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GC-1C型过程控制实验装置
一、概述
1、过程控制综合实验装置（ProcessControl 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、压力、流量、液位等参数，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(如PID控制)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，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。本装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，并提供用户更友好的二次开发接口。
2、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”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；
3、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、产品结构与特点：
1、分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制,模拟PID控制和计算机控制组成不同的控制系统。含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。
2、二水箱配置；双路供水系统。
3、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
4、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。为实验文明操作提供条件。
5、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。精度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
6、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
7、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
8、锅炉加热程控保护系统：
（1）加热电路加有保险管进行过载保护，并具有防干烧保护功能；
（2）锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。
三、系统技术参数:
1.工作电源：单相三线 220V±5% 50Hz；
2. 整机容量：<5KVA
3.控制信号：电压0～5V；电流4～20MA;
4.外形尺寸：2000mm×730mm×1600mm
5.上位计算机组态软件
6.可以同时对三个参数进行采集，比如，一组测流量，一组测温度，一组测压力；
四、基本配置
序号 | 名 称 | 规格、参数 | 数量 | |
1 | 实训平台 | 实训对象台架全部采用不锈钢框架。 | 1套 | |
2 | 实训屏 | 提供实验所需的单相AC220V电源，总电源由带漏电保护的电网电压由一只指针式交流电压表监示。并设置有执行元件输入输出接口、模拟量信号输入输出接口。所有信号接口均采用国际标准的IEC信号接口。执行机构接口有单相可控硅移相调压装置、三相不锈钢磁力泵及电加热管组成。并将对象系统各传感器检测及执行器控制信号同面板上的插座相连，便于学生自己连线组成不同的控制系统。 | 1套 | |
3 | 控制对象 | 包括2只上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃，结构包括缓冲槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相关实验，水箱采用优质有机玻璃，水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成 不锈钢温控实验箱1只 由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器组成，加热箱内无水断电保护装置，也防止温度干烧。 | 1套 | |
4 | 智能电动调节阀 | 工作电压 24VAC，输入电流4-20mA | 1只 | |
5 | 单相 泵 | 无泄漏，低噪音，单相 220VAC，90W。 声音比较小，有利于实验室保持安静，工作的稳定性非常好。 | 1台 | |
6 | 温控调压模块+散热器 | 全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。 | 1套 | |
7 | 扩散硅压力变送器（液位） | 0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料： | 2只 | |
8 | 压力变送器 | 选0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料： | 1只 | |
9 | Pt100温度传感器及温度变送器 | Pt100：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。 | 1套 | |
10 | 涡轮流量计及流量变送器 | （1）量程：选0-1200L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.5级。 | 2套 | |
11 | PID调节器控制 | 硬件模拟PID控制挂箱由给定信号源、比例积分微分设定旋钮以及PID调节回路组成，以上组成部分均由硬件给出动作，可完成单/双闭环控制实验。 | 2台 | |
12 | 智能仪表控制系统 | AI 808P智能仪表 | 2台 | |
13 | 电磁阀 | 电磁阀作为电动调节阀的旁路，可以实现阶跃和脉冲干扰，通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。 | 1只 | |
14 | 接导 | 护套叠插式连 | 1套 |
五、PLC配置
序号 | 名 称 | 规格、参数 | 数量 | |
1 | 电脑桌 | 型材和钣金结构，用于放置计算机，下方装有万向轮。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 | 1张 | |
2 | 三相泵 | 无泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，扬程8米。 | 1台 | |
3 | 交流变频控制（西门子） | 采用西门子公司的V20 0.37KW型变频器，控制信号输入为4～20mADC或0～5VDC，交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。 | 1台 | |
4 | PLC控制系统 | 采用西门子S7-200 SMART主机CPU SR20(自带以太网通讯口)，配置一个4入/2出模拟量模块EM AM06，可完成所有单通道输出、多通道输入控制实验。 | 1套 | |
5 | 上位机软件 | 拥有完善的编程软件、过程装置管理软件及上位监控管理软件，配备MCGS工控组态软件（DEMO），单片机数据采集与算法控制软件， PLC编程软件： MCGS工控组态软件 每套过程控制实验装置需配置一台上位监控PC机，在智能仪表控制与PLC控制系统的PC机上安装有MCGS工控组态软件，能够对设定值、输出值、P、I、D及各类可写参数进行操作，观看动态变化棒图显示、测量值实时曲线等。 | 1套 | |
6 | PLC编程软件 | PLC的编程环境软件，通过通讯电缆线使PLC与计算机使用本软件建立通讯关系后，使用本软件可以对PLC的所有功能进行编程，对编写好的程序进行下装，对已运行程序进行在线编程或监控等。 | 1套 | |
7 | 电脑 | 联想I7-9700/8G/1T/2G独立显卡/ DVDRW/23.8英寸 | 1台 | 自备 |
六、系统能完成的实验项目
1、实验装置的基本操作与仪表调试
2、压力变送器的零点迁移和性能测试实验
3、单容自衡水箱的对象特性测试实验
4、双容自衡水箱的对象特性测试实验
5、温度位式控制实验（智能仪表控制、PLC控制）
6、温度连续控制实验（智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制）
7、智能仪表控制实验
8、单容水箱液位控制实验（PLC控制和模拟PID控制）
9、双容水箱液位控制实验（智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制）
10、流量定值控制实验（智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制）
11、单容水箱压力PID控制实验（智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制）
12、单回路控制系统的质量研究
13、串级控制系统连接实验
14、液位串级PID控制实验
15、计算机控制系统
16、单片机控制系统
17、PLC上下水箱液位串级控制实验——利用通讯电缆、MCGS组态软件
18、液位流量串级控制实验——利用通讯电缆、MCGS组态软件
