中冶南方集团-TW-CK09型历程控制综合实验装置系统

一、系统简要形貌

整套系统分为：上位控制层系统，实验工具层，检测传感、变送、执行装备，上位控制软件四部分。系统特点:整套系统安顿在可移动的试验台桌上，小巧且试验装置占地面积小。

1、上位控制层系统：①、智能仪表控制�？�；②、PLC控制系统；③DDC控制系统。

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2、实验工具层系统：

控制工具：由铝合金框架装置、外置不锈钢储水箱、有机玻璃三容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器、铝塑复合管路、不锈钢等组成。

1.标准铝型材装置框架：标准PVC铝塑管装置有机玻璃三容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器。装置底板铺设距离铝合金可装置检测传感执行装置、管路等。

2.实验台桌：实验台桌上安顿控制工具;

3.外置不锈钢储水箱及水泵装置在带可移动脚轮的框架上（由铝合金框架制作的），作为一体。水泵出水口带快插讨论，水泵同控制工具管路系统相连便可实验。

4.有机玻璃三容串接水箱：

①有机玻璃双容串接水箱：由入口有机玻璃制作，上水箱、中水箱、下水箱、上中下水箱三容串接装置，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器接口

5、带夹套的不锈钢常压加热锅炉容器：

内胆Φ100×500（通动态被加热水），带单相1.5KW电加热管，夹套Φ150×400，内胆装置Pt100温度传感器。

系统动力：功率可调的不锈钢循环水泵:可组成不锈钢泵＋电动调理阀＋涡轮流量计的动力流量调理系统，也可组成不锈钢泵＋变频器＋涡轮流量计的动力流量调理系统。单相可控硅移相调压装置、单相电加热管组成锅炉加热动力系统。

检测传感器、执行机构：

?流量传感器：涡轮流量计＋流量变送仪。

?液位传感器：扩散硅液位传感器三个，划分用于检测上中下三个水箱的液位。另外加热锅炉容器上还加一个扩散硅压力传感器，做恒压供水实验时检测容器压力。

?温度传感器：Pt100热电阻传感器一个，Pt100热电阻温度变送器一个。用于检测带夹套的不锈钢常压加热锅炉的内胆温度。

?压力传感器：扩散硅压力传感器一个。用于检测加热锅炉容器压力实验时的动态压力。

?变频调速器：西门子变频调速器一个。用于调理变频动力支路的供水压力及流量。

?电动调理阀：全不锈钢电动调理阀一个。用于调理电动调理阀动力支路的供水压力及流量。

二、TW-CK09系列上位历程控制系统

（1）TW-CK09上位控制操作/实验面板

TW-CK09上位控制操作/实验台同实验工具装置一体制作装置。上位上位控制操作/实验台装置在铝合金实验台桌上方。

（2）TW-CK09上位控制操作/实验面板

上位控制操作/实验面板：钢制喷塑结构。

强电控制面板：装有泄电�；た掌亍⒌缌餍托沟绫；て�，充分思量人身清静�；�；设置带钥匙的电源启动控制回路和多组包管丝，同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，包管装备清静，操作控制便捷；装有分相电压表、指示灯，直观，强电信息一目了然；装有变频器及其控制接口面板，利便变频器熟悉、操作和应用。

控制器面板：变频控制器面板、智能仪表控制面板。

信号接口面板：控制工具中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成差别的控制系统。实验者通过清静型接插式导线将实验板与信号板之间举行差别的配线，以完成历程控制种种实验。

三、TW-CK09上位历程控制系统基型设置：

1）S7-200PLC控制系统

随着科技的生长，PLC纵然是Micro PLC，也可以胜任多种控制使命。本产品提供的PLC控制系统主机选用西门子的S7200系列，主要展示小型（Micro）PLC在知足小规模的控制使命中的完善体现，为作育工程化人才提供更多更强的实验平台。

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2）智能仪表控制系统

仪表控制系统焦点为带通讯功效的种种仪表，仪表内集成了种种算法，凭证现场情形整定仪表控制算法的州参数，抵达控制效果。同时带通讯功效的仪表与上位盘算机的软件平台通讯。仪表州参数和历程值进入软件平台（一样平常为工控组态软件）的数据库，再加上组态的流程画面和操作界面，可以利便在上位盘算机整定参数，对历程值举行纪录剖析。

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3）DDC控制系统

DDC控制系统一样平常有两种形式，一种接纳外部数据收罗�？榈男问�，其焦点为带RS485通讯的数据收罗�？楹团趟慊惴ㄈ砑�；另一种接纳工控机和ISA或PCI插槽的数据收罗板卡。外部数据收罗�？橛捎谧爸美�，同时就地装置时接纳通讯方法向盘算机送数据不保存信号衰减，因此本产品接纳第一种方法的应用。用户可凭证自己学校的现真相形选用第二种方法的应用（例如研华A/D、D/A、采样板卡）。

在控制台直接装有数据收罗�？�，同时使用工控软件MCGS中强盛的算法组态功效，便捷的组建一个带人机界面的DDC控制系统。在DDC系统中提供开放的算法软件供实验和算法编程参考，利便实验教学和工程人才作育。

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四、TW-CK09型历程控制实验装置设置清单

表1 TW-CK09型历程控制实验工具（一套）

序号

名 称

功 能

型号

材质

数目

1

标准实验台桌

标准铝合金实验台桌上安顿控制工具

TW-CK09

铝合金

1套

2

标准框架及标准不锈钢装置底板

标准框架装置有机玻璃三容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器，利便装置牢靠铝合金支持框架、检测传感执行装置、管路等。

TW-CK09

铝合金

1套

3

电加热常压锅炉压力容器

由不锈钢内胆加温筒（带220V 1.25KW入口不锈钢电加热管）和关闭式带保温不锈钢夹套组成

TW-CK09

关闭式带保温不锈钢夹套（1.5mm304不锈钢）

不锈钢内胆加温筒(1.5mm304不锈钢)

1

4

水箱

储水箱（由1.5mm厚不锈钢镜面板制作）可移动

TW-CK09

不锈钢（2个通道）

1

有机玻璃上小水箱

TW-CK09

底板20mm入口有机玻璃板

侧板8 mm入口有机玻璃板

有机玻璃水箱前面直接刻有液位标尺；

1

有机玻璃中小水箱

TW-CK09

底板20mm入口有机玻璃板

侧板8 mm入口有机玻璃板

有机玻璃水箱前面直接刻有液位标尺；

1

有机玻璃下小水箱

TW-CK09

底板20mm入口有机玻璃板

侧板8 mm入口有机玻璃板

有机玻璃水箱前面直接刻有液位标尺

1

5

水泵

接纳德国入口低噪不锈钢静音泵（扬程15米）

功率0.37KW，扬程15米,最大流量0.80-0.85立方米每小时

2

6

温度传感器

Pt100热电阻

Pt100

4个

7

温度变送器

Pt100热电阻标准信号转换

Pt100

输出4-20mA标准信号

4个

8

压力液位传感器

扩散硅压力/液位变送器

4-20mA标准信号输出，0.5级丈量精度

3个

9

涡轮流量计及变送器

额定流量0.28-0.30T/h，丈量精度±1.0％，4-20mA标准信号输出；

2个

10

电动调理阀

额定流量为0.28-0.30立方米每小时， 4-20mA信号输入；

1

11

电磁阀

使用压力规模为0-7㎏/㎝3，事情温度为-5--80℃；

1

12

电加热控制器

可控硅移相调压装置

1个

13

换热器（纯滞后盘管）

纯滞后盘管盘长20m，上有三个测温点，纯滞后时间常数可变

温度工具

1

表2：智能仪表控制实验台硬件设置表

序号

硬件型号

型号

数目

1

实验控制台

1

2

钢制喷塑实验屏桌

1

3

强电控制面板

1

4

I/O信号接口控制面板

1

5

RS232/485转换器

通讯转换器

1

6

变频调速器

0.37KW

1

7

AI智能调理仪（自带Rs485通讯接口）

AI818\AI708

3

8

开关电源

24V/3A

1

9

锅炉防干烧�；て�

1

10

自锁紧讨论插座及毗连导线

1

表3  DDC上位控制系统硬件设置表

序号

硬件名称

硬件型号

数目

1

8路A/D ICP-8017

数据收罗�？�

1

2

4路D/A ICP-8024

数据收罗�？�

1

3

RS232/485转换器

通讯转换器

1

表4：西门子S7200-PLC上位控制系统硬件设置表

序号

硬件名称

硬件型号

数目

1

控制器

S7-200-CPUSR20

1

2

模拟量�？�

4AI/1A0

1

3

通讯适配器

以太网

1

表5：软件清单

序号

名 称

型号

数目

1

MCGS工控组态软件网络版

1套

2

西门子S7200PLC编程软件

Step7

1套

3

TW-CK09智能仪表控制实验软件

1套

4

S7200PLC控制系统实验软件

1套

5

DDC控制系统实验软件

五、TW-CK09型历程控制系统实验项目

1、液位控制系列实验

三容液位工具特征测试

三容液位工具的单回路PID控制

三容液位工具的位式控制

上下水箱液位的串级控制与抗滋扰性测试

中下水箱液位的串级控制与抗滋扰性测试

上、中、下水箱的三闭环液位串级控制与抗滋扰性测试

上下水箱液位双回路工具特征的获取

上下水箱液位的双回路控制

上下水箱液位的解耦控制

2、温度控制系列实验

锅炉夹套温度与内胆温度双回路工具特征的获取

锅炉夹套温度与内胆温度的双回路控制

锅炉夹套温度与内胆温度双回路的解耦控制

纯滞后盘管出口温度的工具特征测试实验

纯滞后盘管出口温度的单回路控制实验

盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级控制

盘管出口温度的单回路SMITH赔偿控制

盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级SMITH赔偿控制

盘管出口温度的单回路内�？刂�

盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级内�？刂�

3、自主设计开发控制系统实验

基于MCGS实时数据库，并借助于MCGS剧本程序规范程序，师生可自主设计开发具有小我私家创立性的控制系统，例如神经元控制、专家控制、自顺应控制等现代控制要领。

六、手艺指标

事情电源：二相三线 220V±5% 50Hz

形状尺寸： 实验台加控制工具

整机容量：<5KVA\控制信号：电压1～5

七、清静�；は低�

?锅炉加热程控�；は低�

1、锅炉加热内胆加由水位液位�；ぷ爸�，水位不抵达一定的高度，控制系统不可控制可控硅调压器事情。

2、电加热管电源控制开关接纳钥匙开关，不实验时，由西席�；ぐ才旁砍�，阻止无关职员误操作。

?电源�；げ椒�

1、加有电流型泄电�；て�。

2、两相电源加有包管管，避免断路。

?电源启�？刂品椒�；

接纳启停按钮控制接触器来控制电源的启停。

?泄电�；ぷ爸眉扒寰残院颓寰苍市�；

?种种电源及种种仪表的可靠的�；すπ�

种种电源及种种仪表的强电接纳开关控制，学生不自行接线，不保存强弱电混插的问题。

实验强电接线插头接纳关闭式结构，避免触电事故的爆发。

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