SGPCS-GC05F 現(xiàn)場總線高級過程控制實驗裝置

時間：2025-03-24 11:18:03

SGPCS-GC05F過程控制實驗裝置是一套基于現(xiàn)場總線控制的實驗設備，它是集自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術，自動控制技術為一體的多功能實驗裝置。系統(tǒng)包括流量、溫度、液位等熱工參數(shù)，可實現(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。控制系統(tǒng)采用西門子的分布式I/O單元ET200M，監(jiān)控軟件采用SIMATICWINCC。采用現(xiàn)場總線的液位變送器、壓力變送器、渦輪流量計、變頻器、電動調節(jié)閥、溫度變送器以及分布式I/O模塊。該實驗裝置既可作為本科、專科、高職過程控制課程的實驗裝置，也可作為研究生及科研人員在復雜控制系統(tǒng)、先進控制系統(tǒng)研究方面提供物理模擬對象和實現(xiàn)手段。同時也可以作為學習現(xiàn)場總線過程控制的一個實驗手段。
SGPCS-GC05F過程控制系統(tǒng)實驗裝置采用西門子的現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用SIMATIC WINCC。
現(xiàn)場總線是基于全集成自動化思想的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強了系統(tǒng)的整體性和信息的準確性。通訊采用符合IEC61131-3國際標準的編程軟件和現(xiàn)場設備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言。現(xiàn)場設備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。它具有ODBC、OLE等標準接口，并且應用以太網、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網絡，從而具有很強的開放性，可以很容易地連接上位機管理系統(tǒng)和其它廠商的控制系統(tǒng)。
一、產品結構與特點：
2、設備特點：
（1）、分體式設計，模塊化組裝式結構，可以實現(xiàn)不同的控制系統(tǒng)。總線控制系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)。
（2）、三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（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。
（5）、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術工業(yè)級產品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
（6）、安全度高，系統(tǒng)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(jù)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(tǒng)
A、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(tǒng)不能控制可控硅調壓器工作。
B、電加熱管電源控制開關采用鑰匙開關，不實驗時，由教師保護放置鑰匙，避免無關人員誤操作。
（9）、電源保護措施
A、加有電流型漏電保護器。
B、三相電源加有保險管，防止斷路。
（10）、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。
（11）、漏電保護裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開關控制，學生不自行接線，不存在強弱電混插的問題。
C、實驗強電接線插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發(fā)生。
(12)、系統(tǒng)水路圖

三、技術參數(shù)與要求:
1、供電電源
單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統(tǒng)必需接地良好。
2、實驗室應有水源和進排水口。進排水口與設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（朝陽電源產品） 24VDC/1A。
4、上位計算機組態(tài)軟件
(1)、采用國內市場應用廣泛的組態(tài)軟件，還應有每個實驗的應用工程軟件。
6、外形尺寸（組合后）：對象:1600mmX750mmX1850mm,
控制柜：830mmX750mmX1900mm。
7、重量：實驗柜，約重200Kg；實驗臺+實驗架，約重250Kg
8、系統(tǒng)能夠實現(xiàn)兩種網絡控制實驗
現(xiàn)場控制網絡系統(tǒng)

四、系統(tǒng) 配置

名稱	單位	數(shù)量	型號	備注	產地
不銹鋼磁力泵三相磁力泵	臺	1	16CQ-8P	無泄漏，低噪音，三相380vAC，50/60Hz，180w。金屬泵體螺紋連接	上海
不銹鋼磁力泵二相磁力泵	臺	1	MP-55R-220	無泄漏，低噪音，三相220vAC，50/60Hz，250w。	上海
溫控調壓模塊+散熱器	套	1	定制	全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。	寧波
加熱環(huán)	只	1	定制	功率：2000W，220vAC。	上海
電動調節(jié)閥	只	1	Honeywell ML7420A6033	控制信號4-20mA	蘇州

傳感變送器
名稱	單位	數(shù)量	規(guī)格	備注	產地
擴散硅壓力（管路壓力）	只	1	PT310B-100KG	選用NovaSensor原裝進口的不銹鋼	安徽
擴散硅壓力（液位）	只	1	PT310B-50KG	485通訊制選用NovaSensor的不銹鋼	安徽
Pt100溫度傳感器及溫度變送器	套	3	Pt100	A級；溫度變送器：0.2級精度，0-100℃。	杭州
流量計及流量變送器	套	2	LMGY-10	（1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。結構小巧精致,安裝方便,精度高	安徽

西門子 1200 控制單元
CPU	塊	1	CPU 1215	德國
CPU電源	塊	1	1BA00-0AA0	德國
MMC	塊	1	存儲卡128KB 6ES7 953-8LG11-0AA0	德國
變頻器	塊	1	M440	德國
ET 200M	塊	1	（含1M153接口模塊）	德國
DP/PA耦合器（IM157）	塊	1	為DP子站將PA設備連入PROFIBUS-DP，與現(xiàn)場總線型對象互聯(lián)時選用	德國
Profibus-PA溫度總線儀表	塊	1	溫度測量帶PA輸出7NG3213-0NN00	德國
Profibus-PA液位總線儀表	塊	1	液位測量帶PA輸出7MF4634-1DD2-3AF6	德國
485通訊模塊	塊	1	設備總線	上海
導軌	塊	833mm	DIN專用導軌 6ES7 390-1AJ30-0AA0	德國
連接器	套	2	20腳前連接器40腳前連接器6ES73921AJ000AA0	德國
WinCC7.2	套	1	帶權	德國
STEP7 v5.4中文版	套	1	編程軟件（帶權）	德國
T型頭		2		德國
終端電阻		2	6ES7972-0BA41-0XA0	德國
DP專用電纜		5米	6XV 1830-0EH10	德國
PA專用電纜		5米		德國

其它設備
名稱	單位	數(shù)量	型號	備注	產地
實驗用淡綠色透明有機玻璃水箱	只	3	定制	三個圓型有機玻璃水箱	上海
不銹鋼溫控實驗箱	只	1	定制	由加熱箱、冷卻箱、溢流箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，并帶有溫顯表和加熱箱內無水斷電保護裝置	上海
純滯后實驗裝置	只	1	定制	完成滯后實驗	上海
不銹鋼儲水箱	只	1		內有獨特的結構設計和不銹鋼過濾網，拆洗方便	上海
電磁閥	只	2	DN15	寧波余姚三力信	寧波
接觸器	只	2	220V CJX2-09	正泰	溫州
配有24v直流穩(wěn)壓電源	只	1	定制	朝陽電源	遼寧
全部不銹鋼管及配件，增加設備的使用壽命。	套	1	定制	外加工	上海
實驗臺及實驗架	套	1	定制	定制	上海
鍋爐保護系統(tǒng)	套	1	定制	保護鍋爐加熱系統(tǒng),無水時自動切斷電源	上海
云網遠程控制	套	1	4G網絡遠程控制平臺模塊	在模塊配置軟件GRMDEV里面簡單配置網頁樣式，類似觸摸屏的配置畫面，下載到模塊即可。免費提供的手機APP客戶端，用模塊的序號密碼登入巨控云監(jiān)控后臺就可以直接看到你做好的網頁了！	西門子
其他控制設備

軟件系統(tǒng)
WINCC7.0系統(tǒng)組態(tài)軟件	套	1	多變量控制實驗-PLC實驗指導書	1
S71200-PLC編程軟件	套	1	STEP-7 v5.4中文	1
網絡控制軟件	套	1	遠程控制	1

五、實驗目錄
傳感器的認識與校驗
1、壓力變送器的認識與校驗
2、電動調節(jié)閥的認識與校驗
3、流量計的認識與校驗
5、變頻器的認識
6、熱電阻的認識和校驗
7、調節(jié)器的認識實驗
8、智能調節(jié)儀表和智能變送儀表的操作及參數(shù)設定
9、過程控制及檢測裝置硬件結構組成和連接實驗
10、現(xiàn)場總線組網實驗
11、485總線網絡應用控制實驗
12、4G云網絡控制PLC終端實驗
特性實驗
1、水箱單容特性實驗
2、水箱雙容特性實驗
3、上下水箱雙容特性實驗
4、電動閥流量特性實驗
5、變頻器流量特性實驗
6、溫度度特性實驗
7、三容實驗特性實驗
單回路控制實驗
1、位式控制
2、電動調節(jié)閥支路單容液位控制實驗
3、變頻器支路單容液位控制實驗
4、上水箱雙容液位控制實驗
5、上下水箱雙容液位控制實驗
6、三容液位控制實驗
7、電動調節(jié)閥支路流量控制實驗
8、變頻器支路流量控制實驗
9、鍋爐內膽溫度控制實驗
10、鍋爐內膽靜態(tài)溫度控制實驗
11、鍋爐內膽溫度動態(tài)控制實驗
12、鍋爐內膽水溫位式控制
串級控制實驗
1、雙容串級控制實驗
2、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實驗
4、三閉環(huán)三容液位串級控制實驗
5、下水箱液位與變頻器、循環(huán)泵支路流量的串級控制系統(tǒng)實驗
6、鍋爐內膽溫度和夾套溫度串級控制實驗]
7、純滯后對象出口溫度與加熱裝置出口溫度的串級控制
比值控制實驗
1、單閉環(huán)比值流量控制實驗
2、隨動流量比值控制實驗
前饋反饋控制實驗
1、上水箱液位流量前饋反饋控制實驗
2、爐內膽溫度流量前饋反饋控制實驗
解耦控制實驗
1、上水箱雙容液位解耦控制實驗
滯后控制實驗
1． SMITH預估控制實驗
2．純滯后對象出口溫度與加熱裝置出口溫度的串級SMITH補償控制
多變量控制實驗
1. 三容水箱液位的解耦控制；三容水箱液位的約束控制
MCGS控制實驗
1、MCGS實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)實驗
2、MCGS圖形動畫、報表、曲線、報警組態(tài)實驗
3、MCGS設備通訊組態(tài)實驗
4、MCGS腳本程序應用實驗
PLC網絡云控制實驗
1．客戶即可在遠端電腦上使用巨控WEBGUI開發(fā)工具進行網頁界面配置。配置完成后，手機APP登陸使用。
2．PLC聯(lián)機通訊聯(lián)機實驗
3．網絡控制遠程控制實驗

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