学位论文—-现场总线课程设计.doc

-1- 第一章实训装置说明第一节系统概述一、概述“ TH JDS -1A型过程自动化控制系统实训平台”是由对象系统实训平台、 S7-200PLC 控制系统、智能仪表及远程数据采集控制系统和上位监控 PC 机四部分组成。本装置是专门为高等院校、职业院校开设的自动化、过程控制装置及自动化、自动控制等专业而研制的, 可满足各大高校所开设的《传感器检测与转换技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《自动控制理论》、《计算机控制》、《 PLC 可编程控制》等课程实训的教学要求。装置选用当前工业现场的典型的被控对象、被控参量和控制流程, 可开展现场仪表的调校、被控对象流程的组建、控制系统线路连接、控制算法及组态软件的编程以及控制系统的分析等工作任务, 适合职业学校、本科院校的技能训练和研究。学生通过本实训装置进行综合实训后可掌握以下内容: 1 .传感器特性的认识和零点迁移; 2 .自动化仪表的初步使用; 3 .变频器的基本原理和初步使用; 4 .电动调节阀的调节特性和原理; 5 .测定被控对象特性的方法; 6 .单回路控制系统的参数整定; 7 .串级控制系统的参数整定; 8 .复杂控制回路系统的参数整定; 9 .控制参数对控制系统的品质指标的要求; 10 .控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力培养; 11 .各种控制方案的生成过程及控制算法程序的编制方法。二、系统特点?真实性、直观性、综合性强,控制对象组件全部来源于工业现场。?被控参数全面,涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数。?具有广泛的扩展性和后续开发功能,所有 I/O 信号全部采用国际标准 IEC 信号。?具有控制参数和控制方案的多样化。通过不同被控参数、动力源、控制器、执行器及工艺管路的组合可构成几十种过程控制系统实训项目。?各种控制算法和调节规律在开放的实训软件平台上都可以实现。实训数据及图表在上位机软件系统中很容易存储及调用,以便实训者进行实训后的比较和分析。?多种控制方式:可采用 AI 智能仪表控制、 S7-200PLC 控制、远程数据采集模块控制。?充分考虑了各大高校自动化专业的大纲要求, 完全能满足教学实训、课程设计、毕业设计的需要, 同时学生可自行设计实训方案,进行综合性、创造性过程控制系统实训的设计、调试、分析,培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。三、实训装置的安全保护体系 1. 三相四线制总电源输入经带漏电保护装置的三相四线制断路器进入系统电源后分为一个三相电源支路和一个单相支路, 每一支路都带有各自三相、单相断路器。总电源设有三相通电指示灯和 380V 三相电压指示表。 2. 各种电源及各种仪表均有可靠的自保护功能。 3. 强电接线插头采用封闭式结构,以防止触电事故的发生。 4. 强弱电连接线采用不同结构的插头、插座,防止强弱电混接。-2- 第二节 THJDS-1A 型过程自动化控制对象系统实训平台实训对象总貌图如图 所示: 图 实训对象总貌图本实训装置对象主要由水箱、锅炉、盘管和管路四大部分组成。供水系统有两路:一路由三相( 380V 恒压供水) 磁力驱动泵、耐震压力表、电动调节阀、交流电磁阀、电磁流量计、压力变送器及手动调节阀组成; 另一路由变频器、耐震压力表、三相磁力驱动泵( 220V 变频调速) 、涡轮流量计及手动调节阀组成。一、被控对象由不锈钢储水箱、(上、中、下) 三个串接有机玻璃水箱、 3KW 三相电加热模拟锅炉( 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。 1 .水箱: 包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃,不但坚实耐用, 而且透明度高, 便于学生直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为: D=25cm , H=20cm ; 下水箱尺寸为: D=35cm , H=20cm 。水箱结构独特, 由三个槽组成, 分别为缓冲槽、工作槽和出水槽, 进水时水管的水先-3- 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, 这样经过缓冲和线性化的处理, 工作槽的液位较为稳定,便于观察。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器,可对水箱的压力和液位进行检测和变送。同时, 结合行业和产业实际生产过程的对象, 在上水箱和中水箱的出水口均增加了电动球阀和流量计, 可以实现水箱出水流量的自动控制。上、中、下水箱可以组合成一阶、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。储水箱由不锈钢板制成, 尺寸为:长×宽×高=68cm × 52㎝× 43㎝, 完全能满足上、中、下水箱的实训供水需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩,以防杂物进入水泵和管道。 2. 模拟锅炉: 是利用电加热管加热的常压锅炉,