PCS-C Versuchsausrüstung für Prozessleitsysteme

Ⅰ.Geräteübersicht

Diese Versuchsanlage für Prozessleitsysteme besteht aus vier Teilen: oberes Steuerungssystem, Versuchsobjektebene, Erfassungssensor, Übertragung, Ausführungsausrüstung und obere Steuerungssoftware. Systemmerkmale: Das gesamte System ist auf einem mobilen, kompakten Prüfstand untergebracht, sodass das Prüfgerät nur wenig Stellfläche beansprucht.

1. Oberes Steuerungssystem:

① Intelligentes Instrumentensteuerungsmodul; ② DDC-Steuerung; ③ SPS-Steuerung;

2. Versuchsobjektebene:

Ⅱ.Versuchselemente dieser Versuchsanlage für Prozessleitsysteme:

1. Experiment zur Kennlinie eines Wassertanks mit einfacher Kapazität;

2. Experiment zur Kennlinie eines Wassertanks mit doppelter Kapazität;

3. Experiment zur Durchflusskennlinie eines elektrischen Ventils;

4. Experiment zur Einkreisregelung;

5. Experiment zur Füllstandsregelung eines elektrischen Regelventilzweigs mit einfacher Kapazität;

6. Versuch zur Regelung des Flüssigkeitsstands im oberen Wasserbehälter mit doppelter Kapazität;

7. Versuch zur Durchflussregelung am Zweig eines elektrischen Regelventils;

8. Versuch zur Temperaturregelung;

9. Versuch zur Durchflussregelung;

10. Versuch zur Druckregelung;

11. Versuch zur Kaskadenregelung im oberen Wasserbehälter mit doppelter Kapazität;

12. Kaskadenregelung des Flüssigkeitsstands im unteren Wasserbehälter und des Durchflusses am elektrischen Regelventil;

13. Versuch zur Regelung des Flüssigkeitsstands im Zweig eines Frequenzumrichters mit einfacher Kapazität;

14. Versuch zur Regelung des Flüssigkeitsstands im Zweig eines Frequenzumrichters mit drei Kapazitäten;

15. Versuch zur Durchflussregelung am Zweig eines Frequenzumrichters

16. Versuch zur Temperaturregelung der Kesselauskleidung

Ⅲ. Technische Daten

(1) Stromversorgung

Dreiphasige Wechselstromversorgung: 380 V ± 10 %, 50 Hz ± 5 %, 16 A. Das System muss gut geerdet sein.

(2) Die Ein- und Ausgangssignale der Systeminstrumente entsprechen den IEC-Normen.

Stromquellensignal des Senders: 4–20 mA ADC.

Abtastung des Instruments: 1–5 V (250 Ω) / 0,2–1 V (50 Ω).

(3) Das System verfügt über eine linear geregelte Gleichstromversorgung (24 VDC/1 A).

(4) Konfigurationssoftware für den Hostcomputer.

Das Versuchssystem wurde mit der chinesischen industriellen Steuerungskonfigurationssoftware MCGS (Monitor and Control Generated System) entwickelt.

(5) Gerätegröße: 1620 × 700 × 1900 mm

IV. Systemaufbau und -beschreibung

(I) Kontrollobjekt: Es besteht aus einem Aluminiumprofil-Montagerahmen, einem externen Edelstahl-Wasserspeichertank, einem Plexiglas-Dreitank-Wassertank, einem ummantelten Edelstahl-Atmosphärendruckkessel, Edelstahl-Rohrleitungen und weiteren Objekten.

1. Standard-Aluminiumprofil-Montagerahmen: Europäischer Standard-40x40-Aluminiumprofil-Plexiglas-Dreitank-Wassertank, ein ummantelter Edelstahl-Atmosphärendruckkessel. Die Edelstahl-Tischplatte kann auf der Bodenplatte montiert werden, um den Sensor, den Aktuator, die Rohrleitungen usw. zu montieren.

2. Experimentiertisch: Das Kontrollobjekt wird auf dem Experimentiertisch platziert.

3. Externer Edelstahl-Wassertank und Wasserpumpe. Der gesamte Rahmen ist auf fahrbaren Rollen montiert. Der Wasserpumpenausgang ist mit einem Schnellverschluss ausgestattet, und die Wasserpumpe kann für Experimente an das Rohrleitungssystem des Kontrollobjekts angeschlossen werden.

4. Dreitank-Wassertank aus organischem Glas:

① Zweitank-Wassertank aus organischem Glas: Hergestellt aus importiertem organischem Glas. Oberer, mittlerer und unterer Wassertank (Länge 200 x Breite 200 x Höhe 400 mm), mittlerer Wassertank (Länge 200 x Breite 200 x Höhe 400 mm), unterer Wassertank (Länge 200 x Breite 200 x Höhe 400 mm). Oberer, mittlerer und unterer Wassertank sind in Reihe angeordnet. Jeder Wassertank ist mit einem Überlaufrohr, einem unteren Ablassrohr und einem Ventil sowie einer Schnittstelle für einen Drucksensor ausgestattet.

5. Edelstahl-Normaldruck-Heizkessel mit Mantel:

Innentank Φ100 x 500 (durch dynamisch erwärmtes Wasser), mit einphasigem 1,8-kW-Elektroheizrohr, Mantel Φ150 x 400 (mit Isolierwatte). Der Heizkessel ist vollständig geschlossen (kann nicht nur für Temperatur-, sondern auch für Druckexperimente verwendet werden). Pt100-Temperatursensor Der Sensor ist im Innentank installiert.

Systemleistung: Leistungsregulierbare dreiphasige Umwälzpumpe aus Edelstahl. Diese kann aus einer Edelstahlpumpe, einem elektrischen Regelventil und einem elektromagnetischen Durchflussmesser oder einer Edelstahlpumpe, einem Frequenzumrichter und einem elektromagnetischen Durchflussmesser bestehen.

Das Temperatur- und Spannungsregelmodul sowie der Heizkörper bilden das Heizsystem des Kessels: ein vollständig isoliertes einphasiges AC-Thyristor-Spannungsregelmodul; Steuersignal: 4–20 mA DC. Heizringleistung: 1800 W, 220 V AC.

(II) Erfassungssensoren und -aktoren:

1. Durchflusssensor: elektromagnetischer Durchflussmesser + Durchflusstransmitter. Ausgestattet mit einem elektromagnetischen Durchflusstransmitter von Cao Xin Instrument, Nenndurchfluss 0,2–1,2 m³/h, Messgenauigkeit ±1,0 %, 4–20 mA Standardsignalausgang;

2. Füllstandssensor: Drei diffuse Silizium-Füllstandssensoren erfassen den Füllstand im oberen, mittleren und unteren Wassertank. Zusätzlich ist ein diffuser Silizium-Drucksensor im Heizkesselbehälter angebracht, um den Behälterdruck während des Versuchs mit konstantem Druckwasser zu erfassen. Hauptsächlich ausgestattet mit einem Füllstandstransmitter von Cao Xin, 4–20 mA Standardsignalausgang, 0,5-facher Füllstandsmessgenauigkeit, breitem Anwendungsbereich, hoher Präzision, hoher Temperaturbeständigkeit, hoher Zuverlässigkeit, exquisiter Konstruktion, einfacher Installation und geringer Nullpunktdrift.

3. Temperatursensor: Zwei Pt100-Wärmewiderstandssensoren und zwei Pt100-Wärmewiderstands-Temperaturtransmitter. Zur Erfassung der Innentanktemperatur eines Edelstahl-Atmosphärendruck-Heizkessels mit Doppelmantel.

4. Frequenzumrichter: Ein Mitsubishi FR-D720S-0.4K-CH Frequenzumrichter. Zur Regelung von Wasserversorgungsdruck und -durchfluss im Frequenzumrichter-Leistungszweig.

5. Elektrisches Steuerventil: Konfigurieren Sie ein Wanxun-Steuerventil mit einem Nenndurchfluss von 0,28–0,30 Kubikmetern pro Stunde und einem 4–20-mA-Signaleingang. Es dient zur Einstellung des Wasserversorgungsdrucks und des Durchflusses des elektrischen Steuerventil-Stromzweigs.

Ⅴ. PCS-C Prozessleitsystem

1. Aufbau des GLGK-2-Steuerpults:

Das GLGK-2-Steuerpult wird als Ganzes mit dem Versuchsobjekt hergestellt und installiert. Es ist über dem Versuchstisch aus Aluminiumlegierung montiert.

2. PCS-C-Versuchspanel für die obere Steuerung

Versuchspanel für die obere Steuerung: Stahlkonstruktion mit Spritzbeschichtung.

Hochspannungs-Steuerpult: Ausgestattet mit einem Leckageschutzschalter und einem Leckageschutz zur Gewährleistung des Personenschutzes. Es verfügt über einen schlüsselbetriebenen Startschaltkreis und mehrere Sicherungsgruppen. Jede Gruppe von Hochspannungsausgängen ist mit Sicherungen zum Schutz und zur Steuerung ausgestattet, um die Sicherheit der Anlage sowie eine komfortable Bedienung und Steuerung zu gewährleisten. Ausgestattet mit einem Phasenteiler-Voltmeter und einer Kontrollleuchte, bietet es intuitive Hochspannungsinformationen auf einen Blick. Der Wechselrichter und die zugehörige Bedienoberfläche erleichtern die Einarbeitung, Bedienung und Anwendung des Wechselrichters.

Steuerpanel: Frequenzumwandlungs-Steuerpanel, Bedienpanel für intelligente Instrumente, Bedienpanel für Datenerfassungsmodule.

Signalschnittstellenpanel: Die Instrumentensignale und elektrischen Signale des Steuerobjekts werden an die Signalverdrahtungsplatine übertragen. Diese bietet Schnittstellen für AI, AO, DO und weitere Sensorerkennungs- und Aktorsteuerungssignale, sodass Studierende diese zu verschiedenen Steuerungssystemen verbinden können. Der Experimentator verwendet sichere Steckkabel, um verschiedene Verdrahtungen zwischen der Experimentierplatine und der Signalplatine vorzunehmen und so verschiedene Prozesssteuerungsexperimente durchzuführen.

VI. Einführung in die Funktionen des oberen Prozesssteuerungssystems GLGK-2:

1. S7-200 SPS-Steuerungssystem

Mit der Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie können SPS, auch Mikro-SPS, eine Vielzahl von Steuerungsaufgaben erfüllen. Der SPS-Steuerungs-Host dieses Produkts basiert auf der S7200-Serie (CPU224XP) von Siemens. Diese demonstriert die herausragende Leistungsfähigkeit kleiner (Mikro-)SPS bei der Bewältigung kleiner Steuerungsaufgaben und bietet umfassendere und leistungsfähigere experimentelle Plattformen für die Entwicklung von Ingenieurtalenten. Anwender können je nach den spezifischen Anforderungen ihrer Hochschule auch kleine SPS anderer Hersteller wählen.

2. Intelligentes Gerätesteuerungssystem

Das Herzstück des Gerätesteuerungssystems bilden verschiedene Geräte mit Kommunikationsfunktionen, darunter vor allem die intelligenten Regler AI708 und AI818. In die Geräte sind verschiedene Algorithmen integriert. Die Parameter des Gerätesteuerungsalgorithmus werden an die örtlichen Gegebenheiten angepasst, um optimale Steuerungseffekte zu erzielen. Gleichzeitig kommuniziert das Gerät mit Kommunikationsfunktion mit der Softwareplattform des Host-Computers. Die verschiedenen Parameter und Prozesswerte des Geräts werden in die Datenbank der Softwareplattform (in der Regel eine Konfigurationssoftware für industrielle Steuerungen) eingespeist. Über den Konfigurationsbildschirm und die Bedienoberfläche lassen sich Parameter auf dem Host-Computer einfach anpassen und Prozesswerte aufzeichnen und analysieren.

3. DDC-Steuerungssystem

DDC-Steuerungssysteme gibt es in der Regel in zwei Ausführungen: als externes Datenerfassungsmodul mit RS485-Kommunikation und Computeralgorithmus-Software; als Datenerfassungskarte mit Industriecomputer und ISA- oder PCI-Steckplatz. Das externe Datenerfassungsmodul ist einfach zu installieren, und es kommt bei der Datenübertragung per Kommunikation zum Computer vor Ort zu keiner Signaldämpfung. Daher basiert dieses Produkt auf der ersten Anwendungsmethode. Es umfasst hauptsächlich analoge Ein- und Ausgangsmodule vom Typ Beijing Jizhida 8017 und 8024.

Das Datenerfassungsmodul ist direkt auf der Konsole installiert. Die leistungsstarke Algorithmenkonfigurationsfunktion der Industriesteuerungssoftware MCGS ermöglicht den komfortablen Aufbau eines DDC-Steuerungssystems mit Mensch-Maschine-Schnittstelle. Das DDC-System bietet offene Algorithmensoftware für experimentelle und Algorithmenprogrammierung, die sich für die experimentelle Lehre und die Ausbildung von Ingenieuren eignet.

VII. Sicherheitsschutzsystem

(I) Schutzsystem für die Heizprogrammsteuerung des Kessels

1. Der Heizkessel ist mit einer Wasserstandsüberwachung ausgestattet. Unterschreitet der Wasserstand eine bestimmte Höhe, kann die Steuerung den Thyristor-Spannungsregler nicht mehr steuern.

2. Die Leistungssteuerung der elektrischen Heizröhre erfolgt über einen Schlüsselschalter. Außerhalb des Experiments sollte der Lehrer den Schlüssel schützen, um Fehlbedienungen durch unbefugtes Personal zu vermeiden.

(II) Maßnahmen zum Schutz der Stromversorgung

1. Ein Fehlerstromschutzschalter ist vorhanden.

2. Die zweiphasige Stromversorgung ist mit einer Sicherung ausgestattet, um Stromkreisunterbrechungen zu verhindern.

(III) Steuerung zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung;

Der Start- und Stoppschalter dient zur Steuerung des Schützes zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Stromversorgung.

(IV) Fehlerstromschutz und Sicherheitsverpflichtung;

(V) Zuverlässige Schutzfunktionen verschiedener Stromversorgungen und Geräte

1. Die hohe Stromstärke verschiedener Stromversorgungen und Geräte wird durch Schalter gesteuert. Die Schüler müssen die Kabel nicht selbst anschließen, und es besteht kein Problem mit der Vermischung von Stark- und Schwachstrom.

2. Der experimentelle Starkstrom-Stecker verfügt über eine geschlossene Struktur, um Stromschlagunfälle zu verhindern.

Synchrone PC-Version:

PCS-C  Versuchsausrüstung für Prozessleitsysteme http://german.biisun.hfcfwl.com/products/%20PCS-C-process-control-system-experimental-equipment