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TY-01A過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置

一、概述

    “過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”是本企業(yè)根據(jù)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，吸收了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、多次實(shí)驗(yàn)和反復(fù)論證，研發(fā)的一套全新的實(shí)驗(yàn)裝置。它采用多種常用的控制方式和理論，除了常見(jiàn)的PID算法及其改進(jìn)算法外，還增加了模糊控制、人工神經(jīng)元控制等*的控制策略。此外，本裝置還嵌入了上流行的MATLAB（數(shù)學(xué)軟件）軟件平臺(tái)，使老師和學(xué)生能輕松方便地進(jìn)行算法編制。

    本裝置可滿(mǎn)足《自動(dòng)控制理論》、《過(guò)程控制》、《自動(dòng)化儀表》以及《傳感器檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了能滿(mǎn)足本、專(zhuān)科學(xué)生不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，還能為研究生、相關(guān)專(zhuān)業(yè)老師和工程技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究，提供了實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)現(xiàn)的途徑。

二、裝置特點(diǎn)

    1.本裝置的各種功能均綜合在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，采用積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀大方、便于運(yùn)輸及實(shí)驗(yàn)室的多臺(tái)布局。

    2.對(duì)象小型化、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)，控制對(duì)象模型由不銹鋼和有機(jī)玻璃水箱組成，實(shí)驗(yàn)水箱在屏右邊能清楚看見(jiàn)，管道流程直觀、清晰。

    3.參數(shù)全面，涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過(guò)程控制參數(shù)。

    4.小型（小功率）執(zhí)行元件，它們是二個(gè)磁力驅(qū)動(dòng)泵和一個(gè)電加熱器，使整體結(jié)構(gòu)更為緊湊、小型化。

    5.系統(tǒng)控制方式多樣性

    主要有位式控制、連續(xù)控制、模擬PID控制、智能儀表控制、PLC控制、單片機(jī)控制、計(jì)算機(jī)控制、兩套磁力泵交流變頻調(diào)速控制和單相移相調(diào)壓控制等，并可組成不同的控制方式。

    6.安全保護(hù)齊全

    設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器和電流型漏電保護(hù)器各一組；強(qiáng)電連接線及插座均采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電；強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi)，不會(huì)混插，避免錯(cuò)接線而損壞設(shè)備。

三、系統(tǒng)組成

    本裝置集多參數(shù)控制為一體，由過(guò)程控制對(duì)象、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、顯示器和計(jì)算機(jī)（用戶(hù)自配）等組成。

1.控制對(duì)象的模型由上、中、下三個(gè)水箱及一個(gè)儲(chǔ)水箱組成，上、中、下水箱由兩臺(tái)磁力泵供水。上、中兩個(gè)水箱各裝有一個(gè)擴(kuò)散硅壓力變送器來(lái)檢測(cè)壓力和液位；下水箱是一個(gè)復(fù)合式水箱，其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計(jì)（定做）、小型閥門(mén)和兩臺(tái)磁力驅(qū)動(dòng)泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺(tái)磁力泵中的任一臺(tái)都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道，模擬現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的干擾信號(hào)，以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。

2.實(shí)驗(yàn)掛箱

    本裝置共提供九個(gè)實(shí)驗(yàn)掛箱，分別是傳感器輸出與顯示；單片機(jī)控制；模擬PID實(shí)驗(yàn)掛箱（配兩個(gè)）；位式、連續(xù)控制掛箱；面板流程圖；交流變頻器（日本三菱）掛箱（配兩個(gè)）； PLC控制器（西門(mén)子S7－200）掛箱。

3.編程電纜線

4.485通訊轉(zhuǎn)換器

5.豪華型電腦桌

6.計(jì)算機(jī)（用戶(hù)自備）

7.上位機(jī)軟件

PLC編程環(huán)境軟件為它可以對(duì)S7-200的所有功能進(jìn)行編程。上位機(jī)具有二種監(jiān)控軟件：

(1)工控組態(tài)軟件：利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，以及利用RS232/485轉(zhuǎn)換器組成智能調(diào)節(jié)儀與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象過(guò)渡過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)曲線的動(dòng)態(tài)顯示和監(jiān)控。工控組態(tài)軟件還可以對(duì)控制對(duì)象的圖形任意組態(tài)，動(dòng)態(tài)顯示，編制控制策略，輸出實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，打印工程報(bào)表，操作菜單設(shè)計(jì)等一系列強(qiáng)大的功能。

(2)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與算法控制軟件：利用RS232通信接口，配合單片機(jī)控制與計(jì)算機(jī)算法控制軟件，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字式PID運(yùn)算控制和各種*的智能控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集作圖。而且可使用數(shù)學(xué)軟件編制各種新型的、*的控制算法。另外單片機(jī)還可作為獨(dú)立的控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。

四、技術(shù)指標(biāo)

    1.供電電源：?jiǎn)蜗嗳€220V±10%  50Hz

    2.整機(jī)zui大功耗：＜1kVA

    3.整機(jī)尺寸：172cm×73cm×160cm