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SG-GK01 过程控制实验装置

时间:2026-06-23 11:13:47



一、基本介绍:
 1、SG-GK01 过程控制实验装置可满足高等院校“过程控制”、“自动调节原理”、“控制仪表”、“自动检测技术与传感器”等相关课程的教学实验需求。包括温度、压力、流量、液位等参数,对其进行测量、控制,分析过程参数变化特性,研究过程控制规律(如PID控制)等。
2、装置采用一体式设计,模块化组装式结构,可以根据不同的需要选择控制模块。
3、配有2个水箱,采用双路供水系统。
4、配有储水箱,带排水装置。
5、装置完全敞开设计,内部器件全部可视,有利于直观教学和维护。
6、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。
7、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,保护人身及设备安全。
8、装置开放度好,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。
9、锅炉加热程控保护系统:
(1)加热电路配有保险管进行过载保护;
(2)锅炉加热内胆配有水位液位保护装置,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。
10、电源保护措施:
(1)配有电流型漏电保护器,防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。
(2)各控制电路配有保险管,有效保护器件因过载造成损坏。
11、漏电保护装置及安全要求:
(1)各种电源及各种仪表具有可靠的保护功能;
(2)实验强电接线插头采用封闭式结构,强弱电不能混插。防止触电事故的发生。
二、技术指标
1.供电电源:AC 220V±10%,50Hz±5%,10A。
2.工作环境:温度10℃~40℃相对湿度<85%(25℃)
3.整机容量:≤2.5kVA
4.外形尺寸:实验台:≥1400mm×830mm×1750mm(±20mm)、电脑桌:≥625mm×600mm×1045mm(±20mm)
5.安全保护:装置设有漏电保护及接地保护,安全性符合国际标准;采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线;装置温度实验系统设置有防干烧保护;设备总电源通过钥匙开关和启停控制按钮。
三、系统主要功能配置:

序号 部件名称 主要规格参数 数量
1 实训平台 (1)采用四个80x80mm工业铝型材立柱为支撑,立柱端部可安装调节脚,方便高度调节,主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接,台面高度:800mm,桌面板下设支撑框架,截面尺寸为30x30mm,承受力300Kg,外观简洁、大气、新颖。
(2)立柱采用工业铝型材成型工艺,表面氧化处理,截面尺寸:80x80mm,四面带槽,槽宽8.2mm,端部配套塑料堵头,槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。
(3)C字形铝压成型构件为左、右对称件,外形160x166x70mm,单件比重0.37kg,采用压铸成型工艺,经机加工、抛丸、喷砂,表面橙色静电喷涂工艺。
(4)实训台架采用独立框架式结构设计,框架由上中下左右五根工业型材分割为上下两个区域,所有型材表面光滑,无凹槽,用于放置交直流电源、测量仪器仪表和实训模块等。实训台两侧提供单相多功能插座和三相四线交流电源插座,为外配仪器设备提供工作电源。
1套
2 电气箱 主要包含2个PLC控制器,漏电保护器,固态调压装置,开关电源,交换机等电气装置,所有信号采用国际标准的IEC信号。 1套
3 电脑桌 型材和钣金结构,用于放置计算机,下方装有万向轮。尺寸:约560mm×600mm×1020mm。 1张
4 控制对象 包括2只上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃,结构包括缓冲槽、工作槽、出水槽,用以完成液位相关实验,水箱采用优质有机玻璃,水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成。
不锈钢温控实验箱1只:由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器等组成,加热箱内配有无水断电保护装置,防止温度干烧。
储水箱自动进、排水装置1套,其中储水箱底部装有出水阀。
1套
5 智能电动调节阀 采用智能直行程电动调节阀,用来对控制回路的流量进行调节。电动调节阀型号为:QSTP系列。电源为单相220V,控制信号为4~20mADC或1~5VDC,输出为4~20mADC的阀位信号。 1只
6 单相磁力泵 单相 220VAC,90W,无泄漏,低噪音,扬程8米。 1台
7 三相磁力泵 无泄漏,低噪音,三相220VAC,180W,扬程8米。 1台
8 交流变频控制 控制信号输入为4~20mADC或0~5VDC,交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。 1台
9 温控调压模块+散热器 采用二相全隔离一体化交流移相调压器模块,采用SMT工艺,DCB陶瓷基板,有LED电源指示和LED输出调节量指示,控制参数:可输入0~5V、0~10V、4~20mA;输出参数:额定工作电压:380VAC±10%;电网频率:50Hz;断态峰值截止电压VP:≥1200VPK;电小负载电流:100 mA;断态漏电流:<12 mA;关断最大延时:10ms;调节响应时间:10ms。 1套
10 加热环 由三根0.6KW电加热管星形连接而成,用来对锅炉内胆内的水进行加温。 1只
11 锅炉防干烧保护装置 配备有防干烧保护系统,当锅炉内胆液位低于警戒水位线时,保护装置将切断调压模块输出电压,有效保护电加热管不被干烧损坏。 1套
12 扩散硅压力变送器(液位) 量程为0~3KPa(以实际的水箱高度为准),用于测量水箱液位高度,直流24V供电,标准两线制接线4~20mA变送输出、精度0.5级,采用工业用的扩散硅压力变送器,带不锈钢隔离膜片,采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。带HART通讯功能。 2只
13 压力变送器 量程为0~100KPa,直流24V供电,标准两线制接线4~20mA变送输出,精度0.5级,采用工业用的扩散硅压力变送器,带不锈钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。 1只
14 Pt100温度传感器及温度变送器 Pt100:A级;温度变送器:0.5级精度,0-100℃。工作电压直流24v,温度变送器输出4-20 mADC。 1套
15 涡轮流量计 量程:0-1200L/h;输出信号:4-20mADC;精度:0.5级。 2套
16 液位开关 安装于实验水箱 4套
17 PLC控制系统 CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO 1套
19 电磁阀 可以实现阶跃和脉冲干扰,通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。 1只
20 直流稳压电源 提供直流24V电源。 1套
21 组态软件 TIA V18 1套
22 控制软件 上位机控制软件由西门子博图TIA V18 WINCC编写。
西门子博图TIA V18 的 WinCC 是 西门子自动化 软件中用于 人机界面 (HMI)开发的核心组件,主要用于创建可视化监控界面。
核心功能
WinCC V18支持动态图形设计,可生成包含仪表盘、趋势图、报警窗口等元素的交互式界面。其 Unified 版本支持与 STEP 7 V18协同工作,自动同步PLC程序变更到HMI界面,实现"一键更新"功能。
1套
 
 
 
四、完成的实验项目:
1、特性实验
(1)水箱单容特性实验
(2)水箱双容特性实验
(3)流量特性实验
(4)压力特性实验
2、单回路控制实验
(1)单容液位控制实验
(2)双容液位控制实验
(3)流量控制实验
(4)锅炉内胆温度控制实验
3、串级控制实验
(1)上水箱双容串级控制实验
(2)上水箱液位与流量串级控制实验
4、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