SKFDC-13型 过程控制系统实训对象
所属类别：过程控制系列
·设备外观
·设计简述
对象系统实验装置通过对热工四大参数（流量、压力、液位、温度）的控制，可(kě)完成《自动控制理(lǐ)论》、《过程控制》、《自动化仪表》、《集散控制》、《PLC可(kě)编程控制》、《单片机控制》、《计算机控制》等课程所开的实验项目。·主要参数
1.工作電(diàn)源: 三相四線(xiàn)380V±10％ 50Hz；2.工作环境: 温度–10℃～+40℃，相对湿度＜85％（25℃），海拨＜4000m；
3.装置容量：≤5.0KVA；
4.外形尺寸：1630mm×780mm×1850mm；
5.安全保护：具有(yǒu)接地、漏電(diàn)压、漏電(diàn)流保护，安全指标符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
本装置主要由不锈钢框架、不锈钢储水箱、三个串接有(yǒu)机玻璃水箱、3kW三相電(diàn)加热锅炉(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。供水系统有(yǒu)两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、压力仪表、電(diàn)动调节阀、交流電(diàn)磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由三相磁力驱动泵（220V变频调速，通过变频器来驱动）、涡轮流量计及手动调节阀组成。实验装置基本配置及功能(néng)如下
| 序号 | 部件名称 | 主要配置 | 数量 | 备注 |
| 1 | 液位水箱 | 包括上水箱、中水箱、下水箱，三个水箱均采用(yòng)透明优质有(yǒu)机玻璃，不但坚实耐用(yòng)，而且透明度高，便于直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均為(wèi)：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸為(wèi)：D=350mm，H=200mm。水箱结构独特，由三个槽组成，分(fēn)别為(wèi)缓冲槽、工作槽和出水槽，进水时水管的水先流入缓冲槽，出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽，这样经过缓冲和線(xiàn)性化的处理(lǐ)，工作槽的液位较為(wèi)稳定，便于观察。水箱底部均接有(yǒu)扩散硅压力传感器与变送器，可(kě)对水箱的压力和液位进行检测和变送。三个水箱可(kě)以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。 | 3个 | |
| 2 | 储水箱 | 采用(yòng)304不锈钢板制成，尺寸為(wèi)：長(cháng)×宽×高=680mm×520mm×430mm，容量為(wèi)152L，完全能(néng)满足实验的供水需要。储水箱内部有(yǒu)两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物(wù)进入水泵和管道。水箱的上部和底部装有(yǒu)注水阀门和排水阀门，方便实验用(yòng)水的更换。 | 1个 | |
| 3 | 锅炉 |
有(yǒu)3kW三相電(diàn)加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，主要完成相关的温度实验。做温度实验时，冷却层的循环水可(kě)以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都装有(yǒu)温度传感器检测其温度，可(kě)完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。 内胆尺寸：直径Φ=185mm，高度h=528mm，容积=14.2L；锅炉夹套尺寸：直径Φ=270mm，高度h=420mm，容积=9.8L。 |
1个 | |
| 4 | 盘管 | 模拟工业现场的管道输送和滞后环节，長(cháng)35米（43圈），管径15mm，在盘管上有(yǒu)三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可(kě)根据不同的实验需要选择 | 1套 | |
| 5 | 管道及阀门 |
盘管的出水通过手动阀门的切换既可(kě)以流入锅炉内胆，也可(kě)以经过涡轮流量计流回储水箱。它可(kě)用(yòng)来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。 整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，泵前采用(yòng)Φ20的管子，泵后采用(yòng)Φ16的管子，溢流管采用(yòng)Φ25的管子，所有(yǒu)的手动阀门均采用(yòng)优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可(kě)能(néng)性。有(yǒu)效提高了实验装置的使用(yòng)年限。 |
1套 | |
| 6 | 液位变送器 | 用(yòng)于对三个液位水箱的液位进行检测；材质：全不锈钢结构，铝合金外壳；量程范围：0～5KP；精度：0.5%；绝缘電(diàn)阻：≥20MΩ/50VDC；零点温度系数：±0.5%FS/10℃；稳定性：±0.5%FS/1年；输出信号：4～20mADC（两線(xiàn)制），带不锈钢隔离膜片，同时采用(yòng)信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 | 3只 | |
| 7 | 温度传感器 | 采用(yòng)Pt100铂热電(diàn)阻温度传感器，分(fēn)别用(yòng)来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（有(yǒu)3个测试点）以及上水箱出口的水温。Pt100测温范围：-200～+650℃。Pt100传感器精度高，热补偿性较好，可(kě)用(yòng)于做标准校验用(yòng)热電(diàn)阻。 | 6只 | |
| 8 | 流量变送器 | 采用(yòng)涡轮流量计，涡轮流量计的传感器部分(fēn)為(wèi)涡轮结构，是一种速度式检测仪表，用(yòng)于检测水流量的大小(xiǎo)，当流量很(hěn)小(xiǎo)时其精度也不会降低。公称通径：10毫米（管螺纹G1/2″）；量程：0～1.2m3/h；精度：1级；输出信号： 4～20mA DC（两線(xiàn)制）；供電(diàn)電(diàn)源：DC24V | 3只 | |
| 9 | 電(diàn)动调节阀 | 采用(yòng)智能(néng)直行程電(diàn)动调节阀，用(yòng)来对控制回路的流量进行调节。具有(yǒu)精度高、技术先进、體(tǐ)积小(xiǎo)、重量轻、推动力大、功能(néng)强、控制单元与電(diàn)动执行机构一體(tǐ)化、可(kě)靠性高、操作方便等优点，電(diàn)源為(wèi)单相220V，控制信号為(wèi)4～20mADC，可(kě)输出為(wèi)4～20mADC的阀位信号，使用(yòng)和校正非常方便。 | 1台 | |
| 10 | 磁力驱动泵 | 本装置采用(yòng)磁力驱动泵做為(wèi)供水系统，型号為(wèi)16CQ-8P，流量為(wèi)30升/分(fēn)，扬程為(wèi)8米，功率為(wèi)0.18KW，转速2800rpm。泵體(tǐ)完全采用(yòng)不锈钢材料，以防止生锈，使用(yòng)寿命長(cháng)。本装置采用(yòng)两只磁力驱动泵,一只為(wèi)三相380V恒压驱动，另一只為(wèi)三相变频220V输出驱动。 | 2只 | |
| 11 | 電(diàn)磁阀 | 安装在電(diàn)动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用(yòng)。電(diàn)磁阀工作電(diàn)压：220VAC；公称通径：DN15；管螺纹G1/2″ | 1只 | |
| 12 | 三相電(diàn)加热管 | 由三根1kW電(diàn)加热管星形连接而成，用(yòng)来对锅炉内胆内的水进行加温，每根加热管的電(diàn)阻值约為(wèi)50Ω左右。 | 1套 |
·实训项目
(一) 现场仪表安装与调试技能(néng)实训1.压力变送器的安装与调试
2.涡轮流量计的安装与调试
3.電(diàn)磁流量计的安装与调试
(二) 过程自动化系统的调试与运行
1.单容水箱液位定值控制系统
2.双容水箱液位定值控制系统
3.单闭环流量定值控制系统
4.锅炉内胆水温定值控制系统
5.水箱液位串级控制系统
6.下水箱液位与进水流量串级控制系统
7.单闭环流量比值控制系统
8.双闭环流量比值控制系统
9.下水箱液位的前馈-反馈控制系统
10.盘管出水口温度滞后控制系统
11.盘管出水口流量滞后控制系统
12.上水箱液位与出口温度解耦控制系统
13.系统控制程序的编写与调试
14.过程自动化系统的设计、调试与运行
