一、HDU3000-2基本型过程控制实验系统组成
过程控制实验系统由现场系统(对象系统),上位控制系统,上位计算机(选配)三部分构成
1、HDU3000-2型过程控制系统实验对象装置
过程控制工艺实验对象为微缩一个生产过程工艺对象,该生产过程工艺对象要有下述几个特点:
² 工业常用的四大热工参数:温度、压力、,流量、液位有代表性的工程化检测及传感变送装置,常用的工程化执行装置(调节阀,变频器,可控硅移相调压器)都能在其上体现。
² 工艺对象能稳地实现从单回路、串级、前馈—反馈、比值、滞后、及复合控制等实验。
² PID,滞后,耦合控制算法及调节算法能在其上验证。
² 控制系统的组成能够在其上体现。
控制对象:由不锈钢储水箱、有机玻璃三容水箱(上中下三只串接)、三相4.5KW电加热不锈钢带夹套锅炉、高效率的工业板式换热器、不锈钢纯滞后盘管组成。其中主要对象的进水管路的切换阀采用优质的电磁阀,可以实现手动开关和计算机直接控制开关。
系统动力:双路功率可调的循环水泵:一路由不锈钢循环泵、电动调节阀、涡轮流量计组成;另一路由三菱变频器、不锈钢循环泵、电磁流量计组成。另外系统还提供一路由三相可控硅移相调压装置、三相电加热管组成的加热动力支路。
执行机构:三相可控硅移相调压装置、电动调节阀、三菱变频器(FR-520S-0.4K)、电磁阀(进口)、三相电加热管等组成。
检测传感器:扩散硅压力液位传感器3只(分别检测三只水箱液位);涡轮流量计及流量积算仪、电磁流量计(分别用来检测两条动力支路的水流量);Pt100热电阻温度传感器、温度变送器(分别检测锅炉内胆、锅炉夹套、热交换器冷、热出水口及纯滞后盘管出水口水温)。
2、HDU3000-2型过程控制系统现场电器控制和配线系统
现场电器控制箱包括变频器,调压模块等强电强干扰设备。智能仪表控制系统
① 一台单相输入三相输出的变频器(三菱FR-S520或西门子MM420)。提供手动和4-20毫安
的操作。
② 一个三相可控硅移相调压器SGVDR-50。
③ 450V电压表,6L2-450,提供对调压模块输出电压的监控。
④ 配置漏电保护器、锅炉防干烧保护器、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;装有开关电源;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 高可靠性的端子排电路板,增强系统的可维护性和扩展性。
二、HDU3000-2上位控制系统
1、上位控制系统控制柜:标准喷塑工业机柜。每个机柜提供三个控制系统的面板,并可扩展。控制柜符合工业特性。四个门都可以拆开,符合工业上便于维修检查的要求。玻璃门和风扇,防止飞尘。
2、控制器面板:ICP7000系列远程数据采集控制器面板、智能仪表控制控制器面板、智能流量积算仪控制器面板、变频控制器面板,S7200PLC控制器面板。
3、信号接口面板:将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、DI、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。同时还提供DCS、FCS控制系统扩展接口。
4、上位控制系统介绍
S7-200PLC控制系统
随着科技的发展,PLC即使是Micro PLC,也可以胜任多种控制任务。本产品提供的PLC控制系统主机选用西门子的S7200系列,主要展示小型(Micro)PLC在满足小规模的控制任务中的完美表现,为培养工程化人才提供更多更强的实验平台。用户可根据自己学校的实际情况选用例如别的生产厂家的小型PLC(例如三菱FX2N PLC系列)。
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。
DDC远程数据采集控制系统
DDC控制系统一般有两种形式,一种采用外部数据采集模块的形式,其核心为带RS485通讯的数据采集模块和计算机算法软件;另一种采用工控机和ISA或PCI插槽的数据采集板卡。外部数据采集模块由于安装方便,同时就地安装时采用通讯方式向计算机送数据不存在信号衰减,因此本产品采用第一种方式的应用。用户可根据自己学校的实际情况选用第二种方式的应用(例如研华A/D、D/A、采样板卡)。
在控制台直接装有数据采集模块,同时利用工控软件MCGS中强大的算法组态功能,便捷的组建一个带人机界面的DDC控制系统。在DDC系统中提供开放的算法软件供实验和算法编程参考,方便实验教学和工程人才培养。
三、HDU3000-2基本型过程控制系统网络控制环境
HDU3000型过程控制系统可以组成局以网控制环境,以一台教师服务器带1-40台学生用机对HDU3000型过程控制系统控制。每一个学生在各自的学生机上编程组态,编程组态完毕向教师取得密码,便可开始实验,40台学生机都可分别通过教师服务器调取/修改下位控制系统的检测控制参数(该功能对HDU3000型过程控制系统中的远程数据采集控制系统、智能仪表控制系统、PLC控制系统都适用)。
四、自动化仪表网络教学平台
DeviceNet网络/配置体系结构
Profibus-DP网络/配置体系结构
五、软件系统
l 组态王6.5通用版; MCGS5.5通用版组态软件;
l DDC系统实验软件;仪表系统实验软件; S7200PLC系统实验软件;
l 西门子S7200PLC编程软件Step7 Microwin3.2, 西门子S7300PLC编程软件STEP7, 西门子WINCC 5.1人机界面软件;
l 自动化仪表素材库软件; DeviceNet网络转换软件; Profibus-DP网络转换软件;
l 局域网控制软件;
六、技术指标
工作电源:三相四线 380V±5% 50Hz
外形尺寸:对 象1700×800×2100
控制柜1510×700×1780
整机容量:整机容量:<5KVA\控制信号:电压1~5V/4-20mA