对象特性测试试验-电气与控制工程试验中心.doc

过程控制系统 THSA-1型过控综合自动化控制系统对象 实验对象总貌图如图1-1所示： 图1-1 实验对象总貌图 本实验装置对象主要由水箱、锅炉和盘管三大部分组成。供水系统有两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及手动调节阀组成。 一、被控对象 由不锈钢储水箱、（上、中、下）三个串接有机玻璃水箱、4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。 1．水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和。上、中水箱尺寸为：cm，H=20cm；下水箱尺寸为：cm，H=20cm。水箱结构独特，三个槽，分别缓冲槽工作槽出水槽。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶液位控制和双闭环、三闭环液位串级控制。储水箱不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝完全能满足上、中、下水箱的实验需要。储水箱内部有两个椭圆塑料过滤网罩，杂物进入泵。37米（43圈），用来对上、中、下水箱的液位进行检测～4～20mAPt100铂热电阻温度传感器，分别用来检测锅炉、盘管上水箱出口水温。～℃。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4～20mA电流信号。流量范围：0～1.2m3/h精度：1.0%输出：4～20mA。QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作方便等优点，电源为单相220V，控制信号mADC或1～5VDC输出4～20mADC的阀位信号，使用和校正非常方便。16CQ-8P，流量为升/分，扬程为8米，功率为180W。一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。2W-160-25 ；工作压力：最小压力为0Kg/㎝2，最大压力为7Kg/㎝2 工作温度：－5～80℃Ω左右。 THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台 “THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”主要由控制屏组件、智能仪表控制组件、远程数据采集控制组件、DCS分布式控制组件、PLC控制组件等几部分组成。 一、控制屏组件 1．SA-01电源控制屏面板 充分考虑人身安全保护，装有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器。图1-2为电源控制屏示意图。合上总电源空气开关及钥匙开关，此时三只电压表均指示380V左右，定时器兼报警记录仪数显亮，停止按钮灯亮。此时打开照明开关、变频器开关及24V开关电源即可提供照明灯，变频器和24V电。按下启动按钮，停止按钮灯熄，启动按钮灯亮，此时合上三相电源、单相Ⅰ、单相Ⅱ、单相Ⅲ空气开关即可提供相应电源输出，作为其他设备的供电电源。 图1-2 电源控制屏示意图 2．SA-02 I/O信号接口面板 该面板的作用主要是通过航空插头（一端与对象系统连接）将各传感器检测信号及执行器控制信号同面板上自锁紧插孔相连，便于学生自行连线组成不同的控制系统。 3．SA-11交流变频控制挂件 采用日本三菱公司的FR-S520S-0.4K-CH(R)型变频器，控制信号输入为4～20mADC或0～5VDC，输出用来驱动三相磁力驱动泵。SCR调压装置4～20mA标准电流信号。输出电压用来控制加热器从而锅炉温度的控制。～～～～～～-反馈实验。 图1-3 比值、前馈补偿器原理图 解耦装置 图1-4 解耦装置原理图 三、远程数据采集控制组件 远程数据采集控制即我们通常所说的直接数字控制（DDC），它的特点是以计算机代替模拟调节器进行控制，并通过数据采集板卡或模块进行A/D、D/A转换，控制算法全部在计算机上实现。在本装置中远程数据采集控制系统包括SA-21远程数据采集热电阻输入模块挂件、SA-22远程数据采集模拟量输入模块挂件、SA-23远程数据采集模拟量输出模块挂件。采用台湾鸿格ICP7000系列智能采集模块，其中I-7017是8路模拟量输入模块，I-7024是4路模拟量输出模块，I-7033是3路热电阻输入模块。ICP7000系列智能采集模块通过RS485等串行口通讯协议与PC相连，由PC中的算法及程序控制并实现数据采集模块对现场的模拟量、开关量信号的输入和输出、脉冲信号的计数和测量脉冲频率等功能。图1-5所示即为远程数据采集控制系统框图。图中输入输出通道即为ICP7000智能采集模块。关于ICP7000智能模块的具体使用请参考装置附带的光盘中的相关内容。 图1-5 远程数据采集系统框图 四、DCS分布式控制组件 分布式控制系统（DCS），国内也称为集散控制系统，它的特点是将危险分散化，而监视、操作