过程控制实验指导书(DOC)

实验系统认知

A3000高级过程控制实验系统独创现场系统概念,而不是对象系统。现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器(包括电动调节阀、变频器及调压器)、以及半模拟屏,从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。

1、A3000特点

(1)现场系统通过一个现场控制机柜,集成供电系统、变频器、移相调压器、以及现场继电器,所有驱动电力由现场系统提供。它仅需通过标准接线端子接收标准控制信号即能完成所有实验功能。从而实现了现场系统与控制系统完全独立的模块化设计。

(2)现场控制机柜内有工业标准接线端子。这种标准信号接口可以使现场系统与用户自行选定的DCS系统、PLC系统、DDC系统方便连接,甚至用户自己用单片机组成的系统都可以对现场系统进行控制。

(3)现场系统的设计另外的优势是保证动力线与控制线的电磁干扰隔离。 (4)现场系统的设计保证了控制系统只需要直流低压就可以了,使得系统设计更模块化,更安全、具有更大的扩展性。

A3000-FS现场及系统结构原理图如图2-1,图2-2所示。

图2-1 A3000现场实物图

图2-2 A3000现场系统结构图

现场系统包括三个水箱,一个大储水箱,一个锅炉,一个工业用板式换热器,两个水泵,大功率加热管,滞后时间可以调整的滞后系统,一个硬件联锁保护系统。传感器和执行器系统包括5个温度、3个液位、1个压力,1个电磁流量计,1个涡轮流量计,1个电动调节阀,两个电磁阀,2个液位开关。

2、现场系统机柜面板

? 电源:220V AC单相总电源空开,380V AC三相总电源空开。

? 开关:两个两位自锁旋钮开关,分别是加热器电源开关和变频器电源开关。四个三位自锁旋钮开关,分别是1#、2#电磁阀手自动以及关闭开关。变频器手自动启动信号以及关闭开关,2#水泵手自动运行以及关闭开关。

? 电压表:显示24VDC开关电源的电压值。

? 变频器:对于A3000FBS系统,则具有Profibus DP控制端子。

? 指示灯:安装有8个指示灯和滞后管系统的两手动调节阀。分别为单相电,三相电通电指示。以及两个水泵、两个电磁阀开启时,其状态指示灯分别点亮。当锅炉内水位低于低限液位开关时,液位开关断开,联锁控制的低限液位指示灯点亮,表明锅炉内液位很低或无液位。提示禁止对锅炉加热。往锅炉内注水等到当锅炉内水位达到或超过低限液位开关时,液位开关闭合,联锁控制的低限液位指示灯灭,可以开始对锅炉加热。当锅炉内水位超过高限液位开关时,液位开关闭合,联锁控制的高限液位指示灯点亮,表明锅炉内液位很高或超过高位限制,应及时把锅炉内液体排出一部分。

3、支路分析

现场系统包含两个支路。支路1有1#水泵,换热器,锅炉,还可以直接注水到三个水箱以及锅炉。支路2有2#水泵,压力变送器,电动调节阀,三个水箱,还有一路流入换热器进行冷却。

(1)支路1分析

支路1包括左边水泵,1#流量计,电磁阀等组成,可以到达任何一个容器,锅炉以及换热器。水泵可以使用变频器控制流量,电磁阀可能没有。

由于支路1可以与锅炉形成循环水,可以做温度控制实验。为了保证加热均匀,应该使用动态水,本系统设计了一个水循环回路来达到此目的。即打开JV304、

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