PCS-F Учебное оборудование для систем управления технологическими процессами

Ⅰ. Обзор:

Учебное оборудование для системы управления технологическими процессами PCS-F представляет собой комплекс экспериментального оборудования, основанного на управлении по шине PCS. Это многофункциональное экспериментальное устройство, объединяющее в себе технологии автоматизированных приборов, компьютерные технологии, коммуникационные технологии и технологии автоматического управления. Система контролирует тепловые параметры, такие как расход, температура и уровень жидкости, и может реализовывать различные формы управления, такие как измерение параметров системы, одноконтурное управление, каскадное управление, управление с прямой связью и управление соотношением. Система использует датчики уровня жидкости, датчики давления, турбинные расходомеры, преобразователи частоты, электрические регулирующие клапаны, датчики температуры и модули распределенного ввода-вывода. Данное экспериментальное оборудование может использоваться в качестве экспериментального устройства для курсов управления технологическими процессами в бакалавриате, колледжах и высших профессиональных учебных заведениях, а также в качестве объекта физического моделирования и метода реализации для аспирантов и научных исследователей при изучении сложных и перспективных систем управления. Система также может использоваться в качестве экспериментального метода для изучения управления технологическими процессами по шине Fieldbus.

Экспериментальное устройство системы управления технологическим процессом PCS-F использует систему управления технологическим процессом на базе полевой шины Siemens, а программное обеспечение для мониторинга – SIMATIC WINCC.

Полевая шина – это система, основанная на идее полностью интегрированной автоматизации. В основе её интеграции лежат единая база данных процессов и уникальное программное обеспечение для управления базами данных. Вся системная информация хранится в базе данных и вводится только один раз, что значительно повышает целостность системы и точность данных. Для связи используются программное обеспечение для программирования и библиотека полевого оборудования, соответствующие международному стандарту IEC61131-3, обеспечивающие непрерывное и последовательное управление, а также языки программирования высокого уровня. Библиотека полевого оборудования содержит большой объём информации и функциональных блоков, часто используемых для полевого оборудования, что значительно упрощает настройку и сокращает цикл проектирования. Система имеет стандартные интерфейсы, такие как ODBC и OLE, и использует открытые сети, такие как Ethernet и PROFIBUS, что обеспечивает её высокую открытость и позволяет легко подключаться к системе управления на базе хост-компьютера и системам управления других производителей.

Ⅱ. Структура и особенности продукта:

1. Конфигурация с тремя резервуарами для воды; Система двухстороннего водоснабжения.

2. Экспериментальный шкаф полностью открыт, все внутренние устройства видны, что способствует интуитивному обучению и обслуживанию.

3. Продуманная конструкция, оснащенная резервуарами для хранения воды, устройствами автоматического управления подачей и сбросом воды, снижает трудоемкость экспериментаторов.

4. Приборы и компоненты устройства представляют собой современные промышленные продукты с высоким уровнем интеллекта. Высокая точность, разнообразные технические характеристики. Это способствует интуитивному обучению и расширению знаний студентов в области промышленности. Это закладывает прочную основу для их будущей работы в обществе. 5. Высокая безопасность: система оснащена защитой от протечек, а блок управления температурой предотвращает автоматическое управление безводным отоплением и т. д., обеспечивая безопасность персонала и оборудования. 6. Высокая открытость. Под руководством преподавателей студенты могут наблюдать за процессом, самостоятельно участвовать в работе, программировать программы для проверки и проводить теоретический анализ на основе записанных в режиме реального времени кривых.

Ⅲ. Конфигурация оборудования

1. Электропитание

Однофазное питание переменного тока: 220 В ±10%, 50 Гц ±5%, 16 А, система должна быть хорошо заземлена;

2. В лаборатории должен быть источник воды, а также вход и выход. Расстояние между входом и выходом и оборудованием, как правило, должно быть менее 10 метров;

3. Система обеспечивает линейный стабилизированный источник постоянного тока 24 В/1 А;

4. Программное обеспечение для настройки компьютера: широко используемое программное обеспечение для настройки;

5. Габариты: объект: 1600 мм x 750 мм x 1850 мм, шкаф управления: 830 мм x 750 мм x 1900 мм;

6. Вес: лабораторный шкаф, около 200 кг; лабораторный стол + лабораторная стойка, около 250 кг;

7. Трехфазный магнитный насос из нержавеющей стали: MP-55RM-380, без утечек, с низким уровнем шума, трехфазный, 220 В переменного тока, 50 Гц;

8. Двухфазный магнитный насос из нержавеющей стали: MP-55RM, без утечек, с низким уровнем шума, трехфазный, 220 В переменного тока, 50 Гц;

9. Модуль регулирования температуры и напряжения + радиатор: полностью изолированный однофазный тиристорный модуль регулирования напряжения переменного тока; управляющий сигнал: 4–20 мА;

10. Датчик температуры и преобразователь температуры Pt100: Pt100: класс A; преобразователь температуры: точность 0,5 уровня, 0–100 °C;

11. Интеллектуальный электрический регулирующий клапан: управляющий сигнал 4–20 мА;

12. Диффузионный кремниевый датчик давления (уровня жидкости): диффузионный кремниевый датчик с кремниевой изоляцией, точность 0,5 уровня; выходной сигнал: выбор 4–20 мА пост. тока (двухпроводная система);

13. Расходомер и преобразователь расхода: диапазон: выбор 0–800 л/ч; выходной сигнал: 4–20 мА пост. тока; точность: 0,5 уровня;

14. Процессор Siemens S7-1200, 1215C, 125 КБ памяти для хранения программ;

15. Преобразователь частоты ≥0,75 кВт; коэффициент мощности ≥0,9; выходная частота: 0–550 Гц, точность: 0,01 Гц;

16. Прибор для измерения температуры с шиной Profibus-PA, измерение температуры с помощью выхода PA;

17. Прибор для измерения уровня жидкости с шиной Profibus-PA, измерение уровня жидкости с помощью выхода PA;

18. Кабель для программирования;

19. Акриловый резервуар для воды. Три круглых резервуара для воды из оргстекла.

20. Испытательный бокс для контроля температуры из нержавеющей стали

21. Устройство для испытания на чистый гистерезис

22. Резервуар для воды из нержавеющей стали

23. 2 электромагнитных клапана

24. 4 контактора

25. 4 реле

26. 2 датчика уровня жидкости

27. Экспериментальный стол и экспериментальная стойка

IV. Экспериментальные элементы учебного оборудования по системам управления технологическими процессами

(I) Характеристический эксперимент

1. Эксперимент с характеристикой одинарной производительности водяного бака

2. Эксперимент с характеристикой двойной производительности водяного бака

3. Эксперимент с характеристикой двойной производительности верхнего и нижнего водяных баков

4. Эксперимент с характеристикой расхода электрического клапана

5. Эксперимент с характеристикой расхода преобразователя частоты

6. Эксперимент с температурной характеристикой

7. Эксперимент с характеристикой трёх производительности

(II) Эксперимент с одноконтурным регулированием

1. Эксперимент с регулированием уровня жидкости одинарной производительностью ветви электрического регулирующего клапана

2. Эксперимент с регулированием уровня жидкости одинарной производительностью ветви преобразователя частоты

3. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в верхнем резервуаре с двойной емкостью

4. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в верхнем и нижнем резервуарах с двойной емкостью

5. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в трех объемах

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

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

8. Эксперимент по регулированию температуры в котле

(III) Эксперимент по каскадному регулированию

1. Эксперимент по каскадному регулированию с двойной емкостью

2. Эксперимент по каскадному регулированию уровня жидкости в верхнем резервуаре и расхода в отводе с помощью электрического клапана

3. Эксперимент по каскадному регулированию уровня жидкости в верхнем резервуаре и расхода в отводе с помощью преобразователя частоты

4. Эксперимент по каскадному регулированию уровня жидкости в трех объемах с тремя замкнутыми контурами

(IV) Эксперимент по регулированию соотношения

1. Эксперимент по регулированию соотношения расхода в одном замкнутом контуре

2. Эксперимент по регулированию соотношения расхода после завершения

(V) Эксперимент по управлению с прямой обратной связью

1. Эксперимент по регулированию расхода жидкости в верхнем резервуаре с прямой обратной связью

(VI) Эксперимент по регулированию с разделением

1. Эксперимент по регулированию уровня жидкости в двухобъемном верхнем резервуаре с разделением

Синхронная ПК-версия:

PCS-F Учебное оборудование для систем управления технологическими процессами http://russian.biisun.com/products/process-control-system-training-equipment