[规格型号]：DB-CG21
[产品名称]：过程控制仪表工实训装置
一、系统总体概述
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。
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)、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、产品结构与特点：
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,模拟PID控制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。
（2）、二水箱配置；一路供水系统。
（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，并具有防干烧保护功能；
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）、人生安全及设备的保护措施：
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具有可靠的保护功能
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、系统技术参数:
1. 工作电源：单相两相线AC220V±10% 50Hz
2. 整机容量：≤1kVA
3. 外形尺寸：1600mm×800mm×1800mm
4.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。
5.重量：实验台+实验架，约重250Kg
上位机软件
有完善的编程软件、过程装置管理软件及上位监控管理软件，配备工控组态软件，数据采集控制软件，PLC编程软件：
（1）PLC编程软件
通过通讯电缆线使PLC与计算机使用软件建立通讯关系后，使用软件可以对PLC的所有功能进行编程，对编写好的程序进行下载和安装，对已运行程序进行在线编程或监控等。
（2）数据采集与算法控制软件：
利用RS232通信接口，配合DDC控制与计算机算法控制软件，实现各种数字式PID运算控制，并实现数据实时采集作图。
四、系统主要配置及功能介绍（以下为单套配置清单）
1、系统执行机构配置清单
| 序号 | 名 称 | 规格、参数 | 特 点 | 数量 |
| 1 | 智能电动调节阀 | 工作电压220v交流，控制信号4-20ma。反馈信号4-20ma，位置进度±1%，有OLED大屏显示。 | 等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵 | 1只 |
| 2 | 单相磁力泵 | 无泄漏，低噪音，单相220VAC，90W。 | 声音比较小,有利于实验室保持安静,工作的稳定性非常好 | 1台 |
| 3 | 温控调压模块+散热器 | 全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。 | 自行设计性能可靠安全 | 1套 |
| 4 | 加热环 | 功率：800W，220VAC。 | 具有防干烧保护功能 | 1只 |
2、传感变送器清单
| 序号 | 名 称 | 规格、参数 | 特 点 | 数量 |
| 1 | 扩散硅压力变送器（液位） | 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 | 不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍 | 2只 |
| 2 | 压力变送器 | 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 | 1只 | |
| 3 | Pt100温度传感器及温度变送器 | Pt100：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。 | 1套 | |
| 4 | 涡轮流量计及流量变送器 | （1）量程：选0-1200L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.5级。 | 整个系统管道由铝塑管和不锈钢管连接而成，不会产生漏水现象。所有的手动阀门均采用优质球阀，流量计和压力传感器安装在官道上以测量管道流量和水泵出水口压力。 | 1套 |
3、控制系统配置清单
| 序号 | 名 称 | 规格、参数 | 品 牌 | 数量 |
| 1 | DDC数据采集控制系统 | 8模拟量输入,4模拟量输出 | 1套 | |
| 2 | 智能仪表控制系统 | AI 828P智能仪表 | 厦门宇电 | 1台 |
| 3 | PLC可编程控制系统 | SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，继电器型,12输入/8输出，EM AM06，4入2出模拟量。 | 西门子 | 1套 |
| 4 | 过程控制仿真实验软件 | （1）仿真系统模拟工业生产过程的四大热工参数，包括液位对象，温度对象，流量对象，压力对象，无缝对接“过程控制实验装置”的控制系统，能够完成基本对象特性测试、单闭环控制、串级控制、前馈反馈控制、流量比值控制等实验，可以替代被控对象。 （2）仿真软件要求在软件设计有原理结构图，具有可开发性。同时要求可开放源代码给学校，供学生自己研究和设计，既满足基本教学同时也可作为研究创新平台使用。 ▲（3）要求提供流量和液位单回路、比值控制、串级控制系统 3 种实验的Simulink 控制软件建模界面和响应曲线。 （4）软件具有以下界面图：（以下内容按一项计） 1）单容水箱建模界面图； 2）单容水箱建模响应曲线图； 3）单容水箱控制界面图； 4）单容水箱液位控制响应曲线； 5）比值流量实物控制图； 6）比值流量控制响应曲线； 7）比值流量仿真图； 8）比值流量仿真响应曲线； 9）上下水箱串级实物控制图； 10）上下水箱串级液位控制响应曲线； 11）上下水箱液位串级模型仿真图； 12）上下水箱串级液位仿真响应曲线； 13）上水箱液位流量串级实物控制图； 14）上水箱液位流量串级试验曲线； 15）上水箱液位流量串级仿真图； 16）上水箱液位流量串级仿真响应曲线。 | 1套 | |
| 5 | 过程控制技术多媒体课件教学系统 | ★配套过程控制技术多媒体课件教学系统适应所有的教材，内容丰富并可随意调取。合理地运用多媒体课件教学系统，可以很大程度上减轻老师讲课的工作量。 ★1、中标后两日内提供开发单位“过程控制技术多媒体课件教学系统”著作权证书复印件加盖单位公章，未提供者按虚假应标处理； ★2、中标后两日内提供开发单位“授权书”原件并盖公章； ★3、为了教学的统一性要求过程控制技术多媒体课件教学系统与实训装置是同一个生产商！ (包含以下内容): 0.1-过程控制基本概念、任务和特点 0.2-过程控制系统的发展和趋势 0.3-过程控制系统分类、性能指标 0.4-工艺及控制流程图基本知识 1.1-单回路控制系统的组成 1.2-被控变量的选择 1.3-对象特性与操作变量的选择 1.4-控制阀的选择 1.5-测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法 1.6-控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 1.7-系统的关联及其消除方法 1.8-单回路控制系统的投运 1.9-单回路控制系统参数整定 2.1-串级控制系统概述 2.2-串级控制系统工作过程分析 2.3-串级控制系统的实施 2.4-串级控制系统的投运和整定 2.5-串级控制系统的特点 2.6-串级系统副回路的设计 3.1-比值控制系统概述及类型 3.2-其他类型比值控制系统及比值系数的计算 3.3-比值控制方案的实施 3.4-比值控制系统的投运及参数整定 4.1-均匀控制系统概述 4.2-均匀控制方案及参数整定 5.1-前馈控制系统概述 5.2-前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3-前馈控制系统的参数整定 6.1-选择性控制系统概述 6.2-选择性控制系统的类型及应用 6.3-选择性控制系统的设计 7.1-分程控制系统 7.2-阀位控制系统 8.1-流体输送设备及压缩机控制方案 8.2-泵的常规控制 8.3-压缩机的防喘振控制 9.1-传热设备的特性 9.2-一般传热设备的控制 9.3-锅炉水位控制系统 9.4-锅炉燃烧过程控制系统 10.1-精馏塔的特性 10.2-精馏塔被控变量的选择 10.3-精馏塔整体控制方案 10.4-精馏塔塔压控制方案 11-化学反应器的控制 | 1套 |
4、软件系统配置清单
| 序号 | 名 称 | 规格、参数 | 品 牌 | 数量 |
| 1 | DDC控制软件 | 1套 | ||
| 2 | 智能仪表控制软件 | —— | —— | 1套 |
| 3 | PLC编程软件 | STEP7 MicroWIN SMART | 西门子 | 1套 |
5、其他设备
| 序号 | 名 称 | 规格、参数 | 品 牌 | 数量 |
| 1 | 实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 | 包括上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃，水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成 | 2只 | |
| 2 | 不锈钢温控实验箱 | 由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器组成，加热箱内无水断电保护装置，也防止温度干烧。 | 1只 | |
| 3 | 不锈钢储水箱 | 内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便 | 1只 | |
| 4 | 储水箱自动进、排水装置 | 其中储水箱底部装有出水阀，水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。 | 1套 | |
| 5 | 继电器 | 小型继电器 | 国产 | 1只 |
| 6 | 电磁阀 | 电磁阀作为电动调节阀的旁路，可以实现阶跃和脉冲干扰，通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。 | 国产 | 1只 |
| 7 | 全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。 | 外加工 | 1套 |
五、系统能完成的实验项目
(一)工业系统对象特性的测定实验
单容水箱液位特性测试实验
双容水箱液位特性测试实验
电动调节阀流量特性测试实验
加热器温度特性测试实验
(二)单回路控制系统实验
单容水箱液位定值控制实验
双容水箱液位定值控制实验
单闭环流量定值控制实验
单闭环压力定值控制实验
加热水箱温度定值控制实验
(三)串级控制系统实验
双容水箱液位串级控制实验
水箱液位与进水流量串级控制实验
(四)比值控制系统实验
