現場總線控制系統實驗臺,現場總線過程控制系統實驗臺
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ZR-CG04現場總線過程控制系統實訓臺
一、系統基礎簡介
"ZR-CG04高級現場總線過程控制系統實訓臺"是從高校自動化相關專業教學實訓的需求出發，應用代表自動化行業技術潮流的現場總線技術，研發出來的實行通訊和遠程控制的互聯網化和數字化實訓臺。
"ZR-CG04高級現場總線過程控制系統實訓臺"是由現場總線控制系統和對象系統包括。該對象系統在管道中應用電磁閥替代SYGCS-68E型中的手閥控制各管道的連接，可完成上位機按照收集功能數值實行自動控制或者上位機中實行鼠標點擊人為控制，為完成DCS的多種控制策略，系統中上水箱壓力變送器（上水箱液位）應用總線收集功能數值"變送器應用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊連連接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協議的壓力傳感器經過總線供電，不需要另外接作業電源）"。
1. 現場總線控制系統硬件
除電氣部分給各種作業部位件提供電源外，還有下列主要部位件：
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡）
(2) SIEMENS電源模型塊一個
(3) PA Coupler 耦合器一個
(4) 8路模仿量寫入模型塊SM331模型塊兩個
(5) 4路模仿量輸出模型塊SM332模型塊一個
(6) 變頻器一個
(7) DP通訊線和DP接頭若干
(8) MPI-USB通訊線一條
2. 現場總線控制系統系統
應用SIEMENS WINCC系統監控、SIEMENS STEP7編程
二、系統特別點
能完整的體現現場過程變量數字化收集,完成從過程變量的現場收集到上位監控的全數字化傳輸,可完成DCS分布控制系統架構。
三、系統構造
現場總線控制系統構造圖如下：
四、控制對象
一）、系統包括
1. 過程控制實訓對象系統
實訓對象系統含有有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環不銹鋼冷卻鍋爐夾套含有概括）和鋁塑盤管包括。
系統動力系統有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流ACAC）不銹鋼磁力驅動泵、電動調動閥、交流ACAC電磁閥、渦輪流量計等包括；另一套由220V循環泵、渦輪流量計等包括。
整套對象系統完全由不銹鋼材料制造，含有概括對象框體構造、管道、底層基板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2. 對象系統中的各類檢驗測量試驗變送及執行裝置
(1) 擴散硅壓力變送器三只：分別檢驗測量試驗上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2) 渦輪流量計三只：分別檢驗測量試驗兩條動力支路及盤管出水口的流量；
(3) Pt100熱電阻溫度（℃）（℃）傳感器六只：分別用來檢驗測量試驗鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4) 控制模型塊：含有電磁閥21只、電動調動閥一個、可控硅溫度（℃）（℃）控制模型塊一只；
(5) 三相380V不銹鋼磁力驅動泵、220V循環泵。
二）、系統主要特別點
1. 被調功能數值囊括了流量、壓力、液位、溫度（℃）（℃）四大熱工功能數值
2. 執行器中既有電動調動閥儀表類執行機構，又有變頻器等電力拖動類執行器
3. 系統除了能改變調動器的設定值作階躍擾動外，還可在對象中經過電磁閥制造各種擾動
4. 一個被調功能數值可用不一樣的動力源、不一樣的執行器和不一樣的工序技藝線路下可演變成多種調動線路，以利于討論、對比各種調動方案的優劣
5. 能實行多變量控制系統及特定的過程控制系統實訓
三）、"ZR-CG04型高級過程控制系統實訓臺"對象系統總貌圖
五、主要配備裝備表單
六、實訓內容
1.現場總線控制系統（FCS）的包括與認知實訓
2.下位機系統中的硬件組態和程序語言編寫
3.上位機系統中的通信建立和界面組態
4.一階單容上水箱對象特性測量試驗實訓
5.二階雙容水箱對象特性測量試驗實訓
6.上水箱液位PID整定實訓
7.串接雙容下水箱液位PID整定實訓
8.三容液位定值控制實訓
9.鍋爐內膽水溫PID控制實訓
10.鍋爐夾套水溫PID控制實訓
11.單閉環流量PID控制實訓
12.鍋爐內膽水溫位式控制實訓
13.水箱液位串級控制實訓
14.三閉環液位控制實訓
15.鍋爐夾套與內膽水溫串級控制實訓
16.鍋爐內膽水溫與水流量串級控制實訓
17.上水箱液位與進水流量串級控制實訓
18.單閉環流量比值控制實訓
19.下水箱液位前饋-反饋控制實訓
20.鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制實訓
21.溫度（℃）（℃）純滯后控制實訓
22.流量純滯后控制實訓
23.鍋爐夾套與內膽水溫解耦控制實訓
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實訓
一、系統基礎簡介
"ZR-CG04高級現場總線過程控制系統實訓臺"是從高校自動化相關專業教學實訓的需求出發，應用代表自動化行業技術潮流的現場總線技術，研發出來的實行通訊和遠程控制的互聯網化和數字化實訓臺。
"ZR-CG04高級現場總線過程控制系統實訓臺"是由現場總線控制系統和對象系統包括。該對象系統在管道中應用電磁閥替代SYGCS-68E型中的手閥控制各管道的連接，可完成上位機按照收集功能數值實行自動控制或者上位機中實行鼠標點擊人為控制，為完成DCS的多種控制策略，系統中上水箱壓力變送器（上水箱液位）應用總線收集功能數值"變送器應用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊連連接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協議的壓力傳感器經過總線供電，不需要另外接作業電源）"。
1. 現場總線控制系統硬件
除電氣部分給各種作業部位件提供電源外，還有下列主要部位件：
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡）
(2) SIEMENS電源模型塊一個
(3) PA Coupler 耦合器一個
(4) 8路模仿量寫入模型塊SM331模型塊兩個
(5) 4路模仿量輸出模型塊SM332模型塊一個
(6) 變頻器一個
(7) DP通訊線和DP接頭若干
(8) MPI-USB通訊線一條
2. 現場總線控制系統系統
應用SIEMENS WINCC系統監控、SIEMENS STEP7編程
二、系統特別點
能完整的體現現場過程變量數字化收集,完成從過程變量的現場收集到上位監控的全數字化傳輸,可完成DCS分布控制系統架構。
三、系統構造
現場總線控制系統構造圖如下：
四、控制對象
一）、系統包括
1. 過程控制實訓對象系統
實訓對象系統含有有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環不銹鋼冷卻鍋爐夾套含有概括）和鋁塑盤管包括。
系統動力系統有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流ACAC）不銹鋼磁力驅動泵、電動調動閥、交流ACAC電磁閥、渦輪流量計等包括；另一套由220V循環泵、渦輪流量計等包括。
整套對象系統完全由不銹鋼材料制造，含有概括對象框體構造、管道、底層基板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2. 對象系統中的各類檢驗測量試驗變送及執行裝置
(1) 擴散硅壓力變送器三只：分別檢驗測量試驗上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2) 渦輪流量計三只：分別檢驗測量試驗兩條動力支路及盤管出水口的流量；
(3) Pt100熱電阻溫度（℃）（℃）傳感器六只：分別用來檢驗測量試驗鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4) 控制模型塊：含有電磁閥21只、電動調動閥一個、可控硅溫度（℃）（℃）控制模型塊一只；
(5) 三相380V不銹鋼磁力驅動泵、220V循環泵。
二）、系統主要特別點
1. 被調功能數值囊括了流量、壓力、液位、溫度（℃）（℃）四大熱工功能數值
2. 執行器中既有電動調動閥儀表類執行機構，又有變頻器等電力拖動類執行器
3. 系統除了能改變調動器的設定值作階躍擾動外，還可在對象中經過電磁閥制造各種擾動
4. 一個被調功能數值可用不一樣的動力源、不一樣的執行器和不一樣的工序技藝線路下可演變成多種調動線路，以利于討論、對比各種調動方案的優劣
5. 能實行多變量控制系統及特定的過程控制系統實訓
三）、"ZR-CG04型高級過程控制系統實訓臺"對象系統總貌圖
五、主要配備裝備表單
| 序號 | 設備名稱 | 數量 | 單位 |
| 1 | 不銹鋼框體構造 | 1 | 套 |
| 2 | 有機玻璃水桶 | 3 | 只 |
| 3 | 不銹鋼下水箱 | 1 | 只 |
| 4 | 不銹鋼復合加熱桶 | 1 | 只 |
| 5 | 380V磁力驅動泵 | 1 | 只 |
| 6 | 220V循環泵 | 1 | 只 |
| 7 | SIEMENS 315-2DP CPU | 1 | 只 |
| 8 | SIEMENS 電源模型塊 | 1 | 只 |
| 9 | MMC卡 | 1 | 只 |
| 10 | PA Coupler 耦合器 | 1 | 只 |
| 11 | 8路模仿量寫入模 | 2 | 只 |
| 12 | 4路模仿量輸出模 | 1 | 只 |
| 13 | SIEMES變頻器MM420 | 1 | 只 |
| 14 | DP通訊線和DP接頭 | 若干 | 只 |
| 15 | 擴散硅壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA總線協議） | 1 | 只 |
| 16 | 擴散硅壓力變送器 | 2 | 只 |
| 17 | 渦輪流量計 | 3 | 只 |
| 18 | PT100熱電阻傳感器 | 6 | 只 |
| 19 | 電磁閥 | 21 | 只 |
| 20 | 空氣開關 | 1 | 只 |
| 21 | 旋鈕 | 4 | 只 |
| 22 | 中間繼電器 | 若干 | 只 |
| 23 | DC24V開關電源 | 1 | 只 |
| 24 | 電動調動閥 | 1 | 只 |
| 25 | 可控硅調壓器 | 1 | 只 |
| 26 | 控制儲物儲物柜 | 1 | 臺 |
六、實訓內容
1.現場總線控制系統（FCS）的包括與認知實訓
2.下位機系統中的硬件組態和程序語言編寫
3.上位機系統中的通信建立和界面組態
4.一階單容上水箱對象特性測量試驗實訓
5.二階雙容水箱對象特性測量試驗實訓
6.上水箱液位PID整定實訓
7.串接雙容下水箱液位PID整定實訓
8.三容液位定值控制實訓
9.鍋爐內膽水溫PID控制實訓
10.鍋爐夾套水溫PID控制實訓
11.單閉環流量PID控制實訓
12.鍋爐內膽水溫位式控制實訓
13.水箱液位串級控制實訓
14.三閉環液位控制實訓
15.鍋爐夾套與內膽水溫串級控制實訓
16.鍋爐內膽水溫與水流量串級控制實訓
17.上水箱液位與進水流量串級控制實訓
18.單閉環流量比值控制實訓
19.下水箱液位前饋-反饋控制實訓
20.鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制實訓
21.溫度（℃）（℃）純滯后控制實訓
22.流量純滯后控制實訓
23.鍋爐夾套與內膽水溫解耦控制實訓
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實訓
