l过程检测实验指导.doc

目 录 实验装置说明 1 实验要求及安全操作规程 8 实验一 上水箱单容液位检测实验 9 实验二 上下水箱双容液位检测实验 12 实验三 锅炉温度检测实验 15 实验四 电动阀支路流量检测实验 18 实验五 水箱双容液位串级控制实验 21 实验六 液位流量串级控制实验 24 参考文献 28 实验装置说明 一、概述 过程控制综合实验装置（ProcEss Control SystEm，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、流量、液位、压力等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律的教学实验设备。过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，整个系统结构紧凑、功能多样、既能进行验证性、设计性实验,又能提供综合性实验。 PCS-E型过程控制综合实验装置主要是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。有仪表控制、PLC控制和DDC控制三种控制方式。 本装置： ·两路独立供水系统； ·双容液位实验系统； ·流量实验系统； ·温控实验系统； ·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”及相关课程的教学实验需求。 二、主要技术参数与要求 1．供电电源：单相交流电源：220vAC±10%、50Hz±5%、15A，系统必需接地良好。 2．实验室应有水源和进排水口，进排水口与设备间距离一般要小于10米。 3．系统仪表的输入、输出信号符合IEC标准。 4．本装置用的上位机组态软件是MCGS 5.5 通用版。 三、过程控制综合实验系统控制对象 实验对象水路图如图1-1所示： 图1-1 实验对象水路图 本实验装置对象主要由水箱、锅炉两大部分组成。供水系统有两路：一路由单相磁力驱动泵、电动调节阀、电磁流量计及手动调节阀组成；另一路由单相磁力驱动泵及手动调节阀组成。 1、被控对象 由不锈钢储水箱、有机玻璃上下水箱、不锈钢温控锅炉和敷塑不锈钢管道及配件等组成。 （1）水箱：包括上下水箱、储水箱。上下水箱尺寸均为：D=22cm，H=30cm；水箱由三个槽组成，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。上下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。储水箱为不锈钢储水体，尺寸为：长×宽×高=100cm×3.5㎝×3.5㎝。并在两侧各与一磁力泵相连，为整个系统储水和供水，内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗维护方便，以防杂物进入水泵和管道。 （2）锅炉：锅炉为不锈钢制作，里面安装一个加热换，用以对锅炉内水进行加热，表面附加水标，方便观察锅炉内水位。 （3）管道及阀门：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。 2、检测装置 （1）压力传感器、变送器：两个压力传感器分别用来对上、下水箱的液位进行检测，其量程为0～5KP，精度为0.5级。采用工业用的扩散硅压力变送器，型号为PT311B-5K233，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。采用标准二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源，输出：4～20mADC。 （2）温度传感器/变送器：装置中采用了1个Pt100铂热电阻温度传感器，用来检测锅炉内的水温。经过控制台中的温度变送器，可将温度信号转换成4～20mA直流电流信号。 温度变送器的量程：0～+100℃，精度：0.5级，输出：4～20mADC，供电：24VDC，接线方式：二线制。Pt100传感器精度高，热补偿性较好。 （3）流量传感器、变送器：采用电磁流量计，型号为 FMCLDE15。采用标准二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源。流量范围：0～1.2m3/h；精度：1.0%；输出：4～20mADC。 3、执行机构 （1）电动调节阀：采用ZDYP超小型单座电动调节阀，用来对控制回路的流量进行调节。 （2）水泵：本装置采用磁力驱动泵，型号为MP-55RM及MP-15RM，其中MP-55RM的进口直径：25㎜，出口直径：25㎜，流量为60升/分，扬程为4米，功率为90W；MP-15RM的进口直径为25mm ;出口直径：25㎜，流量为8升/分，扬程为2.4米，功率为10W 。此装置两只磁力驱动循环泵均接为单相变频220V输出驱动控制，分别为两条水路供水。 （3）单相电加热环：本装置中采用的是一根功率为1000W电加热环，用来对锅炉的水进行加温，加热环的电阻值约为50Ω左右。 （4）全隔离单相交流调压模块：本装置采用了全隔离单相交流调压模块，来实现温度的连续控制.它是