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2025年3月20日

過程控制綜合實驗裝置,過程控制綜合實訓(xùn)設(shè)備

SBGC-1過程控制綜合實驗裝置

一、概述：

過程控制綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對其進(jìn)行測量、控制，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實驗設(shè)備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實際，使用安全，運行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，性價比優(yōu)越。本裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實際工業(yè)現(xiàn)場使用的控制手段，采用聲光報警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口。

1、功能：

(1)、可滿足"自動調(diào)節(jié)原理"，"過程控制"，"控制儀表"，"自動檢測技術(shù)與傳感器","計算機(jī)"及相關(guān)課程的教學(xué)實驗需求；

(2)、DCS和過程控制分時使用，互相不干擾。

2、技術(shù)支持：

公司依托浙江大學(xué)強(qiáng)大的技術(shù)支持，擁有過程控制實驗裝置的自主開發(fā)能力。結(jié)合控制領(lǐng)域的新理論、新方法，公司將源源不斷研制和創(chuàng)新實驗設(shè)備，開發(fā)各種先進(jìn)控制算法，以適應(yīng)高校教學(xué)實驗改革，滿足現(xiàn)代化教育發(fā)展的需要，促進(jìn)向更高層次發(fā)展。

公司倡導(dǎo)誠信服務(wù)，竭力做好客戶服務(wù)和技術(shù)支持工作。通過直觀真實的實驗，使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解過程控制系統(tǒng)的特性，學(xué)習(xí)掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點：(以實際生產(chǎn)為準(zhǔn))

1、外形結(jié)構(gòu)：

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)示意圖

4、設(shè)備特點：

（1）、分體式設(shè)計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,DDC控制無線網(wǎng)絡(luò)組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。設(shè)備可以實現(xiàn)多臺電腦控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制.

（2）、三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。

（3）、實驗柜完全敞開設(shè)計，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。

（4）、人性化設(shè)計，配有儲水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強(qiáng)度。為實驗文明操作提供條件。

（5）、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結(jié)實基礎(chǔ)。

（6）、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。

（7）、開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗證、可根據(jù)記錄的實時曲線進(jìn)行理論分析等。

（8）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)

A、加熱電路加有保險管進(jìn)行過載保護(hù)；

B、鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。

（9）、電源保護(hù)措施

A、加有電流型漏電保護(hù)器，防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。

B、各控制電路加有保險管，有效保護(hù)器件因過載造成損壞。

（10）、電源啟�？刂品绞�；采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。

（11）、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾；

A、各種電源及各種儀表的可靠的保護(hù)功能

B、各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問題。

C、實驗強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。

三、技術(shù)參數(shù)與要求:

1、供電電源

單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統(tǒng)必需接地良好。

2、實驗室應(yīng)有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米

3、系統(tǒng)儀表的輸入、輸出信號符合IEC標(biāo)準(zhǔn)

（1）變送器電流源信號：4-20mADC。

（2）儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）

4、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。

5、上位計算機(jī)組態(tài)軟件

應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的實驗系統(tǒng)。運行環(huán)境要求，參見MCGS用戶指南�？梢越M成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機(jī)可以控制十幾臺學(xué)生機(jī),實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

四、系統(tǒng)配置

執(zhí) 行機(jī) 構(gòu)

名稱

單位

數(shù)量

技術(shù)參數(shù)

型號

產(chǎn)地

智能電動調(diào)節(jié)閥

只

電動調(diào)節(jié)閥是新一代超小型電子式一體化直行程電動調(diào)節(jié)閥。采用精小型電動執(zhí)行器伺服放大器，它以220V交流電源為驅(qū)動電源，輸入標(biāo)準(zhǔn)的4～20mADC控制信號，經(jīng)伺服放大器控制，使電機(jī)帶動減速器運行而產(chǎn)生軸向推力，使閥芯移動，改變閥門的開度，達(dá)到對液位，流量等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)自動控制的目的。超小型直行程單座電動調(diào)節(jié)閥。廣泛應(yīng)用于電力、暖通中央空調(diào)、冶金、輕工等行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)，更適用于高校教學(xué)和科研設(shè)備。閥體為鑄鐵材質(zhì)，閥芯為不銹鋼材質(zhì)，國標(biāo)法蘭安裝，DC4～20mA電流信號控制，工稱通徑DN15。該調(diào)節(jié)閥為直行程氣動控制調(diào)節(jié)閥，具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點。由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門定位器，閥門定位器驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，使用和校正都非常方便；進(jìn)口閥門定位器帶HART通信功能，可與HART手持操作器進(jìn)行通訊。電源為單相220V，控制信號為4～20mADC或1～5VDC，輸出為4～20mADC的閥位信號，使用和校正非常方便。

QSTP-16K

上海江浪

磁力泵

臺

本裝置采用磁力驅(qū)動是泵，流量為30升/分，揚(yáng)程為8米，功率為180W。泵體完全采用不銹鋼材料。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動泵,一只為二相380V恒壓驅(qū)動，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動。

上海西山MP-55R-220

上海西山MP-55R-380

上海

交流變頻控制

臺

1、交流變頻器電壓和功率范圍：

2、200-240 V，± 10%，單相交流，0.75KW；

FR-D720S-0.4Kw-CHR

三菱

單相可控硅裝置

套

1、輸入電壓為交流220V 50Hz，負(fù)載10A。

2、控制輸入信號為4-20mADC或0～5VDC可選。通過改變控制信號的輸入來控制強(qiáng)電的輸出，最終控制加熱管加熱。

3、移相角范圍 150°~0°。

DTY-220D25E

杭州

加熱環(huán)

只

功率：1800W，220VAC。

定制

碩博

傳感變送器

擴(kuò)散硅壓力（液位）變送器

只

4個液位變送器分別用來對三個水箱的液位進(jìn)行檢測，其量程為0～5Kpa，精度為0.5級。工作電壓為DC24v，G1/2″外螺紋。采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。

YC801

碩博

渦輪流量計及流量變送器

套

渦輪流量計分別用來對由電動調(diào)節(jié)閥控制的動力支路、采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式，工作時需提供DC24V直流電源。流量范圍：0～1.2m3/h；精度：1.0%；輸出：4～20mA。

LMGY-10

合肥福斯達(dá)

電磁流量計及變送器

套

由變頻器控制的動力支路及盤管出口處的流量進(jìn)行檢測, （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。結(jié)構(gòu)小巧精致,安裝方便,精度高。

FMCLDE

合肥福斯達(dá)

控制單元

▲DDC

臺

1、模擬量輸入模塊

分辨率：16位模擬輸入范圍：±150mV、±500mV、±1V、±5V、±10V、±20mA

通道數(shù)：6路差動/2路單端或8路差動采樣頻率10KHz

2、模擬量輸入模塊

分辨率：14位模擬輸入范圍：0～20mA、4～20mA通道數(shù)：4路D/A通道需外配電源供電

3、網(wǎng)絡(luò)控制軟件：計算機(jī)控制技術(shù)現(xiàn)場總線，采用工業(yè)以太網(wǎng)IEEE802.3協(xié)議族，具有良好的開放性，共享總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以能夠相互共享資源的方式結(jié)合起來。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)具有自治特點，他們以傳輸數(shù)據(jù)和控制為目的。一個工程師站，可以控制無限個操作員站，老師可以在任何地方對他進(jìn)行監(jiān)控和控制，用密碼的形式來實現(xiàn)。

8017,8024

北京集知達(dá)

PLC-200SMART

臺

SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，繼電器型,12輸入/8輸出，EM AM06，4入2出模擬量。

PLC-200SMART

臺

智能儀表控制

臺

智能數(shù)字調(diào)節(jié)記錄儀：集信號采集、運算、控制、顯示記錄、通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、分析統(tǒng)計報表、配置、報警為一體的智能儀表，采用32M NAND Flash 作為歷史數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，還可通過CF 卡將組態(tài)設(shè)置和歷史數(shù)據(jù)保存在計算機(jī)或其他設(shè)備中，將所需要的數(shù)據(jù)永久保存。具有8路模擬量輸入、4路模擬量輸出、4路報警輸出，支持電流輸入，電壓輸入，熱電阻及熱電偶信號輸入。

AI808P

廈門宇電

▲智能制造的遠(yuǎn)程信息化系統(tǒng)

套

4路模擬量以上采集通道，多路開關(guān)量輸入和輸出。支持TCP/UDP工作方式，設(shè)備均可與PLC、組態(tài)軟件、組態(tài)屏等進(jìn)行通信，將現(xiàn)場的大量不同區(qū)域工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控，設(shè)備診斷、程序維護(hù)和故障報警等功能，為用戶提供一種簡單可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸方案。支持通過電腦客戶端、手機(jī) APP 和網(wǎng)頁遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控；支持歷史數(shù)據(jù)記錄，采集和記錄登記的監(jiān)控點的數(shù)據(jù)，并支持列表曲線的數(shù)據(jù)展示和常用的統(tǒng)計分析；接口開放，用戶可自行組態(tài)；同時開放 HTTP 接口和 SDK 接口，用戶可自行編程。

▲主機(jī)監(jiān)測單元

套

電路部分采用超薄可折疊導(dǎo)電材料技術(shù)，實時檢測主機(jī)多路運行狀況（4路以上），并且?guī)б壕э@示和報警顯示，主機(jī)檢測單元可反復(fù)折疊不損壞電路，支持手機(jī)無線采集數(shù)據(jù)。不推薦手機(jī)數(shù)據(jù)線導(dǎo)入數(shù)據(jù)模式、不推薦WIFI及藍(lán)牙等手機(jī)數(shù)據(jù)接受模式。

碩博

▲過程控制仿真實驗箱

套

要求采用牛頓遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊，D/A8024模塊4路模擬輸出4~20mA電流，A/D8017模塊8路模擬輸入1~5V。采用智能調(diào)節(jié)器（精度：0.2級輸出：4～20mA）。（1）仿真系統(tǒng)模擬工業(yè)生產(chǎn)過程的四大熱工參數(shù)，包括液位對象，溫度對象，流量對象，壓力對象，無縫對接“過程控制實驗裝置”的控制系統(tǒng)，能夠完成基本對象特性測試、單閉環(huán)控制、串級控制、前饋反饋控制、流量比值控制等實驗，可以替代被控對象。

（2）仿真軟件要求在軟件設(shè)計有原理結(jié)構(gòu)圖，具有可開發(fā)性。同時要求可開放源代碼給學(xué)校，供學(xué)生自己研究和設(shè)計，既滿足基本教學(xué)同時也可作為研究創(chuàng)新平臺使用。

（3）要求提供流量和液位單回路、比值控制、串級控制系統(tǒng) 3 種實驗的Simulink 控制軟件建模界面和響應(yīng)曲線。

（4）軟件具有以下界面圖：

1）單容水箱建模界面圖；

2）單容水箱建模響應(yīng)曲線圖；

3）單容水箱控制界面圖；

4）單容水箱液位控制響應(yīng)曲線；

5）比值流量實物控制圖；

6）比值流量控制響應(yīng)曲線；

7）比值流量仿真圖；

8）比值流量仿真響應(yīng)曲線；

9）上下水箱串級實物控制圖；

10）上下水箱串級液位控制響應(yīng)曲線；

11）上下水箱液位串級模型仿真圖；

12）上下水箱串級液位仿真響應(yīng)曲線；

13）上水箱液位流量串級實物控制圖；

14）上水箱液位流量串級試驗曲線；

15）上水箱液位流量串級仿真圖；

16）上水箱液位流量串級仿真響應(yīng)曲線。

其它設(shè) 備

實驗用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱

只

1、采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃由幾部分組成，工作槽需要穩(wěn)定；

2、水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力變送器，對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。水箱上部全部帶開口，方便清洗。上水箱半徑：11cm，高度30cm；下水箱半徑:12.5cm，高度30cm。

YCCD-1

碩博

不銹鋼溫控實驗箱

只

由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置，也防止溫度干燒。

YCCD-2

碩博

不銹鋼儲水箱

只

內(nèi)有獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便，采用1.5厚304不銹鋼板制成，容量為150L以上,儲水箱內(nèi)部有過濾網(wǎng)罩，如果要清洗水箱內(nèi)部的污垢可以把過濾網(wǎng)罩卸下來，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。水箱的上部和底部裝須有注水不銹鋼閥門和不銹鋼排水閥門，方便實驗用水的更換。

YCCD-3

碩博

電磁閥

套

電磁閥安裝在電動調(diào)節(jié)閥的旁路，電磁閥工作壓力：最小壓力為0kg/cm2，最大壓力為10kg/cm2；工作溫度：－5～60℃。工作電壓交流220v。

2W系列

溫州德力西

接觸器

只

220V交流接觸器

CJX2-09

正泰

盤管

只

模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，在盤管上有三個不同的溫度檢測點，它們的滯后時間常數(shù)不同，在實驗過程中可根據(jù)不同的實驗需要選擇不同的溫度檢測點。盤管的長度為20米，直徑為DN15.盤管的出水通過手動閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽。

YCCD-4

碩博

閥門

只

整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，其中儲水箱底部裝有出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。

DN15

永德信不銹鋼球閥

實驗對象：不銹鋼支架

套

1、304不銹鋼管焊接而成；

2、尺寸：1.8×0.8×1.8（m），承重250kg，結(jié)構(gòu)為全不銹鋼焊接框架結(jié)構(gòu)。1800mm（高）×2000mm（長）×800mm（寬）；采用全開放式設(shè)計，美觀大方，操作維護(hù)方便。

YCCD-5

碩博

鍋爐

套

需有1800w二相電加熱管加熱的常壓加熱爐，容量為1升。包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由304不銹鋼精制而成，主要完成相關(guān)的溫度實驗。做溫度實驗時，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度，可完成溫度的定值控制、串級控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實驗�？刂凭仍谡`差5%以內(nèi)。

YCCD-6

碩博

控制系統(tǒng)實驗平臺

套

實訓(xùn)操作臺架：外型尺寸為1730mm×730mm×1650mm（長*寬*高），實訓(xùn)操作臺架為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，操作面具有防火、防水、耐磨高密度板, 尺寸為于1730×380mm（長*寬），結(jié)構(gòu)堅固；臺架下半部設(shè)有兩個大抽屜、柜門。操作面中不低于1250mm×300mm（長*寬）面積用于安裝電源控制屏。臺架底部設(shè)有4—6個萬向輪。

（3）提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)及I/O信號接口面板：所有信號采用國際標(biāo)準(zhǔn)的IEC信號。提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口有三相可控硅移相調(diào)壓裝置1只、提供電動調(diào)節(jié)閥1只、提供三相不銹鋼磁力泵2只（變頻泵1只、恒壓泵1只）、提供電磁閥標(biāo)識1只、提供智能電動球閥1只、提供變頻器輸入及輸出接口及三相電加熱管組成，另外電加熱鍋爐帶有防干燒保護(hù)設(shè)備、磁力驅(qū)動泵防反轉(zhuǎn)裝置。各傳感器接口有液位變送器3只，提供溫度傳感器6只、提供渦輪流量傳感器2只、提供電磁流量計1只、提供壓力變送器1只。以上提供的各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號在面板上的插座設(shè)計體現(xiàn)，便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。