SKFDC-13型 過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)對(duì)象
所屬類別：過(guò)程控制系列
·設(shè)備外觀
·設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述
對(duì)象系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)對(duì)熱工四大參數(shù)（流量、壓力、液位、溫度）的控制，可完成《自動(dòng)控制理論》、《過(guò)程控制》、《自動(dòng)化儀表》、《集散控制》、《PLC可編程控制》、《單片機(jī)控制》、《計(jì)算機(jī)控制》等課程所開(kāi)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。·主要參數(shù)
1.工作電源: 三相四線380V±10％ 50Hz；2.工作環(huán)境: 溫度–10℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85％（25℃），海撥＜4000m；
3.裝置容量：≤5.0KVA；
4.外形尺寸：1630mm×780mm×1850mm；
5.安全保護(hù)：具有接地、漏電壓、漏電流保護(hù)，安全指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
·組成及功能
本裝置主要由不銹鋼框架、不銹鋼儲(chǔ)水箱、三個(gè)串接有機(jī)玻璃水箱、3kW三相電加熱鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構(gòu)成)、盤管和敷塑不銹鋼管道等組成。供水系統(tǒng)有兩路：一路由三相（380V恒壓供水）磁力驅(qū)動(dòng)泵、壓力儀表、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；另一路由三相磁力驅(qū)動(dòng)泵（220V變頻調(diào)速，通過(guò)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)）、渦輪流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成。實(shí)驗(yàn)裝置基本配置及功能如下
| 序號(hào) | 部件名稱 | 主要配置 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 液位水箱 | 包括上水箱、中水箱、下水箱，三個(gè)水箱均采用透明優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上、中水箱尺寸均為：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸為：D=350mm，H=200mm。水箱結(jié)構(gòu)獨(dú)特，由三個(gè)槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進(jìn)水時(shí)水管的水先流入緩沖槽，出水時(shí)工作槽的水經(jīng)過(guò)帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過(guò)緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力傳感器與變送器，可對(duì)水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測(cè)和變送。三個(gè)水箱可以組合成一階、二階、三階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位串級(jí)控制系統(tǒng)。 | 3個(gè) | |
| 2 | 儲(chǔ)水箱 | 采用304不銹鋼板制成，尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=680mm×520mm×430mm，容量為152L，完全能滿足實(shí)驗(yàn)的供水需要。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有兩個(gè)橢圓形塑料過(guò)濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。水箱的上部和底部裝有注水閥門和排水閥門，方便實(shí)驗(yàn)用水的更換。 | 1個(gè) | |
| 3 | 鍋爐 |
有3kW三相電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由不銹鋼精制而成，主要完成相關(guān)的溫度實(shí)驗(yàn)。做溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測(cè)其溫度，可完成溫度的定值控制、串級(jí)控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實(shí)驗(yàn)。 內(nèi)膽尺寸：直徑Φ=185mm，高度h=528mm，容積=14.2L；鍋爐夾套尺寸：直徑Φ=270mm，高度h=420mm，容積=9.8L。 |
1個(gè) | |
| 4 | 盤管 | 模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長(zhǎng)35米（43圈），管徑15mm，在盤管上有三個(gè)不同的溫度檢測(cè)點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數(shù)不同，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需要選擇 | 1套 | |
| 5 | 管道及閥門 |
盤管的出水通過(guò)手動(dòng)閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過(guò)渦輪流量計(jì)流回儲(chǔ)水箱。它可用來(lái)完成溫度的滯后和流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)。 整個(gè)系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，泵前采用Φ20的管子，泵后采用Φ16的管子，溢流管采用Φ25的管子，所有的手動(dòng)閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，徹底避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了實(shí)驗(yàn)裝置的使用年限。 |
1套 | |
| 6 | 液位變送器 | 用于對(duì)三個(gè)液位水箱的液位進(jìn)行檢測(cè)；材質(zhì)：全不銹鋼結(jié)構(gòu)，鋁合金外殼；量程范圍：0～5KP；精度：0.5%；絕緣電阻：≥20MΩ/50VDC；零點(diǎn)溫度系數(shù)：±0.5%FS/10℃；穩(wěn)定性：±0.5%FS/1年；輸出信號(hào)：4～20mADC（兩線制），帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號(hào)隔離技術(shù)，對(duì)傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。 | 3只 | |
| 7 | 溫度傳感器 | 采用Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來(lái)檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（有3個(gè)測(cè)試點(diǎn)）以及上水箱出口的水溫。Pt100測(cè)溫范圍：-200～+650℃。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好，可用于做標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)用熱電阻。 | 6只 | |
| 8 | 流量變送器 | 采用渦輪流量計(jì)，渦輪流量計(jì)的傳感器部分為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測(cè)儀表，用于檢測(cè)水流量的大小，當(dāng)流量很小時(shí)其精度也不會(huì)降低。公稱通徑：10毫米（管螺紋G1/2″）；量程：0～1.2m3/h；精度：1級(jí)；輸出信號(hào)： 4～20mA DC（兩線制）；供電電源：DC24V | 3只 | |
| 9 | 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 采用智能直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來(lái)對(duì)控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、功能強(qiáng)、控制單元與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化、可靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，電源為單相220V，控制信號(hào)為4～20mADC，可輸出為4～20mADC的閥位信號(hào)，使用和校正非常方便。 | 1臺(tái) | |
| 10 | 磁力驅(qū)動(dòng)泵 | 本裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)泵做為供水系統(tǒng)，型號(hào)為16CQ-8P，流量為30升/分，揚(yáng)程為8米，功率為0.18KW，轉(zhuǎn)速2800rpm。泵體完全采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長(zhǎng)。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動(dòng)泵,一只為三相380V恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動(dòng)。 | 2只 | |
| 11 | 電磁閥 | 安裝在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，起到階躍干擾的作用。電磁閥工作電壓：220VAC；公稱通徑：DN15；管螺紋G1/2″ | 1只 | |
| 12 | 三相電加熱管 | 由三根1kW電加熱管星形連接而成，用來(lái)對(duì)鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。 | 1套 |
·實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
(一) 現(xiàn)場(chǎng)儀表安裝與調(diào)試技能實(shí)訓(xùn)1.壓力變送器的安裝與調(diào)試
2.渦輪流量計(jì)的安裝與調(diào)試
3.電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試
(二) 過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行
1.單容水箱液位定值控制系統(tǒng)
2.雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)
3.單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)
4.鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)
5.水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)
6.下水箱液位與進(jìn)水流量串級(jí)控制系統(tǒng)
7.單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)
8.雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)
9.下水箱液位的前饋-反饋控制系統(tǒng)
10.盤管出水口溫度滯后控制系統(tǒng)
11.盤管出水口流量滯后控制系統(tǒng)
12.上水箱液位與出口溫度解耦控制系統(tǒng)
13.系統(tǒng)控制程序的編寫與調(diào)試
14.過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試與運(yùn)行
