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SGPCS-GC05F 现场总线高级过程控制实验装置

时间：2025-03-24 11:18:03



 

SGPCS-GC05F过程控制实验装置是一套基于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。
SGPCS-GC05F过程控制系统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。
一、 产品结构与特点：                 
2、设备特点：
（1）、分体式设计，模块化组装式结构，可以实现不同的控制系统。总线控制系统仪表控制系统。
（2）、三水箱配置；双路供水系统。
（3）、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。
（4）、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。
（5）、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。
（6）、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，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。
（7）、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。
（8）锅炉加热程控保护系统
A、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。
B、电加热管电源控制开关采用钥匙开关，不实验时，由教师保护放置钥匙，避免无关人员误操作。
（9）、电源保护措施
A、加有电流型漏电保护器。
B、三相电源加有保险管，防止断路。
（10）、电源启停控制方式；
采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
（11）、漏电保护装置及安全性和安全承诺；
A、各种电源及各种仪表的可靠的保护功能
B、各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。
C、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。
(12)、系统水路图
 

三、技术参数与要求:
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
     (1)、采用国内市场应用广泛的组态软件， 还应有每个实验的应用工程软件。
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
8、系统能够实现两种网络控制实验
现场控制网络系统
 
四、  系  统  配  置
名称 单位 数量 型号 备注  
产地
不锈钢磁力泵三相磁力泵 台 1 16CQ-8P 无泄漏，低噪音，三相380vAC，50/60Hz，180w。金属泵体螺纹连接 上海
不锈钢磁力泵二相磁力泵 台 1 MP-55R-220 无泄漏，低噪音，三相220vAC，50/60Hz，250w。 上海
温控调压模块+散热器 套 1 定制 全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。 宁波
加热环   只 1 定制 功率：2000W，220vAC。 上海
电动调节阀 只 1 Honeywell ML7420A6033 控制信号4-20mA 苏州
 
传  感  变  送  器
名称 单位 数量 规格 备注 产地
扩散硅压力（管路压力） 只 1 PT310B-100KG  选用NovaSensor原装进口的不锈钢 安徽
扩散硅压力（液位） 只 1 PT310B-50KG 485通讯制选用NovaSensor的不锈钢 安徽
Pt100温度传感器及温度变送器 套 3 Pt100 A级；温度变送器：0.2级精度，0-100℃。 杭州
流量计及流量变送器 套 2 LMGY-10 （1）量程：选0-800L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.5级。结构小巧精致,安装方便,精度高 安徽
 
                  西   门    子 1200  控    制   单   元
CPU 块 1 CPU 1215 德国
CPU电源 块 1 1BA00-0AA0 德国
MMC 块                        1 存储卡128KB
6ES7 953-8LG11-0AA0		 德国
变频器 块 1 M440 德国
ET 200M 块 1 （含1M153接口模块） 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
485通讯模块 块 1 设备总线 上海
导轨 块 833mm DIN专用导轨
6ES7 390-1AJ30-0AA0		 德国
连接器 套 2 20脚前连接器40脚前连接器6ES73921AJ000AA0 德国
WinCC7.2 套 1 带权 德国
STEP7 v5.4中文版 套 1 编程软件（带权） 德国
T型头   2   德国
终端电阻   2 6ES7972-0BA41-0XA0 德国
DP专用电缆   5米 6XV 1830-0EH10 德国
PA专用电缆   5米   德国
 
其它设备
名称 单位 数量 型号 备注 产地
实验用淡绿色透明有机玻璃水箱 只 3 定制 三个圆型有机玻璃水箱 上海
不锈钢温控实验箱  
只
 		 1 定制 由加热箱、冷却箱、溢流箱、加热环、Pt100、温度变送器组成，并带有温显表和加热箱内无水断电保护装置 上海
纯滞后实验装置 只 1 定制 完成滞后实验 上海
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 上海
电磁阀 只 2 DN15 宁波余姚三力信 宁波
接触器 只 2 220V CJX2-09 正泰 温州
配有24v直流稳压电源 只 1 定制 朝阳电源 辽宁
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。 套 1 定制 外加工 上海
实验台及实验架 套 1 定制 定制 上海
锅炉保护系统 套 1 定制 保护锅炉加热系统,无水时自动切断电源 上海
 
云网远程控制 套 1 4G网络远程控制平台模块 在模块配置软件GRMDEV里面简单配置网页样式，类似触摸屏的配 置画面，下载到模块即可。免费提供的手机APP客户端，用模块的序号密码登入巨控云监控后台就可以直接看到你做好的网页了！ 西门子
 
其他控制设备
 
软      件      系     统
WINCC7.0系统组态软件 套  1 多变量控制实验-PLC实验指导书  1 
S71200-PLC编程软件 套  1 STEP-7 v5.4中文  1
网络控制软件 套  1 远程控制  1
五、实验目录
传感器的认识与校验
1、压力变送器的认识与校验
2、电动调节阀的认识与校验
3、流量计的认识与校验
 5、变频器的认识
 6、热电阻的认识和校验
 7、调节器的认识实验
 8、智能调节仪表和智能变送仪表的操作及参数设定
 9、过程控制及检测装置硬件结构组成和连接实验
 10、现场总线组网实验
 11、485总线网络应用控制实验
 12、4G云网络控制PLC终端实验
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
单回路控制实验
1、位式控制
2、电动调节阀支路单容液位控制实验
3、变频器支路单容液位控制实验
4、上水箱双容液位控制实验 
5、上下水箱双容液位控制实验
6、三容液位控制实验
7、电动调节阀支路流量控制实验
8、变频器支路流量控制实验
9、锅炉内胆温度控制实验
10、锅炉内胆静态温度控制实验
11、锅炉内胆温度动态控制实验
12、锅炉内胆水温位式控制
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
5、下水箱液位与变频器、循环泵支路流量的串级控制系统实验
 6、锅炉内胆温度和夹套温度串级控制实验]
7、纯滞后对象出口温度与加热装置出口温度的串级控制
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
前馈反馈控制实验
1、上水箱液位流量前馈反馈控制实验
2、炉内胆温度流量前馈反馈控制实验
解耦控制实验
1、 上水箱双容液位解耦控制实验
滞后控制实验
1． SMITH预估控制实验
2． 纯滞后对象出口温度与加热装置出口温度的串级SMITH补偿控制
多变量控制实验
1. 三容水箱液位的解耦控制；三容水箱液位的约束控制
MCGS控制实验
1、MCGS实时数据库组态实验
2、MCGS图形动画、报表、曲线、报警组态实验
3、MCGS设备通讯组态实验
4、MCGS脚本程序应用实验
PLC网络云控制实验
1．客户即可在远端电脑上使用巨控WEBGUI开发工具进行网页界面配置。配置完成后，手机APP登陆使用。
2．PLC联机通讯联机实验
3．网络控制远程控制实验

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