FCJS-6A型过程控制综合实验装置

一、概述

过程控制综合实验装置是本集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置。系统包括流量、温度、液位等参数，可实现系统参数测定、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。该实验装置既可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供物理模拟对象和实现手段。

二、产品结构与特点

1.分体式设计，模块化组装式结构，可以实现不同的控制系统。

2.双水箱配置；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。

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.电源保护措施

(1)加有电流型漏电保护器。

(2)三相电源加有保险管，防止断路。

9.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。

10.漏电保护装置及安全性；

(1)各种电源及各种仪表的可靠的保护功能

(2)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。

(3)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

1.供电电源

单相交流电源：电压AC380V，功率1.5KW，标准三相五线制。系统接地良好。

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.系统提供直流线性稳压电源（朝阳电源产品） 24VDC/1A。

4.外形尺寸（组合后）：对象:1600mmX750mmX1850mm左右

5.重量：约重200Kg；实验台+实验架，约重250Kg

四、系统组成

整套系统分为：上位控制层系统，实验对象层，检测传感、变送、执行设备，上位控制软件四部分。系统特点:整套系统安放在可移动的试验台桌上，小巧且试验装置占地面积小

水箱

可移动外置不锈钢储水箱及水泵安装在带可移动脚轮的推车上（由不锈钢方钢管制作的），作为一体。水泵出水口带快插接头，水泵同控制对象管路系统相连便可实验。

4.有机玻璃双容串接水箱：由进口有机玻璃制作，上位水箱(圆形大约：长200×宽200×高400mm)、下水箱(圆形大约：长200×宽200×高400mm)、上下水箱双容串接安装，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器接口。

2、检测传感器、执行机构：

1.流量传感器：涡轮流量计＋流量变送仪。

2.液位传感器：扩散硅液位传感器二个，分别用于检测上下两个水箱的液位。另外加热锅炉容器上还加一个扩散硅压力传感器，做恒压供水实验时检测容器压力。

3.温度传感器：Pt100热电阻传感器一个，Pt100热电阻温度变送器一个。用于检测带夹套的不锈钢常压加热锅炉的内胆温度。

4.压力传感器：扩散硅压力传感器一个。用于检测管路压力实验时的动态压力。

5.变频调速器：三菱变频调速器一个。用于调节变频动力支路的供水压力及流量。

6.电动调节阀：全不锈钢电动调节阀一个。用于调节电动调节阀动力支路的供水压力及流量。

3、过程控制系统

1.控制操作/实验面板

上位控制操作/实验台同实验对象装置一体制作安装。上位上位控制操作/实验台安装在实验台桌上方。

2.控制操作/实验面板

3.上位控制操作/实验面板：钢制喷塑结构。

4.强电控制面板：装有漏电保护空气开关、电流型漏电保护器，充分考虑人身安全保护；配置带钥匙的电源启动控制回路和多组保险丝，同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相电压表、指示灯，直观，强电信息一目了然；装有变频器及其控制接口面板，方便变频器熟悉、操作和应用。

5.控制器面板：变频控制器面板、智能仪表控制面板。

6.信号接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成不同的控制系统。实验者通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线，以完成过程控制各类实验。

7.智能仪表控制系统

仪表控制系统核心为带通信功能的各种仪表，仪表内集成了各种算法，根据现场情况整定仪表控制算法的各种参数，达到控制效果。同时带通讯功能的仪表与上位计算机的软件平台通讯。仪表各种参数和过程值进入软件平台（一般为工控组态软件）的数据库，再加上组态的流程画面和操作界面，可以方便在上位计算机整定参数，对过程值进行记录分析。

五、实验教学内容

（1）单容及双容液位对象特征参数测定实验，了解复杂过程控制系统的构成。掌握复杂过程控制--串级控制方法（上下水箱液位串级控制）。

（2）测定离心泵恒流量、恒压力控制系统在节跃干扰作用下，离心泵出口流量的过渡过程，利用最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间等参数评价离心泵恒流量控制系统的控制质量；

（3）掌握比例度P、积分时间I参数在流量、恒压力控制系统的作用和过渡过程品质指标的影响；

（4）用“临界比例度法”、“衰减曲线法”来工程整定PID控制参数；

（5）熟悉和掌握化工基本量（温度、压力、流量、液位）的测量方法及影响因素；对温度、压力进行校正，练习安装和正确操作和测量。

（6）对现场在线运行仪表的故障查找并及时排除。

六、主要设备

设备名称	规格	数量
不锈钢卧式离心泵	WB50/025 H=36m ，Q= 3.5m3/h	2台
储水箱	500×300×600 Pg1.0	1个
水箱	有机玻璃200*300*300	2个
液位传感器	LKWYZ(0-600mmH2O)	2个
压力传感器	LKWYD(0-0.5MPa)	1
压力传感器	LKWYD(0- -0.1MPa)	1
涡轮流量传感器	LWGY-15	2
电动调节阀	Dg25、Pg16、	1
智能工业调节器	AI808/AI708	4
温度传感器	PT100热电阻	5
温度变送器	PT100	5
工业显示仪	AI-501	2
不锈钢管道		1套
通讯转换器	RS232/485	1
变频调速器	0.75KW 0—50Hz 3×380V	1
电脑配置	联想计算机E6700/2G/500G/DVD/	1
19寸标准液晶显示器		1
电气控制系统	正泰电器	1套
仪表控制柜	集成于实验架	1
实验设备框架	不锈钢框架	1
电器	空气开关 接触器	1套
实验软件	能够实现实验功能	1套
实验指导书	提供纸质和电子档	1份