现场总线控制系统实验台,现场总线过程控制系统实验台
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ZR-CG04现场总线过程控制系统实训台
一、系统基础简介
"ZR-CG04高级现场总线过程控制系统实训台"是从高校自动化相关专业教学实训的需求出发，应用代表自动化行业技术潮流的现场总线技术，研发出来的实行通讯和远程控制的互联网化和数字化实训台。
"ZR-CG04高级现场总线过程控制系统实训台"是由现场总线控制系统和对象系统包括。该对象系统在管道中应用电磁阀替代SYGCS-68E型中的手阀控制各管道的连接，可完成上位机按照收集功能数值实行自动控制或者上位机中实行鼠标点击人为控制，为完成DCS的多种控制策略，系统中上水箱压力变送器（上水箱液位）应用总线收集功能数值"变送器应用带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯连连接口的压力变送器（带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯协议的压力传感器经过总线供电，不需要另外接作业电源）"。
1. 现场总线控制系统硬件
除电气部分给各种作业部位件提供电源外，还有下列主要部位件：
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一个（含MMC卡）
(2) SIEMENS电源模型块一个
(3) PA Coupler 耦合器一个
(4) 8路模仿量写入模型块SM331模型块两个
(5) 4路模仿量输出模型块SM332模型块一个
(6) 变频器一个
(7) DP通讯线和DP接头若干
(8) MPI-USB通讯线一条
2. 现场总线控制系统系统
应用SIEMENS WINCC系统监控、SIEMENS STEP7编程
二、系统特别点
能完整的体现现场过程变量数字化收集,完成从过程变量的现场收集到上位监控的全数字化传输,可完成DCS分布控制系统架构。
三、系统构造
现场总线控制系统构造图如下：
四、控制对象
一）、系统包括
1. 过程控制实训对象系统
实训对象系统含有有：不锈钢储水箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套含有概括）和铝塑盘管包括。
系统动力系统有两套：一套由SIEMENS变频器、三相（380V交流ACAC）不锈钢磁力驱动泵、电动调动阀、交流ACAC电磁阀、涡轮流量计等包括；另一套由220V循环泵、涡轮流量计等包括。
整套对象系统完全由不锈钢材料制造，含有概括对象框体构造、管道、底层基板，甚至小到每一颗紧固螺钉。
2. 对象系统中的各类检验测量试验变送及执行装置
(1) 扩散硅压力变送器三只：分别检验测量试验上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2) 涡轮流量计三只：分别检验测量试验两条动力支路及盘管出水口的流量；
(3) Pt100热电阻温度（℃）（℃）传感器六只：分别用来检验测量试验锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温；
(4) 控制模型块：含有电磁阀21只、电动调动阀一个、可控硅温度（℃）（℃）控制模型块一只；
(5) 三相380V不锈钢磁力驱动泵、220V循环泵。
二）、系统主要特别点
1. 被调功能数值囊括了流量、压力、液位、温度（℃）（℃）四大热工功能数值
2. 执行器中既有电动调动阀仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器
3. 系统除了能改变调动器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中经过电磁阀制造各种扰动
4. 一个被调功能数值可用不一样的动力源、不一样的执行器和不一样的工序技艺线路下可演变成多种调动线路，以利于讨论、对比各种调动方案的优劣
5. 能实行多变量控制系统及特定的过程控制系统实训
三）、"ZR-CG04型高级过程控制系统实训台"对象系统总貌图
五、主要配备装备表单
六、实训内容
1.现场总线控制系统（FCS）的包括与认知实训
2.下位机系统中的硬件组态和程序语言编写
3.上位机系统中的通信建立和界面组态
4.一阶单容上水箱对象特性测量试验实训
5.二阶双容水箱对象特性测量试验实训
6.上水箱液位PID整定实训
7.串接双容下水箱液位PID整定实训
8.三容液位定值控制实训
9.锅炉内胆水温PID控制实训
10.锅炉夹套水温PID控制实训
11.单闭环流量PID控制实训
12.锅炉内胆水温位式控制实训
13.水箱液位串级控制实训
14.三闭环液位控制实训
15.锅炉夹套与内胆水温串级控制实训
16.锅炉内胆水温与水流量串级控制实训
17.上水箱液位与进水流量串级控制实训
18.单闭环流量比值控制实训
19.下水箱液位前馈-反馈控制实训
20.锅炉内胆水温前馈-反馈控制实训
21.温度（℃）（℃）纯滞后控制实训
22.流量纯滞后控制实训
23.锅炉夹套与内胆水温解耦控制实训
24.上水箱液位与出口水温解耦控制实训
一、系统基础简介
"ZR-CG04高级现场总线过程控制系统实训台"是从高校自动化相关专业教学实训的需求出发，应用代表自动化行业技术潮流的现场总线技术，研发出来的实行通讯和远程控制的互联网化和数字化实训台。
"ZR-CG04高级现场总线过程控制系统实训台"是由现场总线控制系统和对象系统包括。该对象系统在管道中应用电磁阀替代SYGCS-68E型中的手阀控制各管道的连接，可完成上位机按照收集功能数值实行自动控制或者上位机中实行鼠标点击人为控制，为完成DCS的多种控制策略，系统中上水箱压力变送器（上水箱液位）应用总线收集功能数值"变送器应用带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯连连接口的压力变送器（带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯协议的压力传感器经过总线供电，不需要另外接作业电源）"。
1. 现场总线控制系统硬件
除电气部分给各种作业部位件提供电源外，还有下列主要部位件：
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一个（含MMC卡）
(2) SIEMENS电源模型块一个
(3) PA Coupler 耦合器一个
(4) 8路模仿量写入模型块SM331模型块两个
(5) 4路模仿量输出模型块SM332模型块一个
(6) 变频器一个
(7) DP通讯线和DP接头若干
(8) MPI-USB通讯线一条
2. 现场总线控制系统系统
应用SIEMENS WINCC系统监控、SIEMENS STEP7编程
二、系统特别点
能完整的体现现场过程变量数字化收集,完成从过程变量的现场收集到上位监控的全数字化传输,可完成DCS分布控制系统架构。
三、系统构造
现场总线控制系统构造图如下：
四、控制对象
一）、系统包括
1. 过程控制实训对象系统
实训对象系统含有有：不锈钢储水箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套含有概括）和铝塑盘管包括。
系统动力系统有两套：一套由SIEMENS变频器、三相（380V交流ACAC）不锈钢磁力驱动泵、电动调动阀、交流ACAC电磁阀、涡轮流量计等包括；另一套由220V循环泵、涡轮流量计等包括。
整套对象系统完全由不锈钢材料制造，含有概括对象框体构造、管道、底层基板，甚至小到每一颗紧固螺钉。
2. 对象系统中的各类检验测量试验变送及执行装置
(1) 扩散硅压力变送器三只：分别检验测量试验上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2) 涡轮流量计三只：分别检验测量试验两条动力支路及盘管出水口的流量；
(3) Pt100热电阻温度（℃）（℃）传感器六只：分别用来检验测量试验锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温；
(4) 控制模型块：含有电磁阀21只、电动调动阀一个、可控硅温度（℃）（℃）控制模型块一只；
(5) 三相380V不锈钢磁力驱动泵、220V循环泵。
二）、系统主要特别点
1. 被调功能数值囊括了流量、压力、液位、温度（℃）（℃）四大热工功能数值
2. 执行器中既有电动调动阀仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器
3. 系统除了能改变调动器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中经过电磁阀制造各种扰动
4. 一个被调功能数值可用不一样的动力源、不一样的执行器和不一样的工序技艺线路下可演变成多种调动线路，以利于讨论、对比各种调动方案的优劣
5. 能实行多变量控制系统及特定的过程控制系统实训
三）、"ZR-CG04型高级过程控制系统实训台"对象系统总貌图
五、主要配备装备表单
| 序号 | 设备名称 | 数量 | 单位 |
| 1 | 不锈钢框体构造 | 1 | 套 |
| 2 | 有机玻璃水桶 | 3 | 只 |
| 3 | 不锈钢下水箱 | 1 | 只 |
| 4 | 不锈钢复合加热桶 | 1 | 只 |
| 5 | 380V磁力驱动泵 | 1 | 只 |
| 6 | 220V循环泵 | 1 | 只 |
| 7 | SIEMENS 315-2DP CPU | 1 | 只 |
| 8 | SIEMENS 电源模型块 | 1 | 只 |
| 9 | MMC卡 | 1 | 只 |
| 10 | PA Coupler 耦合器 | 1 | 只 |
| 11 | 8路模仿量写入模 | 2 | 只 |
| 12 | 4路模仿量输出模 | 1 | 只 |
| 13 | SIEMES变频器MM420 | 1 | 只 |
| 14 | DP通讯线和DP接头 | 若干 | 只 |
| 15 | 扩散硅压力变送器（带SIEMENS PROFIBUS-PA总线协议） | 1 | 只 |
| 16 | 扩散硅压力变送器 | 2 | 只 |
| 17 | 涡轮流量计 | 3 | 只 |
| 18 | PT100热电阻传感器 | 6 | 只 |
| 19 | 电磁阀 | 21 | 只 |
| 20 | 空气开关 | 1 | 只 |
| 21 | 旋钮 | 4 | 只 |
| 22 | 中间继电器 | 若干 | 只 |
| 23 | DC24V开关电源 | 1 | 只 |
| 24 | 电动调动阀 | 1 | 只 |
| 25 | 可控硅调压器 | 1 | 只 |
| 26 | 控制储物储物柜 | 1 | 台 |
六、实训内容
1.现场总线控制系统（FCS）的包括与认知实训
2.下位机系统中的硬件组态和程序语言编写
3.上位机系统中的通信建立和界面组态
4.一阶单容上水箱对象特性测量试验实训
5.二阶双容水箱对象特性测量试验实训
6.上水箱液位PID整定实训
7.串接双容下水箱液位PID整定实训
8.三容液位定值控制实训
9.锅炉内胆水温PID控制实训
10.锅炉夹套水温PID控制实训
11.单闭环流量PID控制实训
12.锅炉内胆水温位式控制实训
13.水箱液位串级控制实训
14.三闭环液位控制实训
15.锅炉夹套与内胆水温串级控制实训
16.锅炉内胆水温与水流量串级控制实训
17.上水箱液位与进水流量串级控制实训
18.单闭环流量比值控制实训
19.下水箱液位前馈-反馈控制实训
20.锅炉内胆水温前馈-反馈控制实训
21.温度（℃）（℃）纯滞后控制实训
22.流量纯滞后控制实训
23.锅炉夹套与内胆水温解耦控制实训
24.上水箱液位与出口水温解耦控制实训
