JG-GKY01 型 过程控制及自动化仪表实验装置
一、教学目的
过程控制及自动化仪表实训装置满足《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》以及《传感器检测与转换技术》等课程的实验教学。
二、装置目的
1. 本装置的各种功能均综合在一个实验台上，采用积木式结构，系统结构紧凑、造型美观大方、便于运输及实验室的多台布局。
2 ．对象小型化、适应性强、综合性强，控制对象模型由不锈钢和有机玻璃水箱组成，实验水箱在屏右边能清楚看见，管道流程直观、清晰。
3 ．参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度四大典型过程控制参数。
4 ．小型（小功率）执行元件，它们是二个磁力驱动泵和一个电加热器，使整体结构更为紧凑、小型化。
5 ．系统控制方式多样性主要有位式控制、连续控制、模拟 PID 控制、智能仪表控制、 PLC 控制、单片机控制、计算机控制、两套磁力泵交流变频调速控制和单相移相调压控制等，并可组成不同的控制方式。
6 、安全保护齐全
设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器各一组；强电连接线及插座均采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电；强、弱电连接及插座分开，不会混插，避免错接线而损坏设备。
（三）系统组成
本装置集多参数控制为一体，由过程控制对象、传感器、变送器、调节器、执行器、显示器和计算机（用户自配）等组成。
1 、控制对象的模型由上、中、下三个水箱及一个储水箱组成，上、中、下水箱由两台磁力泵供水。上、中两个水箱各装有一个扩散硅压力变送器来检测压力和液位；下水箱是一个复合式水箱，其中内筒不锈钢水箱中装有 500W 电加热器和 PT100 温度传感器。主管道上装有小型涡轮流量计（定做）、小型阀门和两台磁力驱动泵。水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量都可以用于构成控制系统的被控参量。两台磁力泵中的任一台都可作为调节通道或干扰通道，模拟现场产生的干扰信号，以验证系统的稳定性和抗干扰性能。
2 、实验挂箱
本装置共提供九个实验挂箱，分别是参考 GK02 传感器输出与显示；参考 GK03 单片机
控制；参考 GK04 模拟 PID 实验挂箱（配两个）；可参考 GK05 位式、连续控制挂箱；参考 GK-06 面板流程图；参考 GK07 交流变频器挂箱（配两个）；参考 GK08PLC 控制器挂箱技术标准符合技术标准即可。
1. 技术标准参考 PC/PPI 专用编程电缆线
2.RS232/485 通讯转换器
3. 豪华型电脑桌
4. 计算机（用户自备）
5. 上位机软件
PLC 编程环境软件为技术标准参考 7-Micro/WIN32 ，它可以对 S7 所有功能进行编程。
上位机具有二种监控软件：
(1) 技术标准参考 MCGS 工控组态软件达到技术要求即可：利用 PC/PPI 电缆线组成 PLC 与 MCGS 工控组态软件监控系统，以及利用 RS232/485 转换器组成智能调节仪与 MCGS 工控组态软件监控系统，可实现对被控对象过渡过程的数据采集和存储，数据曲线的动态显示和监控。 MCGS 工控组态软件还可以对控制对象的图形任意组态，动态显示，编制控制策略，输出实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据，打印工程报表，操作菜单设计等
一系列强大的功能。
(2) 单片机数据采集与算法控制软件：利用 RS232 通信接口，配合单片机控制与计算机算法控制软件，实现各种数字式 PID 运算控制和各种先进的智能控制，并实现数据实时采集作图。而且可使用 MATLAB 数学软件编制各种新型的、先进的控制算法。另外单片机还可作为独立的控制器对系统进行控制。
（四）技术指标
1. 供电电源：单相三线 220V±10%50Hz
2. 整机最大功耗：＜ 1kVA
（五）基本实验项目
1. 实验装置的基本操作与仪表调试
2. 压力变送器的零点迁移和性能测试实验
3. 单容自衡水箱的对象特性测试实验
4. 双容自衡水箱的对象特性测试实验
5. 温度位式控制实验
6. 温度连续控制实验（单片机控制、智能仪表控制、 PLC 控制和模拟 PID 控制，共有四种模式）
7. 智能仪表控制实验
8. 单容水箱液位 PID 控制实验（单片机控制、智能仪表控制、 PLC 控制和模拟 PID 控制，共有四种模式）
9. 双容水箱液位 PID 控制实验（单片机控制、智能仪表控制、 PLC 控制和模拟 PID 控制，共有四种模式）
10. 流量定值控制实验（单片机控制、智能仪表控制、 PLC 控制和模拟 PID 控制，共有四种模式）
11. 单容水箱压力 PID 控制实验（单片机控制、智能仪表控制、 PLC 控制和模拟 PID 控制，共有四种模式）
12. 单回路控制系统的质量研究
13. 串级控制系统连接实验
14. 液位串级控制实验
15. 计算机控制系统
16. 单片机控制系统
17. 单容自衡水箱的对象特性测试实验
18. 双容自衡水箱的对象特性测试实验
19. 单容液位控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
20. 双容液位控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
21. 流量定值控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
22. 温度位式控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
23. 温度连续控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
24.PLC 上下水箱液位串级控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
25. 液位流量串级控制实验 —— 利用 PC/PPI 通讯电缆、技术标准参考 MCGS 组态软件
26. 技术标准参考基于单回路 PID 控制实验
27. 技术标准参考基于的串级 PID 控制实验
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