TW-CK12 高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置

一、系統(tǒng)概述

       “TW-CK12 高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”是從高校自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求出發(fā)，采用代表自動(dòng)化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出來(lái)的進(jìn)行通訊和遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝置。

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       “TW-CK12型高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”是由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)和對(duì)象系統(tǒng)組成。該對(duì)象系統(tǒng)在管道中采用電磁閥替代SYGCS-68E型中的手閥控制各管道的連接，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)根據(jù)采集參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制或者上位機(jī)中進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊人為控制，為實(shí)現(xiàn)DCS的多種控制策略，系統(tǒng)中上水箱壓力變送器（上水箱液位）采用總線(xiàn)采集參數(shù)“變送器采用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過(guò)總線(xiàn)供電，不需要另外接工作電源）”。

1、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)硬件

除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：

(1) SIEMENS 315-2DP CPU一個(gè)（含MMC卡）

(2) SIEMENS電源模塊一個(gè)

(3) PA Coupler 耦合器一個(gè)

(4) 8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個(gè)

(5) 4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個(gè)

(6) 變頻器一個(gè)

(7) DP通訊線(xiàn)和DP接頭若干

(8) MPI-USB通訊線(xiàn)一條

2、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)軟件

采用SIEMENS WINCC軟件監(jiān)控、SIEMENS STEP7編程

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

    能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程變量數(shù)字化采集,實(shí)現(xiàn)從過(guò)程變量的現(xiàn)場(chǎng)采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸,可完成DCS分布控制系統(tǒng)架構(gòu)。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

四、控制對(duì)象

（一）、系統(tǒng)組成

1. 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱；上、中、下三個(gè)串接有機(jī)玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）和鋁塑盤(pán)管組成。

系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅(qū)動(dòng)泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計(jì)等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計(jì)等組成。

整套對(duì)象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對(duì)象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。

2. 對(duì)象系統(tǒng)中的各類(lèi)檢測(cè)變送及執(zhí)行裝置

(1) 擴(kuò)散硅壓力變送器三只：分別檢測(cè)上水箱、中水箱、下水箱液位；

(2) 渦輪流量計(jì)三只：分別檢測(cè)兩條動(dòng)力支路及盤(pán)管出水口的流量；

(3) Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來(lái)檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤(pán)管（三只）及上水箱出水口水溫；

(4) 控制模塊：包含電磁閥21只、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一個(gè)、可控硅溫度控制模塊一只；

(5) 三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動(dòng)泵、220V循環(huán)泵。

（二）、系統(tǒng)主要特點(diǎn)

1. 被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)

2. 執(zhí)行器中既有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥儀表類(lèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻器等電力拖動(dòng)類(lèi)執(zhí)行器

3. 系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動(dòng)外，還可在對(duì)象中通過(guò)電磁閥制造各種擾動(dòng)

4. 一個(gè)被調(diào)參數(shù)可用不同的動(dòng)力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線(xiàn)路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣

5. 能進(jìn)行多變量控制系統(tǒng)及特定的過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

（三）、系統(tǒng)總貌圖

五、配置清單

 六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)