PCS-C  Экспериментальное оборудование системы управления технологическими процессами

Ⅰ. Обзор оборудования

Экспериментальное оборудование данной системы управления технологическим процессом разделено на четыре части: система верхнего уровня управления, уровень экспериментального объекта, датчик обнаружения, передающее устройство, исполнительное оборудование и программное обеспечение верхнего уровня управления. Характеристики системы: Вся система размещена на компактном передвижном испытательном стенде, занимающем небольшую площадь.

1. Система верхнего уровня управления:

①, интеллектуальный модуль управления приборами; ②, система управления DDC. ③、Система управления ПЛК;

2. Система уровня экспериментального объекта:

Ⅱ. Экспериментальные элементы экспериментального оборудования данной системы управления технологическим процессом

1. Эксперимент по изучению характеристик резервуара для воды одинарной емкости;

2. Эксперимент по изучению характеристик резервуара для воды двойной емкости;

3. Эксперимент по изучению характеристик расхода электрического клапана;

4. Эксперимент по одноконтурному управлению;

5. Эксперимент по регулированию уровня жидкости с помощью одноконтурного электрического регулирующего клапана;

6. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в верхнем резервуаре двойной емкости;

7. Эксперимент по регулированию расхода в отводе с помощью электрического регулирующего клапана;

8. Эксперимент по регулированию температуры;

9. Эксперимент по регулированию расхода;

10. Эксперимент по регулированию давления;

11. Эксперимент по каскадному регулированию уровня жидкости в верхнем резервуаре двойной емкости;

12. Система каскадного регулирования уровня жидкости в нижнем резервуаре и электрического регулирующего клапана;

13. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в отводе с помощью преобразователя частоты одноступенчатой емкости;

14. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в отводе с помощью преобразователя частоты трехступенчатой емкости;

15. Эксперимент по регулированию расхода в отводе с помощью преобразователя частоты

16. Эксперимент по регулированию температуры футеровки котла

Ⅲ. Технические характеристики

(1) Электропитание

Трехфазное питание переменного тока: 380 В ±10%, 50 Гц ±5%, 16 А, система должна быть надежно заземлена.

(2) Входные и выходные сигналы системных приборов соответствуют стандартам МЭК.

Сигнал источника тока передатчика: 4–20 мА постоянного тока.

Оцифровка показаний приборов: 1–5 В (250 Ом) / 0,2–1 В (50 Ом).

(3) Система обеспечивает линейно регулируемый источник постоянного тока (24 В постоянного тока/1 А).

(4) Программное обеспечение для конфигурирования хост-компьютера;

Экспериментальная система разработана с использованием полностью китайского программного обеспечения для конфигурирования промышленных систем управления MCGS (Monitor and Control Generated System).

(5) Размеры оборудования: 1620×700×1900 мм

IV. Состав и описание системы

(I) Объект управления: Состоит из монтажной рамы из алюминиевого профиля, внешнего резервуара для воды из нержавеющей стали, трехсекционного резервуара из плексигласа, резервуара для воды из нержавеющей стали с рубашкой, трубопроводов из нержавеющей стали, других объектов и т.д.

1. Стандартная монтажная рама из алюминиевого профиля: трехсекционный резервуар для воды из алюминиевого профиля европейского стандарта 40*40 из плексигласа, резервуар для воды из нержавеющей стали с рубашкой. Столешница из нержавеющей стали может быть установлена на нижнюю плиту для установки исполнительного механизма датчика обнаружения, трубопроводов и т.д.

2. Экспериментальный стол: Объект управления размещается на экспериментальном столе;

3. Внешний резервуар для воды из нержавеющей стали и водяной насос, вся рама установлена на подвижных роликах. Выход водяного насоса оснащен быстроразъемным соединением, что позволяет подключить водяной насос к трубопроводной системе объекта управления для проведения эксперимента.

4. Водонагреватель из органического стекла с тремя резервуарами:

1. Водонагреватель из органического стекла с двумя резервуарами: изготовлен из импортного органического стекла. Верхний, средний и нижний резервуары (длина 200 × ширина 200 × высота 400 мм), средний резервуар (длина 200 × ширина 200 × высота 400 мм), нижний резервуар (длина 200 × ширина 200 × высота 400 мм). Верхний, средний и нижний резервуары установлены последовательно. Каждый резервуар оснащен переливной трубой, нижней сливной трубой и клапаном, а также датчиком уровня давления.

5. Резервуар для нагрева воды нормального давления из нержавеющей стали с рубашкой:

Внутренний резервуар Φ100 × 500 (динамически нагреваемая вода), с однофазным электронагревателем мощностью 1,8 кВт, рубашкой Φ150 × 400 (с хлопковой изоляцией). Резервуар для нагрева воды полностью закрытого типа (можно использовать не только для температурных экспериментов, но и для Для измерения давления во внутреннем баке установлен датчик температуры Pt100.

Система питания: регулируемый трёхфазный циркуляционный насос из нержавеющей стали. Может состоять из насоса из нержавеющей стали, электрического регулирующего клапана и электромагнитного расходомера, или насоса из нержавеющей стали, преобразователя частоты и электромагнитного расходомера.

Модуль регулирования температуры и напряжения, а также радиатор образуют систему питания котла: полностью изолированный однофазный тиристорный модуль регулирования напряжения переменного тока; управляющий сигнал: 4-20 мА постоянного тока. Мощность нагревательного кольца: 1800 Вт, 220 В переменного тока.

(II) Датчики и исполнительные механизмы:

1. Датчик расхода: электромагнитный расходомер + преобразователь расхода. Оснащен электромагнитным преобразователем расхода Cao Xin Instrument, номинальный расход 0,2–1,2 м³/ч, точность измерения ±1,0%, стандартный выходной сигнал 4–20 мА;

2. Датчик уровня жидкости: три датчика уровня жидкости с диффузионным кремнием, используемые соответственно для измерения уровня жидкости в верхнем, среднем и нижнем баках. Кроме того, в резервуаре отопительного котла установлен датчик давления с диффузионным кремнием для измерения давления в резервуаре во время эксперимента по подаче воды под постоянным давлением. Оснащен датчиком уровня Cao Xin Instrument, стандартным выходным сигналом 4–20 мА, точностью измерения 0,5 уровня, широким диапазоном применения, высокой точностью, высоким качеством измерения температуры, высокой надежностью, продуманной конструкцией, простотой установки и малым дрейфом нуля.

3. Датчик температуры: 2 терморезистора Pt100, 2 терморезистора Pt100. Используется для измерения температуры внутри бака отопительного котла атмосферного давления из нержавеющей стали с рубашкой.

4. Преобразователь частоты: один преобразователь частоты Mitsubishi FR-D720S-0.4K-CH. Используется для регулировки давления и расхода воды в силовой ветви преобразователя частоты.

5. Электрорегулирующий клапан: один электрорегулирующий клапан Wanxun с номинальным расходом 0,28–0,30 куб. м/ч, входным сигналом 4–20 мА. Используется для регулировки давления и расхода воды в силовой ветви электрорегулирующего клапана.

Ⅴ. Система управления верхним технологическим процессом PCS-C

1. Конструкция верхнего рабочего стола управления GLGK-2:

Верхний рабочий/экспериментальный стол GLGK-2 изготовлен и установлен как единое целое с экспериментальным объектом. Верхний рабочий/экспериментальный стол установлен над экспериментальным столом из алюминиевого сплава.

2. Экспериментальная панель верхнего рабочего стола PCS-C

Экспериментальная панель верхнего рабочего стола управления: стальная конструкция с напылением.

Панель управления высоким напряжением: оснащена воздушным выключателем защиты от утечек и устройством защиты от утечек тока, что обеспечивает полную безопасность персонала; оснащена схемой управления запуском с ключом и несколькими группами предохранителей, каждая группа высоковольтных выходов оснащена предохранителями для защиты и управления, что обеспечивает безопасность оборудования и удобство эксплуатации и управления; оснащена фазораздельным вольтметром и индикаторной лампой, интуитивно понятно отображающими информацию о высоком напряжении; оснащена инвертором и панелью интерфейса управления, что обеспечивает удобство ознакомления с инвертором, его эксплуатации и применения.

Панель управления: панель контроллера преобразования частоты, интеллектуальная панель управления приборами, панель управления модулем сбора данных.

Панель интерфейса сигналов: сигналы приборов и электрические сигналы объекта управления передаются на плату сигнальной проводки, обеспечивая интерфейсы сигналов аналогового входа (AI), аналогового выхода (AO), цифрового выхода (DO) и других датчиков обнаружения и управления исполнительными механизмами, что позволяет студентам объединять их для создания различных систем управления. Экспериментатор использует безопасные соединительные провода для создания различных соединений между экспериментальной и сигнальной платами для проведения различных экспериментов по управлению процессами.

VI. Введение в функции системы управления технологическим процессом верхнего уровня GLGK-2:

1. Система управления ПЛК S7-200

С развитием науки и техники ПЛК, даже микроПЛК, могут быть использованы для решения различных задач управления. В качестве главного устройства системы управления ПЛК, представленного в данном продукте, используется серия Siemens S7200 (CPU224XP), которая демонстрирует превосходную производительность микроПЛК при решении небольших задач управления и предоставляет более мощные экспериментальные платформы для развития инженерных талантов. Пользователи могут выбирать микроПЛК других производителей в соответствии с реальными потребностями своего учебного заведения.

2. Интеллектуальная система управления приборами

Ядром системы управления приборами являются различные приборы с функциями связи, в основном интеллектуальные регуляторы AI708 и AI818. В приборы интегрированы различные алгоритмы. Различные параметры алгоритма управления прибором настраиваются в соответствии с условиями на объекте для достижения желаемого результата. Одновременно прибор с функцией связи взаимодействует с программной платформой хост-компьютера. Различные параметры и значения процесса прибора поступают в базу данных программной платформы (обычно это программное обеспечение для настройки промышленного управления), а экран процесса настройки и интерфейс управления можно использовать для простой настройки параметров на хост-компьютере, а также для записи и анализа значений процесса.

3. Система управления DDC

Системы управления DDC обычно бывают двух видов. Один из них представляет собой внешний модуль сбора данных, ядром которого является модуль сбора данных с интерфейсом RS485 и программным обеспечением для компьютерного алгоритма; другой представляет собой плату сбора данных, использующую промышленный компьютер и слот ISA или PCI. Внешний модуль сбора данных прост в установке, и при передаче данных на компьютер по каналу связи на месте затухание сигнала отсутствует. Поэтому данный продукт использует первый способ применения. Он в основном включает в себя аналоговые входные и выходные модули Beijing Jizhida 8017 и 8024.

Модуль сбора данных устанавливается непосредственно на пульт управления, а мощная функция настройки алгоритмов в программном обеспечении промышленного управления MCGS используется для удобного построения системы управления DDC с человеко-машинным интерфейсом. В системе DDC программное обеспечение с открытыми алгоритмами предоставляется для экспериментального проектирования и программирования алгоритмов, что удобно для экспериментального обучения и подготовки инженерных кадров.

VII. Система безопасности

(I) Система защиты управления программой нагрева котла

1. Водонагреватель котла оснащен устройством защиты уровня воды. Если уровень воды не достигает определенного значения, система управления не может управлять тиристорным регулятором напряжения.

2. Выключатель питания электронагревателя оснащен ключом. В период, когда эксперимент не проводится, преподаватель защищает ключ от случайного нажатия посторонними лицами.

(II) Меры защиты электропитания

1. Добавлено устройство защиты от утечки тока.

2. В двухфазный источник питания добавлен предохранитель для предотвращения разрыва цепи.

(III) Способ управления пуском и остановкой электропитания;

Кнопка пуска и останова используется для управления контактором, управляющим пуском и остановкой источника питания.

(IV) Устройство защиты от утечки тока и обеспечение безопасности;

(V) Надежная функция защиты различных источников питания и приборов

1. Сильный ток различных источников питания и приборов контролируется переключателями. Учащиеся не подключают провода самостоятельно, и проблема смешивания сильного и слабого тока отсутствует.

2. Вилка экспериментального сильноточного кабеля имеет закрытую конструкцию для предотвращения поражения электрическим током.

Синхронная ПК-версия:

PCS-C  Экспериментальное оборудование системы управления технологическими процессами http://russian.biisun.com/products/PCS-C-process-control-system-experimental-equipment