水箱内部有过滤网罩，如果要清洗水箱内部的污垢可以把过滤网罩卸下来，以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和底部装须有注水不锈钢阀门和不锈钢排水阀门，方便实验用水的更换。

3

电磁阀

套

1

电磁阀安装在电动调节阀的旁路，电磁阀工作压力：最小压力为0kg/cm2，最大压力为10kg/cm2；工作温度：－5～60℃。工作电压交流220v。

4

接触器

只

2

220V交流接触器

5

盘管

只

1

模拟工业现场的管道输送和滞后环节，在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。盘管的长度为20米，直径为DN15.盘管的出水通过手动阀门的切换既可以流入锅炉内胆。

6

阀门

只

15

整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，其中储水箱底部装有出水阀，当水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。

7

实验对象：不锈钢支架

套

1

1、304不锈钢管焊接而成；

2、尺寸：1.8×0.8×1.8（m），承重250kg，结构为全不锈钢焊接框架结构。1800mm（高）×2000mm（长）×800mm（宽）；采用全开放式设计，美观大方，操作维护方便。

8

锅炉

套

1

需有1800w二相电加热管加热的常压加热炉，容量为1升。包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由304不锈钢精制而成，主要完成相关的温度实验。做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。控制精度在误差5%以内。

9

控制系统实验平台

套

1

实训操作台架：外型尺寸为1730mm×730mm×1650mm（长*宽*高），实训操作台架为铁质双层亚光密纹喷塑结构，操作面具有防火、防水、耐磨高密度板, 尺寸为于1730×380mm（长*宽），结构坚固；台架下半部设有两个大抽屉、柜门。操作面中不低于1250mm×300mm（长*宽）面积用于安装电源控制屏。台架底部设有4—6个万向轮。

（3）提供执行机构及I/O信号接口面板：所有信号采用国际标准的IEC信号。提供执行机构接口有三相可控硅移相调压装置1只、提供电动调节阀1只。

五、控制实验

1.特性实验

（1）水箱单容特性实验

（2）水箱双容特性实验

（3）上下水箱双容特性实验

（4）电动阀流量特性实验

（5）变频器流量特性实验

（6）温度特性实验

（7）压力特性实验

（8）箱液位数学模型的测定实验

2.单回路控制实验

（1）电动调节阀支路单容液位控制实验

（2）变频器支路单容液位控制实验

（3）上水箱双容液位控制实验

（4）上下水箱双容液位控制实验

（5）三容液位控制实验

（6）电动调节阀支路流量控制实验

（7）变频器支路流量控制实验

（8）锅炉内胆温度控制实验

（9）锅炉内胆温度位式控制

3.串级控制实验

（1）上水箱双容串级控制实验

（2）上水箱液位与电动阀支路流量串级控制实验

（3）上水箱液位与变频器支路流量串级控制实验

（4）三闭环三容液位串级控制实验

（5）温度流量串级控制实验

4.比值控制实验

（1）单闭环比值流量控制实验

（2）随动流量比值控制实验

5.解耦控制实验

（1）双容解耦控制

（2）液位流量解耦控制

6.滞后控制实验

（1）Smith预估控制实验

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序号	名称	单位	数量	技术参数
1	智能电动调节阀	只	1	电动调节阀是新一代超电子式一体化直行程电动调节阀。采用精小型电动执行器伺服放大器，它以220V交流电源为驱动电源，输入标准的4～20mADC控制信号，经伺服放大器控制，使电机带动减速器运行而产生轴向推力，使阀芯移动，改变阀门的开度，达到对液位，流量等工艺参数的调节，从而实现自动控制的目的。超小型直行程单座电动调节阀。广泛应用于电力、暖通中央空调、冶金、轻工等行业的自动化控制系统，更适用于高校教学和科研设备。阀体为铸铁材质，阀芯为不锈钢材质，国标法兰安装，DC4～20mA电流信号控制，工称通径DN15。该调节阀为直行程气动控制调节阀，具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。
2	离心泵	台	2	本装置采用磁力驱动是泵，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。本装置采用两只磁力驱动泵,一只为二相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。
3	交流变频控制	台	1	1、交流变频器电压和功率范围： 2、200-240 V，± 10%，单相交流，0.75KW；
4	单相可控硅装置	套	1	1、输入电压为交流220V 50Hz，负载10A。 2、控制输入信号为4-20mADC或0～5VDC可选。通过改变控制信号的输入来控制强电的输出，最终控制加热管加热。 3、移相角范围 150°~0°。
5	加热环	只	1	功率：2千瓦，220VAC。

传感变送器
序号	名称	单位	数量	技术参数
1	扩散硅压力（液位）变送器	只	4	4个液位变送器分别用来对三个水箱的液位进行检测，其量程为0～5Kpa，精度为0.5级。工作电压为DC24v，G1/2″外螺纹。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。
2	涡轮流量计及流量变送器	套	2	涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控制的动力支路、采用标准二线制传输方式，工作时需提供DC24V直流电源。流量范围：0～1.2m3/h；精度：1.0%；输出：4～20mA。

自动控制系统
序号	名称	单位	数量	型号	备注
1	西门子PLC-200SMART	台	1	SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，继电器型,12输入/8输出
2	西门子AI模块	台	1	EM AE08	AI模块输入
3	西门子AO模块	台	1	EM AQ02
4		台	2	TCP1570GI	15寸HMI
5		台	2	CPU226	主机
6		台	2	EM231	4路模拟量输入
7		台	4	EM235	4路模拟量输入，2路模拟量输出
8		套	1	Plc编程软件 STEP7
9		套	1	图形界面组态软件 wincc
10	触摸屏	套	1	TPC1071GI	15寸HMI
11	仪表	套	1	AI708D
12		套	1	AI808D
13		套	1	赠送一套模拟量输入和输出模块	宇电
14	上位机软件	套	1	编程软件 STEP7
15		套	1	图形界面组态软件 wincc
16		套		HMI组态软件
17	软件	套	1	仪表控制软件

其他设备
序号	名称	单位	数量	技术参数
1	实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱	只	3	1、采用淡蓝色优质有机玻璃由几部分组成，工作槽需要稳定； 2、水箱底部均接有扩散硅压力变送器，对水箱的压力和液位进行检测和变送。水箱上部全部带开口，方便清洗。上水箱半径：11cm，高度30cm；下水箱半径:12.5cm，高度30cm。
2	不锈钢储水箱	只	1	内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便，采用1.5厚304不锈钢板制成，容量为150L以上,储水箱内部有过滤网罩，如果要清洗水箱内部的污垢可以把过滤网罩卸下来，以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和底部装须有注水不锈钢阀门和不锈钢排水阀门，方便实验用水的更换。
3	电磁阀	套	1	电磁阀安装在电动调节阀的旁路，电磁阀工作压力：最小压力为0kg/cm2，最大压力为10kg/cm2；工作温度：－5～60℃。工作电压交流220v。
4	接触器	只	2	220V交流接触器
5	盘管	只	1	模拟工业现场的管道输送和滞后环节，在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。盘管的长度为20米，直径为DN15.盘管的出水通过手动阀门的切换既可以流入锅炉内胆。
6	阀门	只	15	整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，其中储水箱底部装有出水阀，当水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。
7	实验对象：不锈钢支架	套	1	1、304不锈钢管焊接而成； 2、尺寸：1.8×0.8×1.8（m），承重250kg，结构为全不锈钢焊接框架结构。1800mm（高）×2000mm（长）×800mm（宽）；采用全开放式设计，美观大方，操作维护方便。
8	锅炉	套	1	需有1800w二相电加热管加热的常压加热炉，容量为1升。包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由304不锈钢精制而成，主要完成相关的温度实验。做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。控制精度在误差5%以内。
9	控制系统实验平台	套	1	实训操作台架：外型尺寸为1730mm×730mm×1650mm（长宽高），实训操作台架为铁质双层亚光密纹喷塑结构，操作面具有防火、防水、耐磨高密度板, 尺寸为于1730×380mm（长宽），结构坚固；台架下半部设有两个大抽屉、柜门。操作面中不低于1250mm×300mm（长宽）面积用于安装电源控制屏。台架底部设有4—6个万向轮。（3）提供执行机构及I/O信号接口面板：所有信号采用国际标准的IEC信号。提供执行机构接口有三相可控硅移相调压装置1只、提供电动调节阀1只。

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