FCJS-6A型過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置

一、概述

過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置是本集自動化儀表技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。系統(tǒng)包括流量、溫度、液位等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)測定、單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制等多種控制形式。該實(shí)驗(yàn)裝置既可作為本科、專科、高職過程控制課程的實(shí)驗(yàn)裝置，也可作為研究生及科研人員在復(fù)雜控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)研究方面提供物理模擬對象和實(shí)現(xiàn)手段。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

1.分體式設(shè)計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制系統(tǒng)。

2.雙水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。

3.實(shí)驗(yàn)柜完全敞開設(shè)計，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。

4.人性化設(shè)計，配有儲水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動強(qiáng)度。

5.裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格 多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。

6.安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專用實(shí)驗(yàn)電源連線，及溫控箱防止無 水加溫自動控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。

7.開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進(jìn)行 驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時曲線進(jìn)行理論分析等。

8.電源保護(hù)措施

(1)加有電流型漏電保護(hù)器。

(2)三相電源加有保險管，防止斷路。

9.電源啟停控制方式；

采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。

10.漏電保護(hù)裝置及安全性；

(1)各種電源及各種儀表的可靠的保護(hù)功能

(2)各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混 插的問題。

(3)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。

三、技術(shù)參數(shù)

1.供電電源

單相交流電源：電壓AC380V，功率1.5KW，標(biāo)準(zhǔn)三相五線制。系統(tǒng)接地良好。

2.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米

3.系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。

4.外形尺寸（組合后）：對象:1600mmX750mmX1850mm左右

5.重量：約重200Kg；實(shí)驗(yàn)臺+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg

四、系統(tǒng)組成

整套系統(tǒng)分為：上位控制層系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)對象層，檢測傳感、變送、執(zhí)行設(shè)備，上位控制軟件四部分。系統(tǒng)特點(diǎn):整套系統(tǒng)安放在可移動的試驗(yàn)臺桌上，小巧且試驗(yàn)裝置占地面積小

水箱

可移動外置不銹鋼儲水箱及水泵安裝在帶可移動腳輪的推車上（由不銹鋼方鋼管制作的），作為一體。水泵出水口帶快插接頭，水泵同控制對象管路系統(tǒng)相連便可實(shí)驗(yàn)。

4.有機(jī)玻璃雙容串接水箱：由進(jìn)口有機(jī)玻璃制作，上位水箱(圓形大約：長200×寬200×高400mm)、下水箱(圓形大約：長200×寬200×高400mm)、上下水箱雙容串接安裝，每個水箱帶溢流管及下排水管及閥門，壓力液位傳感器接口。

2、檢測傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

1.流量傳感器：渦輪流量計＋流量變送儀。

2.液位傳感器：擴(kuò)散硅液位傳感器二個，分別用于檢測上下兩個水箱的液位。另外加熱鍋爐容器上還加一個擴(kuò)散硅壓力傳感器，做恒壓供水實(shí)驗(yàn)時檢測容器壓力。

3.溫度傳感器：Pt100熱電阻傳感器一個，Pt100熱電阻溫度變送器一個。用于檢測帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐的內(nèi)膽溫度。

4.壓力傳感器：擴(kuò)散硅壓力傳感器一個。用于檢測管路壓力實(shí)驗(yàn)時的動態(tài)壓力。

5.變頻調(diào)速器：三菱變頻調(diào)速器一個。用于調(diào)節(jié)變頻動力支路的供水壓力及流量。

6.電動調(diào)節(jié)閥：全不銹鋼電動調(diào)節(jié)閥一個。用于調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥動力支路的供水壓力及流量。

3、過程控制系統(tǒng)

1.控制操作/實(shí)驗(yàn)面板

上位控制操作/實(shí)驗(yàn)臺同實(shí)驗(yàn)對象裝置一體制作安裝。上位上位控制操作/實(shí)驗(yàn)臺安裝在實(shí)驗(yàn)臺桌上方。

2.控制操作/實(shí)驗(yàn)面板

3.上位控制操作/實(shí)驗(yàn)面板：鋼制噴塑結(jié)構(gòu)。

4.強(qiáng)電控制面板：裝有漏電保護(hù)空氣開關(guān)、電流型漏電保護(hù)器，充分考慮人身安全保護(hù)；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開關(guān)控制，保證設(shè)備安全，操作控制便捷；裝有分相電壓表、指示燈，直觀，強(qiáng)電信息一目了然；裝有變頻器及其控制接口面板，方便變頻器熟悉、操作和應(yīng)用。

5.控制器面板：變頻控制器面板、智能儀表控制面板。

6.信號接口面板：控制對象中的儀表信號和電氣信號轉(zhuǎn)移到信號接線板上，提供AI、AO、DO等傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號接口，便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)者通過安全型接插式導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)板與信號板之間進(jìn)行不同的配線，以完成過程控制各類實(shí)驗(yàn)。

7.智能儀表控制系統(tǒng)

儀表控制系統(tǒng)核心為帶通信功能的各種儀表，儀表內(nèi)集成了各種算法，根據(jù)現(xiàn)場情況整定儀表控制算法的各種參數(shù)，達(dá)到控制效果。同時帶通訊功能的儀表與上位計算機(jī)的軟件平臺通訊。儀表各種參數(shù)和過程值進(jìn)入軟件平臺（一般為工控組態(tài)軟件）的數(shù)據(jù)庫，再加上組態(tài)的流程畫面和操作界面，可以方便在上位計算機(jī)整定參數(shù)，對過程值進(jìn)行記錄分析。

五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

（1）單容及雙容液位對象特征參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)，了解復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的構(gòu)成。掌握復(fù)雜過程控制--串級控制方法（上下水箱液位串級控制）。

（2）測定離心泵恒流量、恒壓力控制系統(tǒng)在節(jié)躍干擾作用下，離心泵出口流量的過渡過程，利用最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間等參數(shù)評價離心泵恒流量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量；

（3）掌握比例度P、積分時間I參數(shù)在流量、恒壓力控制系統(tǒng)的作用和過渡過程品質(zhì)指標(biāo)的影響；

（4）用“臨界比例度法”、“衰減曲線法”來工程整定PID控制參數(shù)；

（5）熟悉和掌握化工基本量（溫度、壓力、流量、液位）的測量方法及影響因素；對溫度、壓力進(jìn)行校正，練習(xí)安裝和正確操作和測量。

（6）對現(xiàn)場在線運(yùn)行儀表的故障查找并及時排除。

六、主要設(shè)備