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过程控制实验室简介
时间:2022-06-14 浏览:1534

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。过程控制也称实时控制,是计算机及时的采集检测数据,按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制和自动调节,如数控机床和生产流水线的控制等。

过程控制特点为:提高生产的产量、增加高质量产品的收益、降低能源的消耗、降低污染、降低生产的风险、提高生产的安全性、延长设备寿命、提高操作性、降低劳动量。因此过程控制是自动化领域非常重要的一项技术。我院也特此配备了相关过程控制实训装置。
   过程控制实验台是专为电子电气类专业课程的教学和实验而设立的实验台。主要用于自动化、应用电子技术、电气工程及其自动化、数控设备应用与维修、机电一体化等专业。过程控制是用计算机对工艺过程的温度、压力、流量、成分、电压、几何尺寸等物理量和化学量进行的控制。XK-GK06型过程控制实验装置包括被控对象和控制桌两部分。被控对象由执行器、变送器、上下水槽、水箱、管路有机地组成;控制桌装有控制器、数显表、液晶显示器等,控制器通过通讯电缆与上位机通讯。被控对象的变送器信号和执行器的供电分别通过屏蔽电缆线与控制桌连接的。变送器信号包括2个液位变送器、2个流量变送器、1个温度变送器和1个压力变送器,这6个变送器均输出4-20mA标准信号;数显表一共6块,分别对6个变送器来的电流信号进行数值的实时显示;控制器包括PLC主机和3个扩展模块,实现对被控对象中变送器信号的采集和输出控制信号;执行器包括2台变频器、2台水泵、1个电动调节阀和1个加热器。具体见下面说明:
     
被控对象:两水槽液位、水槽2的温度、电机2出水压力、水泵1和水泵2出水流量。
     
检测装置:两个液位变送器,一个压力变送器和一个温度变送器,两个电远传玻璃转子流量计。
     
执行机构:一个电动调节阀,两个变频器及两台水泵, 一个固态继电器(控制加热器用)。 
   
控制系统:西门子小型PLCS7-200 CPU224主机、模拟量输入模块EM231、模拟两输
入输出模块EM235和模拟量输出模块EM232,一条编程通讯电缆),四个典型控制参数(液位、流量、压力、温度),可组成多种控制实验。
     
上位机:采用组态王6.51开发的人机操作界面,S7-200编程软件。
  系统特点:
  1.设计巧妙,充分应用现有装置,实现多种实验
  本装置中有六个检测单元、三个执行机构和六个控制回路,可以方便的组合成多种控制实验,可通过计算机(使用PLC的自由口通讯方式)对系统进行监控。本实验装置可组成耦合程度可调的双输入双输出控制系统,通过调节截止阀的开度来调节耦合程度。特别是本实验装置装有20余米长的管道,可进行流量滞后控制效果明显。
  2.充分模拟工业控制现场,实验效果很好
  为了更好的模拟工业现场,本实验装置采用两台水泵, 在单输入单输出控制回路中一台水泵供水,另一台水泵可通过变频器调节转速而产生有规律或无规律波动的干扰量。
 3.实验操作简单、直观
  人机界面良好,计算机用立体画面显示被控对象的流程、实时趋势曲线和数据报表等。控制桌上装有变频器BOP面板,六个智能显示仪表,PLC控制单元和液晶显示器。实验者可以在面板上直接看到各参数变化情况,实验操作也更直观。
 4.可组成非线性系统
  本实验装置有四个水槽,分上下两组,上面一组水槽有三个,互相通过手调阀连接,中的两个水槽横截面积随高度而变化(其中的一个上粗下细,另一个下粗上细)。这样可组成两组线性/非线性的液位控制系统,而且可以在控制过程中改变水槽之间的连接状态来改变被控对象的模型,可进行非线性系统的控制,也检验控制算法的鲁棒性。
 5.实验装置正面上下两个水槽的正面装有玻璃挡板,学生可直接观测系统的进水和出水情况。
   



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