JG-AE02A 型 现场总线过程控制实验装置
一、概述：
JG-AE02A 型 现场总线过程控制实验装置是一套基于 PCS 现场总线控制的实验设备，它是集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置。系统包括流量、温度、液位等热工参数，可实现系统参数测定、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。控制系统采用西门子的分布式 I/O 单元 ET200M ，监控软件采用 SIMATICWINCC 。采用现场总线的液位变送器、压力变送器、涡轮流量计、变频器、电动调节阀、温度变送器以及分布式 I/O 模块。该实验装置既可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供物理模拟对象和实现手段。同时也可以作为学习现场总线过程控制的一个实验手段。
 JG-AE02A 现场总线过程控制实验装置采用西门子的现场总线过程控制系统，监控软件采用 SIMATIC WINCC 。现场总线是基于全集成自动化思想的系统，其集成的核心是统一的过程数据库和唯一的数据库管理软件，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。通讯采用符合 IEC61131-3 国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作，缩短工程周期。它具有 ODBC 、 OLE 等标准接口，并且应用以太网、 PROFIBUS 现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂商的控制系统。
二、产品结构与特点：
1 、设备特点：
（ 1 ）、三水箱配置；双路供水系统。
（ 2 ）、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
（ 3 ）、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。
（ 4 ）、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。精度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
（ 5 ）、安全度高，系统配有漏电保护，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
（ 6 ）、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
（ 7 ）锅炉加热程控保护系统
锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。
2 、系统水路图
三、技术参数 :
1 、供电电源
单相交流电源： 220VAC ± 10% 、 50Hz ± 5% 、 16A ，系统必需接地良好。
2 、实验室应有水源和进排水口。进排水口与设备间距离一般要求小于 10 米
3 、系统提供直流线性稳压电源（朝阳电源产品） 24VDC/1A 。
4 、上位计算机组态软件：采用国内市场应用广泛的 WINCC6.0 组态软件。
6 、外形尺寸（组合后）：对象 :1600mmX750mmX1850mm,
控制柜： 830mmX750mmX1900mm 。
7 、重量：实验柜，约重 200Kg ；实验台 + 实验架，约重 250Kg
四、系统配置
名称 |
单位 |
数量 |
备注 |
产地 |
不锈钢磁力泵三相磁力泵 |
台 |
1 |
MP-55RM-380 无泄漏，低噪音，三相 220vAC ， 50Hz ， |
上海 |
不锈钢磁力泵二相磁力泵 |
台 |
1 |
MP-55RM 无泄漏，低噪音，三相 220vAC ， 50Hz ， |
上海 |
温控调压模块 + 散热器 |
套 |
1 |
全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号： 4-20mA 。 |
宁波 |
加热环 |
只 |
1 |
功率： 1400W ， 220VAC 。 |
京工 |
Pt100 温度传感器及温度变送器 |
只 |
4 |
Pt100 ： A 级；温度变送器： 0.5 级精度， 0-100℃ 。 |
上海 |
智能电动调节阀 |
只 |
1 |
Honeywell
控制信号 4-20mA |
上海 |
扩散硅压力（液位）变送器 |
只 |
2 |
扩散硅隔离探头， 0.5 级精度；输出信号：选 4-20mADC （二线制） |
上海 |
流量计及流量变送器 |
套 |
2 |
（ 1 ）量程：选 0-800L/h ；（ 2 ）输出信号： 4-20mADC ；（ 3 ）精度： 0.5 级。 |
|
● 西 门 子 300 控 制 单 元
CPU |
块 |
1 |
CPU-315-2DP
6ES7315-2AG10-0AB0 |
德国 |
CPU 电源 |
块 |
1 |
6ES7 307-1BA00-0AA0 |
德国 |
MMC |
块 |
1 |
存储卡 128KB
6ES7 953-8JG11-0AA0 |
德国 |
变频器主体 |
块 |
1 |
6SE6 420-2AB13-7AA1 |
德国 |
变频器通讯板 |
块 |
1 |
6SE6 400-1PB00-0AA0 |
德国 |
变频器器操作面板 |
块 |
1 |
6SE6 400-0BP00-0AA0 |
德国 |
ET 200M |
块 |
1 |
6ES7 153-1AA03-0XB0 |
德国 |
SM331 |
块 |
1 |
8 AI
6ES7 331-7KF02-0AB0 |
德国 |
SM332 |
块 |
1 |
4 AO
6ES7332-5HD01-0AB0 |
德国 |
DP/PA 耦合器（ IM157 ） |
块 |
1 |
为 DP 子站将 PA 设备连入 PROFIBUS-DP ，与现场总线型对象互联时选用 |
德国 |
Profibus-PA 温度总线仪表 |
块 |
1 |
温度测量带 PA 输出 7NG3213-0NN00 |
德国 |
Profibus-PA 液位总线仪表 |
块 |
1 |
液位测量带 PA 输出 7MF4634-1DD2-3AF6 |
德国 |
通讯卡 |
块 |
1 |
C P / 5611 通讯卡
6GK1 561-1AA01 |
德国 |
电缆编程 |
套 |
1 |
6ES7-901-0BF00-0AA0 |
德国 |
导轨 |
块 |
833mm |
DIN 专用导轨
6ES7 390-1AJ30-0AA0 |
德国 |
连接器 |
套 |
5 |
20 脚前连接器
6ES7 392-1AJ00-0AA0 |
德国 |
WinCC6.0 |
套 |
1 |
|
德国 |
STEP7 v5.4 |
套 |
1 |
编程软件 |
德国 |
T 型头 |
|
3 |
|
德国 |
终端电阻 |
|
1 |
|
德国 |
DP 专用电缆 |
|
5 米 |
6XV1830-0EH10 |
德国 |
●其它设备
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 |
只 |
3 |
三个圆型有机玻璃水箱 |
|
不锈钢温控实验箱 |
只
|
1 |
由加热箱、冷却箱、加热环、 Pt100 、温度变送器组成，并带有加热箱内无水断电保护装置 |
|
纯滞后实验装置 |
只 |
1 |
完成滞后实验 |
|
不锈钢储水箱 |
只 |
1 |
内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便 |
|
电磁阀 |
只 |
2 |
宁波余姚三力信 |
宁波 |
接触器 |
只 |
4 |
正泰 |
温州 |
继电器 |
只 |
4 |
正泰 |
温州 |
液面探头 |
只 |
2 |
自制 |
京工 |
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。 |
套 |
1 |
外加工 |
杭州 |
实验台及实验架 |
套 |
1 |
外加工 |
京工 |
五、实验项目
（一）特性实验
1 、 水箱单容特性实验
2 、 水箱双容特性实验
3 、 上下水箱双容特性实验
4 、 电动阀流量特性实验
5 、 变频器流量特性实验
6 、 温度度特性实验
7 、三容实验特性实验
（二）单回路控制实验
1 、 电动调节阀支路单容液位控制实验
2 、 变频器支路单容液位控制实验
3 、 上水箱双容液位控制实验
4 、 上下水箱双容液位控制实验
5 、 三容液位控制实验
6 、 电动调节阀支路流量控制实验
7 、 变频器支路流量控制实验
8 、锅炉内胆温度控制实验
（三）串级控制实验
1 、双容串级控制实验
2 、上水箱液位与电动阀支路流量串级控制实验
3 、上水箱液位与变频器支路流量串级控制实验
4 、三闭环三容液位串级控制实验
（四）比值控制实验
1 、 单闭环比值流量控制实验
2 、 随动流量比值控制实验
（五）前馈反馈控制实验
1 、上水箱液位流量前馈反馈控制实验
（六）解耦控制实验
1 、 上水箱双容液位解耦控制实验 <
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