HL-GCK12过程控制实训装置

一、系统简要描述

整套系统分为：上位控制层系统，实验对象层，检测传感、变送、执行设备，上位控制软件四部分。系统特点:整套系统安放在可移动的实验台桌上，小巧且实验装置占地面积小。

1、上位控制层系统：DDC控制系统。

2、实验对象层系统：

控制对象：由铝合金框架安装、外置不锈钢储水箱、有机玻璃双容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器、铝塑复合管路、不锈钢等组成。

1.标准铝型材安装框架：标准PPR铝塑管安装有机玻璃双容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器。安装底板铺设间隔铝合金可安装检测传感执行装置、管路等。

2.实验台桌：实验台桌上安放控制对象;

3.外置不锈钢储水箱及水泵安装在带可移动脚轮的框架上（由铝合金框架制作的），作为一体。水泵同控制对象管路系统相连便可实验。

4.有机玻璃双容串接水箱：

①有机玻璃双容串接水箱：由有机玻璃制作，上水箱、下水箱双容串接安装，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器接口

5、带夹套的不锈钢常压加热锅炉容器：

内胆Φ100×500（通动态被加热水），带单相1.5KW电加热管，夹套Φ150×400，内胆安装Pt100温度传感器。

系统动力：功率可调的不锈钢循环水泵:可组成不锈钢泵＋电动调节阀＋涡轮流量计的动力流量调节系统，也可组成不锈钢泵＋变频器＋涡轮流量计的动力流量调节系统。单相可控硅SCR移相调压装置、单相电加热管组成锅炉加热动力系统。

检测传感器、执行机构：

² 流量传感器：涡轮流量计＋流量变送仪。

² 液位传感器：扩散硅液位传感器二个，分别用于检测上下两个水箱的液位。另外加热锅炉容器上还加一个扩散硅压力传感器，做恒压供水实验时检测容器压力。

² 温度传感器：Pt100热电阻传感器一个，Pt100热电阻温度变送器一个。用于检测带夹套的不锈钢常压加热锅炉的内胆温度。

² 压力传感器：扩散硅压力传感器一个。用于检测加热锅炉容器压力实验时的动态压力。

² 变频调速器：三菱变频调速器一个。用于调节变频动力支路的供水压力及流量。

² 电动调节阀：全不锈钢电动调节阀一个。用于调节电动调节阀动力支路的供水压力及流量。

二、上位过程控制系统

上位控制操作/实验面板：铝面板喷塑结构。

强电控制面板：装有漏电保护空气开关、电流型漏电保护器，充分考虑人身安全保护；配置电源启动控制回路和多组保险丝，同时每一组强电输出都有开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相电压表、指示灯，直观，强电信息一目了然；装有变频器及其控制接口面板，方便变频器熟悉、操作和应用。

控制器面板：变频控制器面板、DDC控制面板。

信号接口面板：控制对象中的信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成不同的控制系统。实验者通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线，以完成过程控制各类实验。

三、HLK-1上位过程控制系统基型配置：

1）DDC控制系统

DDC控制系统一般有两种形式，一种采用外部数据采集模块的形式，其核心为带RS485通讯的数据采集模块和计算机算法软件；外部数据采集模块由于安装方便，同时就地安装时采用通讯方式向计算机送数据不存在信号衰减。

在控制台直接装有数据采集模块，同时利用工控软件MCGS中强大的算法组态功能，便捷的组建一个带人机界面的DDC控制系统。在DDC系统中提供开放的算法软件供实验和算法编程参考，方便实验教学和工程人才培养。

四、过程控制实验装置配置清单

表1 过程控制实验对象（一套）

表2：控制实验台硬件配置表

表3：软件清单

五、HLK-1型过程控制系统实验项目

一阶单容水箱对象特性测试实验

二阶双容水箱对象特性测试实验

加热水箱温度特性测试实验

加热水箱温度二位式控制实验

单容水箱液位PID控制实验

双容水箱液位PID整定实验

加热水箱温度PID控制实验

短滞后温度PID控制实验

电磁流量PID控制实验

双容水箱液位串级控制实验