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高级过程控制系统实验对象

高级过程控制系统实验对象
[名称]:高级过程控制系统实验对象
[规格型号]:DB-CG24
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产品详情

(参考图)
实验原理图


一、过程控制装置功能:
(1)高级过程控制系统实验对象可满足“自动调节原理”,“过程控制”,“控制仪表”,“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求;
(2)高级过程控制系统实验对象可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
(3)高级过程控制系统实验对象能实现包括温度、压力、流量、液位定值调节系统,以及比值、串级、前馈等复杂调节系统的实验及培训功能。
(4)高级过程控制系统实验对象能适应培训基地相关专业在热工仪表、高级过程自动控制原理及系统、火电厂计算机控制及系统、热工自动控制系统、DCS、PLC等相关专业的实验、培训要求。
(5)被控对象提供有接口控制箱,控制箱电源和信号分开。控制箱包括电源装置、变频器、温度调温装置及设备的基本保护装置,此外并提供与DCS接口的端子,作为与DCS、PLC的扩展接口。
二、性能指标及要求:
1输入电源:220V±10% 50Hz;
2、工作环境: 温度–10℃-+40℃ 相对湿度<85%(25℃);
3、装置容量:<5kVA;外形尺寸:1830mm×780mm×1850mm
三、具体系统配置要求

名称单位数量技术参数
不锈钢框架1外形尺寸 1630mm×850mm×1850mm , 主 体 框 架 采 用38*38*2.0mm 的镜面不锈钢方管焊接而成,对象模型安装架采用 40*25*2.0mm 的镜面不锈钢方管和 38*25*2.0mm 的镜面不锈钢方管焊接而成,安装底板采用 2.5mm 厚的不锈钢工业
板制成,造型美观,结实耐用,开放性好。
亚克力有机玻璃水 箱3包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃,不但坚实耐用,而且透明度高,便于直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为:D=22cm,H=25cm;下水箱尺寸为:D=25cm,H=25cm。水箱结构独特,由三个槽组成,分别为缓冲槽、工作槽和出水槽,进水时水管的水先流入缓冲槽,出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽,这样经过缓冲和线性化的处理,工作槽的液位较为稳定,便于观察。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器,可对水箱的压力和液位进行检测和变送。主水箱容积可以隔断、可以组合,其中有一只水箱要求可以进行非线性实验。刻度线要求刻在水箱内壁上,不能采用粘贴纸贴在水箱上,水箱容积不小于20升,容积可变。
储水箱1采用 1.5mm 厚的镜面不锈钢板制成,尺寸为:长×宽×高
=68cm×52cm×43cm,容量为 152L,完全能满足实验的供水需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩, 底部安装一个放水阀,方便实验用水的更换。
工业模拟锅炉1锅炉要求共有三个同心不锈钢圆筒,从里到外共分三层:内层设有电热丝加温装置,第二层为冷却层,第三层为溢流层,锅炉由三相电加热管加热的常压锅炉,包括加热层(锅炉内胆)和冷却层(锅炉夹套),要求由不锈钢精制而成,可利用它进行温度实验。配套加热器,由可控硅移相控温,功率达2.5KW以上。防干烧装置,要求提供防干烧探头。安装水箱水标。
盘 管1模拟工业现场的管道输送和滞后环节,长35米(43圈),管径15mm,在盘管上有三个不同的温度检测点,它们的滞后时间常数不同,在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。盘管的出水通过手动阀门的切换既可以流入锅炉内胆,也可以经过涡轮流量计流回储水箱。它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。
管道及阀门若干整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成,所有的手动阀门均采用优质球阀,彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底部有一个出水阀,当水箱需要更换水时,把球阀打开将水直接排出
液位变送器4三个液位变送器分别用来对上、中、下三个水箱和锅炉的液位进行检测,其量程为0~3KPa(以实际的水箱高度为准),用于测量水箱液位高度,为直流24V供电、标准两线制接线4~20mA变送输出、精度0.5级,采用工业用的扩散硅压力变送器,带不锈钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。
增加1个压力变送器,0-100kpa,来测量管路的压力,增加实验为管路恒压控制实验。
温度传感器5装置中采用了六个Pt100铂热电阻温度传感器,分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管(有3个测试点)以及上水箱出口的水温。Pt100测温范围:-200~+850℃。
流量计2采用涡轮流量计,涡轮流量计的传感器部分为涡轮结构,是一种速度式检测仪表,用于检测水流量的大小,当流量很小时其精度也不会降低。公称通径:10 毫米(管螺纹 G1/2″); 量程:0~1.2m3/h;精度:1 级;输出信号: 4~20mA DC(两线制);供电电源:DC24V
锅炉防干烧保护装置1为保证实验效果好、不降低锅炉加热功率的前提下,本套装置配备了良好的防干烧保护系统,当锅炉内胆液位低于红色警戒水位线时,保护装置将切断调压模块输出电压,以有效保护电加热管不被干烧损坏。
电动调节阀1电动调节阀是新一代超小型电子式一体化直行程电动调节阀。采用精小型电动执行器伺服放大器,它以220V交流电源为驱动电源,输入标准的4~20mADC控制信号,经伺服放大器控制,使电机带动减速器运行而产生轴向推力,使阀芯移动,改变阀门的开度,达到对液位,流量等工艺参数的调节,从而实现自动控制的目的。超小型直行程单座电动调节阀。广泛应用于电力、暖通中央空调、冶金、轻工等行业的自动化控制系统,更适用于高校教学和科研设备。 阀体为铸铁材质,阀芯为不锈钢材质,国标法兰安装,DC4~20mA电流信号控制,工称通径DN15。该调节阀为直行程气动控制调节阀,具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。由控制器直接发送模拟信号控制阀门定位器,阀门定位器驱动执行机构动作,使用和校正都非常方便;
水泵2本装置采用磁力驱动泵,流量为30升/分,功率为90W。泵体完全采用不锈钢材料,以防止生锈,使用寿命长。本装置采用两只磁力驱动泵,一只为三相380V恒压驱动,另一只为三相变频220V输出驱动。三相磁力驱动泵,噪音低,寿命长,扬程达12米
电磁阀1在本装置中,其中一只作为电动调节阀支路和变频支路的连通阀,起接通和关断两条支的作用。另外六只作为各液位水箱两条支路的进水阀门。工作压力:最小压力为0Kg/㎝2,最大压力为7Kg/㎝2;工作温度:-5~80℃;工作电压:24VDC。
二相移相调压装置1采用二相全隔离一体化交流移相调压器模块,采用SMT工艺,DCB陶瓷基板,有LED电源指示和LED输出调节量指示,控制参数:可输入0~5V、0~10V、4~20mA;输出参数:额定工作电压:380VAC±10%;电网频率:50Hz;断态峰值截止电压VP:≥1200VPK;电小负载电流:100 mA;断态漏电流:<12 mA;关断最大延时:10ms;调节响应时间:10ms;
电加热管1由三根0.7KW电加热管星形连接而成,用来对锅炉内胆内的水进行加温。
交流变频控制1本系统采用的变频调速模块为多功能、紧凑型产品,具备V/F控制、通用磁通矢量控制、最佳励磁控制等,运行特性:多段速15速、PID控制、输出电流检测、异常时再试功能、零电流检测;输出频率范围:0.2~400Hz;频率设定分辨率:0.06Hz/60HZ;频率精度:最大输出频率的±0.1%以内;控制信号输入为4~20mADC或0~5VDC,交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。
锅炉保护系统1当锅炉内胆液位低于加热水位线时,保护装置将切断调压模块输出电压,以有效保护电加热管不被干烧损坏,当水位高于加热最低水位时,调压模块才能启动加热。有效防止烧坏加热棒。
电气控制及标准信号转接箱1电气控制及标准信号转接箱中,电气控制箱包括电源装置、变频器、温度调温装置及设备的基本保护装置,标准信号转接箱对外提供与 DCS 控制系统及其他控制系统连接的标准接口,方便系统的扩展。
电气辅助器件1各种维护用的螺丝刀、扳手、生料带、电工胶带、出水管等工具, 各主要器件的使用说明书
 

信号参数:

序号信号名称信号范围信号类型
1调节阀支路流量0~1.2 ㎡/H二线制,4~20mA
2变频泵支路流量0~1.2 ㎡/H二线制,4~20mA
3滞后盘管出口流量0~1.2 ㎡/H二线制,4~20mA
4上水箱液位0~3KPa二线制,4~20mA
5中水箱液位0~3KPa二线制,4~20mA
6下水箱液位0~3KPa二线制,4~20mA
7锅炉水温0~100℃100~138.5Ω
8夹套水温0~100℃100~138.5Ω
9盘管水温3个点0~100℃100~138.5Ω
10变频器控制信号0~50Hz4~20mA
11变频器反馈信号0~50Hz4~20mA
12调压模块控制信号0~100%4~20mA
13电动调节阀控制信号0~100%4~20mA
14电动调节阀反馈信号0~100%4~20mA

 


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