KCGK-04A型过程控制实验装置
一、概 述
“KCGK-04型过程控制实验装置”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。
本装置可满足《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、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
主要有智能仪表控制、PLC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、系统组成
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
本装置共提供五个实验挂箱，分别是GK02传感器输出与显示； GK-06面板流程图；GK07交流变频器（日本三菱）挂箱（配两个）；GK08 PLC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STEP 7-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。
四、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、基本实验项目
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（智能仪表控制、PLC控制模式）
7、智能仪表控制实验
8、单容水箱液位PID控制实验（智能仪表控制、PLC控制模式）
9、双容水箱液位PID控制实验（智能仪表控制、PLC控制模式）
10、流量定值控制实验（智能仪表控制、PLC控制模式）
11、单容水箱压力PID控制实验（智能仪表控制、PLC控制模式）
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、单容自衡水箱的对象特性测试实验
16、双容自衡水箱的对象特性测试实验
17、单容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）
18、双容液位控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）
19、流量定值控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）
20、温度位式控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）
21、温度连续控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件（DEMO版）
22、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）
23、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）
六、 配置清单：
|
序号 |
名称 |
规格型号 |
单位 |
数量 |
|
1 |
控制对象模型 |
KCGK-04 |
套 |
1 |
|
2 |
控制屏 |
KCGK-04 |
套 |
1 |
|
3 |
实验挂箱 |
GK02传感器输出与显示 |
个 |
1 |
|
GK-06面板流程图 |
个 |
1 |
|
GK07交流变频器（日本三菱）挂箱 |
个 |
2 |
|
GK08 PLC控制器（西门子S7－200）挂箱 |
个 |
1 |
|
4 |
实验导线 |
双圈安全插 |
个 |
若干 |
|
5 |
编程电缆 |
编程电缆及下载线 |
套 |
1 |
|
6 |
PLC编程环境软件 |
STEP 7 - MicroWIN V4.0 . SP6 |
套 |
1 |
|
7 |
MCGS工控组态软件 |
|
套 |
1 |
|
8 |
实训指导书 |
|
本 |
1 |
|
9 |
豪华电脑桌 |
|
台 |
1 |
|
10 |
塑钢凳子 |
|
个 |
2 |
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