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ZYGX-123高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置

一、系統(tǒng)概述
“高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是從高校自動化相關專業(yè)教學實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術潮流的現(xiàn)場總線技術，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網(wǎng)絡化和數(shù)字化實驗裝置。
“高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是由現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。該對象系統(tǒng)在管道中采用電磁閥替代中的手閥控制各管道的連接，可實現(xiàn)上位機根據(jù)采集參數(shù)進行自動控制或者上位機中進行鼠標點擊人為控制，為實現(xiàn)DCS的多種控制策略，系統(tǒng)中上水箱壓力變送器（上水箱液位）采用總線采集參數(shù)“變送器采用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源）”。
1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)硬件
除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：
(1)SIEMENS負載電源 PM 190W
(2)SIEMENSCPU 1511-1 PN
(3)SIEMENS數(shù)字量輸出，DQ 32x24VDC/0.5A
(4)SIEMENS數(shù)字量輸入，16 DI 緊湊型，24V DC
(5)SIEMENS模擬量輸入，AI 8xU/I/RTD/TC ST
(6)SIEMENS模擬量輸出，AQ 4xU/I ST
(7)SIEMENS存儲卡，4 MB
(8)SIEMENSCP 1542-5；RS485，PROFIBUS 通訊模塊
(9)SIEMENS 變頻器 G120C, 無濾波器, 0.75kW/2.2A(L), 0.55kW
(10)SIEMENSBOP-2 基本操作面板
(11)SIEMENS PA Coupler 耦合器
(12)SIEMENS 9寸觸摸屏KTP900 PN
(13)DP通訊線和DP接頭若干
2.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件
采用SIEMENS WINCC軟件監(jiān)控、SIEMENS STEP7編程
二、系統(tǒng)特點
能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場過程變量數(shù)字化采集,實現(xiàn)從過程變量的現(xiàn)場采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸,可完成DCS分布控制系統(tǒng)架構(gòu)。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

四、控制對象
一）、系統(tǒng)組成
1.過程控制實驗對象系統(tǒng)
實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）和鋁塑盤管組成。
系統(tǒng)動力系統(tǒng)有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅(qū)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計等組成。
整套對象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2.對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置
(1)擴散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2)流量計三只：分別檢測兩條動力支路及盤管出水口的流量；（一只電磁流量計，2只渦輪流量計）
(3)Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4)控制模塊：包含電磁閥15只、電動調(diào)節(jié)閥一個、可控硅溫度控制模塊一只；
(5)三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動泵、220V循環(huán)泵。
二）、系統(tǒng)主要特點
1.被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)
2.執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器
3.系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設定值作階躍擾動外，還可在對象中通過電磁閥制造各種擾動
4.一個被調(diào)參數(shù)可用不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣
5.能進行多變量控制系統(tǒng)及特定的過程控制系統(tǒng)實驗
三）、“高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置”對象系統(tǒng)總貌圖

五、主要配置清單