过程控制使用说明书

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1、概述2第一章 产品简介 21 产品种类 22产品结构 23产品特点 34实验内容 45系统安全保护 46系统要求及技术指标 4第二章 各部件功能及使用方法 61水箱及其分布. 62液位变送器. 63液位变送器校验. 74变频器使用. 85流量计使用. 106温度传感器使用. 107电动调节阀. 108水泵的使用 109调节器的使用. 1110线性槽的使用. 1211电磁阀的使用. 1212比例器的使用. 13第三章 面板图及其说明 141PCT-01A. 142PCT-01B. 153PCT-03A. 164PCT-04A. 175PCT-02. 18第四章 注意事项及说明19过程控制使用说明

2、书概述过程控制是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术 ,计算机技术,通讯技术, 自动控制技术多功能于一体实验装置.系统包括压力、流量、液位、温度等热工参数，可实 现系统参数辨识，单回路，串极控制，前馈控制，解耦控制等多种控制方式。本装置还根 据用户需要设计构成 DDC,DCS,PLC,FCS 等多种控制形式。本产品主要适用于本科、专科、高职学校“化工专业”、“自动化专业”、“计算机控制” 及作为研究人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供模拟对象和实现手段。第一章 产品简介一、产品种类1. PCT-II 型过程控制系统教学实验装置2. PCT-III 型过程控制系统教学实验装置3.

3、 PCT-PLC 型过程控制系统教学实验装置（基于以太网结构）4. PCT-FCS 型过程控制系统教学实验装置（基于 simens 现场总线）5. PCT-DCS型过程控制系统教学实验装置（基于Foxbro的DCS控制系统）二、产品结构1. 被控对象（ 1）两个水箱结构（包括上位水箱、下位水箱、储水箱、温控圆筒、加热器、液位 （压力）变送器、液位（压力）变送器、流量传感器、流量转换器、电动调节阀、变频器 水泵、加温模块、纯滞后实验模块）（ 2）三个水箱结构（包括上位水箱、中位水箱、下位水箱、储水箱、温控圆筒、加 热器、液位（压力）变送器、液位（压力）变送器、流量传感器、流量转换器、电动调节阀、

4、变频器、水泵、加温模块、纯滞后实验模块）2. 操作实验台（1）PCT-III 型过程控制系统教学实验装置（包括被控对象管路示意图、被控对象 接线端子、上海万迅智能调节仪表、远程数据采集模块、电流指示表及电流加法器）（2）PCT-V 型过程控制系统教学实验装置（包括被控对象管路示意图、被控对象接 线端子、上海万迅智能调节仪表、远程数据采集模块、PLC（三菱或西门子）、电流指示表、 24V 电源）三、产品特点1. 性能先进、科学性强本产品在研发初期经过长期调研国内外各大高校的需求和工业实际情况开发出的研 究型过程控制装置，功能及保护完善灵活性强，全数字控制、自动化程度高，能够实现远 程控制和网络控

5、制，代表了教学仪器的前沿，具有国内先进水平，在同行业中具有领先地 位。2. 结构合理、功能完善本产品采用三水箱结构，能用完成一阶、二阶、三阶的实验。内容而不用更改实验 管路和流程，在国内过程控制教学仪器中率先采用全自动电磁阀控制，使实现无人值守的 过程控制实验室成为可能。3. 性能稳定可靠、网络功能强大实验装置控制系统采用国内市场占有率极高的控制组态软件“组态王”和西门子专 业控制软件“WINCC,step7”，同时在组态王控制系统当中实现多机联网模式，可以实现多 台操作站控制一个实验对象。4. 品种齐全、种类繁多目前实现了“过程数据采集模块” “西门子200和300”、“Foxbr。”、及“

6、板卡”多 种硬件搭配的控制模式，基本上涵盖了国内工矿企业所有使用的主流控制器，极大的提高 了学生的学习兴趣，同时对老师科研创造了良好的条件。四、实验内容见实验指导书五、系统安全保护1. 带漏电保护的总电源输入，加热电源单独分开，并配有单独的漏电保护. 每个支路都 配有断路器和电源开关。2总电源设有电源指示灯、24V电源指示、加热器具有电压和电流指示灯，可以提供学 生观察实验状态。3. 加热器内桶和储水箱都有液位检测装置，当加热器内桶和储水箱缺水时内部蜂鸣器发 出声光告警，可以有效防止干烧及抽干现象。4. 控制台上接线端子都是弱电，绝对避免触电事故发生。5. 面板上有熔断保险丝当电流过大时起到保

7、护作用。六、系统要求及技术指标1. 组态王运行软、硬件环境适用于IBM586以上微机及其兼容机VGA.SVGA以及支持Windows256色图形卡主频100MHZ以上，内存不少于32M，若要同时运行多个大型程序，建议使用更大的内 存。运行于 Windows98/2000/NT4.0 环境2. 技术指标(1)供电电源：220V5%/15A/50HZ最大功耗： 3000VA对象尺寸： 130cmX210cmX76cm控制台 ： 118cmX58cmX35cm主机箱 ： 62cmX30cmX58cm( 2)测量范围：温度:0100C液位： 0450mm 或 0300mm压力： 0 0.1MPa流量：

8、 0 0.3m3/h3)测量精度：温度： 1 %液位： 2%压力： 2%流量： 0.1%4)运行环境：温度： 050C湿度: 85RH质量： 300Kg第二章 各部件功能及使用方法一、三水箱对象管路结构说明，见图示（21）1. 如图所示，实验台 PCT-01B 的面板图中所示的元件分别是水箱I （上位水箱）液位高度：0300水箱II （中位水箱）液位高度：0300水箱III （下位水箱）液位高度：0300水箱IV （不锈钢储水箱）液位高度：03002液变送器I连接上位水箱的底部，检测上位水箱的液位，同时输出420mA的电流信号。提供给计算机作为液位检测信号。液位变送器输出9+420mA 丿PC

9、T-04A模拟量输入端口+ 一直流电压输出PCT-01B直流电压输出+24VPCT-02图2-2（接线原则）a）液位变送器II连接中位水箱（水箱II）b）液位变送器III连接下位水箱（水箱III）的前半部分储水箱c）液位变送器IV连接下位水箱（水箱III）的后半部分储水箱3. 液位变送器的校验打开于水箱相连的液位变送器的两头的盖子，里面分别有SPAN和ZERO两个可调电位器，ZERO调节传感器零点偏移SPAN调节液位满偏时传感器应该输出的电流值。1) 接线如图输出#；420 mA+PCT-01BPCT-02调节器1图2-4+24 V液位变送器1直流电压输出I1OOCO调节器参数设置如下：M5=

10、10P=6T=1Ctl=5Sn=33Dip = ODih=450SC=0OP1=4CF=2Run=2L0C = 808(3) 运行水泵给水箱落水至10mm然后静止不动调节ZERO电位器，使调节器的显示值 为 10。(4) 运行水泵给水箱落水至300mm (大水箱440mm)然后静止不动，调节SPAN电位器 使数值显示与液位高度相等。(5) 重复步骤(3)(4)使传感器达到精确测量值。4. 变频器的使用图 2-5(1)合上控制对象上的电源(2)把PCT-01B上的内外控开关打到内控状态，區1按下设置PU灯亮( 3 )设置参数如下：C5=15P21=3P30=1P39=80P53=1P59=1P6

11、0=4P61=4P62=4P63=4(4) 按按钮设置EXT灯亮，把PCT-01B上的内外控开关打到外控状态，在PCT-01B 上变频器输入端子上输入420ma电流即控制变变频器的频率设定值。(5) 停止外部控制，只要把PCT-01B上的内外控制开关打到内控一端即可停止控制。(6) 由外部控制切换到内部控制步骤Qpct-oib上内外控开关打到内控一边 按变频器上PU使PU灯亮Q按变频器 上键使Run灯亮，旋动变频器上频率设定电位器到合适值。7)由内部控制切换到外部控制步骤Q按变频器STOP键停止变频器 按键使EXT灯亮Q按键使Run 灯亮PCT-01B 上的内外控开关打到外控状态，控制端输入电

12、流控制信号。5. 流量计的使用合上控制屏主电源，则流量计显示值位0，顶部的流量计检测值为外环红管（主回路） 的流量值。底部的流量计检测值为内环管（副回路）的流量。流量计输出的电流信号为4 20mA的电流值。PCT-01B上的流量I为主回路，流量II为副回路。（注意:此电流由流量计内部电源产生，无需另外接电源供电）6. 温度传感器的使用PT1 为加热器内桶温度检测点PT2 为加热器冷却层温度检测点PT3 为加热器上盘管滞后时间最长的温度检测点PT4 为加热器上盘管滞后时间半时的温度检测点PT5 为加热器上盘管滞后时间最短的温度检测点PT6 为下水箱温度和变比值控制温度检测注意：温度传感器输出的4

13、20mA电流是经过温度变送器变送后的电流，不需要外部再加 电源供电。7. 电动调节阀采用美国霍尼威尔的器件，此阀具有自反馈系统只需要在外部加420mA电 流即可控制，4mA为全关状态，20mA为全开状态。阀盖上面的旋转手柄是方便使用者观察 电动阀状态之用，请勿手拧。&水泵采用丹麦格兰富循环水泵，噪音低、寿命长、功耗小、220V供电。在水泵出口装 有压力变送器，与变频器一起构成恒压供水系统. 离心式水泵在长时间不用后，第一次运行请打开水泵排水口，使水泵运行时排空里面的空气，然后关闭排水口。9. 调节器的使用+图 2-6PV:显示检测值SV：显示内给定值或者是外给定值。视接线情况而定亠A/M :键

14、为自动/手动切换开关及小数点移位。:键为运行参数设置按键丕键为给定值设定值增加键三：键为给定值设定值减少值在内给定情况下：1、2为外部检测信号反馈输入端口（电流为420mA）2、3 为无效端口4、5为控制信号输出端口、输出电流420mA。在外给定情况下：1、2为外部给定信号输出端口（即设定值输入）输入电流值为420mA2、3为反馈信号输入端口，输入电流420mA4、5为控制电流输出端口，输出电流值420mA。（注意：2 点是给定与反馈信号的公共端点，接线时都应为信号的负端。） 参数设定方法：按住两秒钟，PV窗口显示被设参数，SV窗口显示设定，按键移动设定值小数 点，按:丕增加设定值。按:减少设

15、定值参数。参数设定完毕昨）键一次，则仪表保存 设定值，同时显示下一设定参数。如上述设置所有需要设置参数。参数设置完毕不触动任 何按钮则仪表过10秒钟返回运行状态。内给定情况下，在仪表为运行状态时按动W2 两键增减给定，按动龙;键移 动小数点。外给定情况运行状态下，“;二33、冬；键无效显示值PV与设定值SV,由外部电 流信号决定。具体参数意义及参数大小，请详见仪表使用说明书及实验指导书，在此不一一列出。10. 线性槽的使用水箱出水的位置有线性槽插槽口，线性槽视实验情况而使用，主要作用是使流量控制 与液位的高度成一定的比列关系。k =型 即：AQ例如：线性等百分比11. 电磁阀的使用电磁阀主要是

16、起到在回路中起阻断，开通水流通道作用，同时可以实现开关通路的远 程控制，由 24V 电源供电，电压低，控制简单操作方便。12. 比例器的使用图 2-7比例器运算公式：lout = I - K -1 - K1 1 2 2I，I，Iout 范围：420mAK,K :为比例系数，范围0.11说明：比例器主要是作为电流相加减使用，当单独使用电流衰减之用时，则使用 I， Iout 即可：即：lout = I - K11注意：使用匹配方式：（I，I，Iout）或（I，Iout）两种，K1,K2电位器左旋到底，则为比 列系数最小;右旋到底为比例系数最大。、PCT01A第三章 面板图及其说明加热器加热电压给

17、定值输入端口输出PCT-U1Ao电磁阀液位变送器液位变送器川压力变送器+V4+V2+Ve流量传感器电1-4=4-20mA二阶水箱管路示意图f-A温度传感器变频器内外 控储水箱制选择开关二、PCT01B液位传感器需要与外、部24V电源及检测元件构成回路，回路中电流为420mA加热器温度控制端子， 输入420mA,电流即 可控制加热电压Vs-压力变送器*+4-20mA输出端子笹出4 20mA-甲节流计IITOmA计I+ 420mA F? j/ Vj jA-420mAlt 出入-1420mAWr 岀PT2+-i4-20mA检出PTi阀三阶水箱管路示意图+4-20mA*mI豔出4*20mA1 F Vl

18、2 -乜-4-20mAtt 出内控输加mA刑+ C?尸b-口归O木储水箱丿变频器内部控 制与外部信号 控制选择开关调节阀开 度控制端 子变频器的给定信号 用来控制水泵转速， 同时控制水的压力-一王流量计直接输出 420mA电流不需 外加电源酒位变送I港位变送0=+ -PTs -+加热aACI I !+I水箱III A A L *aB v v v三、PCT03A流畳计II文字及说明见图（3-2） 所述-r=J压力变送器电阻为250U液位变送器I模拟量信号输出端口：输 出信号方式电流 420mA接线方式见图（3-3）所/示 O说明：远程数据采集模块 的输出端口负端，已经全 部相连。（即远程数据采

19、集模块模拟量输出端口 负端只要有一个端点与 24V电源负端相连即可。液位变送器II液位变送器in远程数据采集（局域网）计算机串口四、PCT04APCT-O4APLC-S7-200420mA。说明：计算机的检 测信号在上位机当 中已设置为15V 电压输入方式。在 此处把工业现场用 的420mA的电流 信号通过250 Q电 阻把电流信号转换 成上位机需要的电 压信号转换方式：U=I*R模拟量信号的输入 端口，输入信号方 式为：电流模拟量输入(15V)电阻为25OQ 1 液位变送器I2(g)C=H-(g)液位变送器ll3 (2)流量计I4 _1=)_(g) 流计II51=1(2) PTi6 1=1_

20、 液位变送器III7=J压力变送器8l=J) 液位变送器IV9 1=1PT210 1=1_(5)PTs12 层)一U1_层)PTs模拟量信号输出端 口：输出信号方式， 电流420mA，与外 围控制器接线方式： 控制器的输出端子 正负端直接与被控 元件的正负端相连调节阀I加热器3变频器O4 (|)模拟量输出(4-20mA)调节阀II五、PCT0267,5in第四章 注意事项1液位传感器和压力变送器，内部设有电源，其检测信号的输出，需要外接24V电源才可 以使用。2牛顿模块的输出端口需要外接24V电源才能有输出信号，同时，输出信号的负端已经并 在一起，所以只要一个接点与24V电源负端相连即可。3液位传感器、温度变送器，输出端口已经是420mA电流信号无需另外加电源即可使用。