TW-CK11 现场总线过程控制实验装置
一、概述：
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。
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 |
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， |
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， |
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。 |
加热环 | 只 | 1 | 功率：1400W，220VAC。 |
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℃。 |
智能电动调节阀 | 只 | 1 | Honeywell |
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） |
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 |
CPU电源 | 块 | 1 | 6ES7 307-1BA00-0AA0 |
MMC | 块 | 1 | 存储卡128KB |
变频器主体 | 块 | 1 | 6SE6 420-2AB13-7AA1 |
变频器通讯板 | 块 | 1 | 6SE6 400-1PB00-0AA0 |
变频器器操作面板 | 块 | 1 | 6SE6 400-0BP00-0AA0 |
ET 200M | 块 | 1 | 6ES7 153-1AA03-0XB0 |
SM331 | 块 | 1 | 8 AI |
SM332 | 块 | 1 | 4 AO |
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 |
Profibus-PA温度总线仪表 | 块 | 1 | 温度测量带PA输出7NG3213-0NN00 |
Profibus-PA液位总线仪表 | 块 | 1 | 液位测量带PA输出7MF4634-1DD2-3AF6 |
通讯卡 | 块 | 1 | C P / 5611通讯卡 |
电缆编程 | 套 | 1 | 6ES7-901-0BF00-0AA0 |
导轨 | 块 | 833mm | DIN专用导轨 |
连接器 | 套 | 5 | 20脚前连接器 |
WinCC6.0 | 套 | 1 | |
STEP7 v5.4 | 套 | 1 | 编程软件 |
T型头 | 3 | ||
终端电阻 | 1 | ||
DP专用电缆 | 5米 | 6XV1830-0EH10 |
●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 |
| 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 |
接触器 | 只 | 4 | 正泰 |
继电器 | 只 | 4 | 正泰 |
液面探头 | 只 | 2 | 自制 |
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。 | 套 | 1 | 外加工 |
实验台及实验架 | 套 | 1 | 外加工 |
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