工業(yè)中的過(guò)程控制是指以溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制。過(guò)程控制也稱實(shí)時(shí)控制,是計(jì)算機(jī)及時(shí)的采集檢測(cè)數(shù)據(jù),按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),如數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)流水線的控制等。過(guò)程控制系統(tǒng)指以保證生產(chǎn)過(guò)程的參量為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。表征過(guò)程的主要參量有溫度、壓力、流量、液位、成分、濃度等。通過(guò)對(duì)過(guò)程參量的控制,可使生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高和能耗減少。一般的過(guò)程控制系統(tǒng)通常采用反饋控制的形式,這是過(guò)程控制的主要方式。
過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備可滿足《自動(dòng)控制理論》、《過(guò)程控制》、《自動(dòng)化儀表》以及《傳感器檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué),除了能滿足本、專(zhuān)科學(xué)生不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,還能為研究生、相關(guān)專(zhuān)業(yè)老師和工程技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究,提供了實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)現(xiàn)的途徑。過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備集多參數(shù)控制為一體,由過(guò)程控制對(duì)象、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、顯示器和計(jì)算機(jī)(用戶自配)等組成。
1.控制對(duì)象的模型由上、中、下三個(gè)水箱及一個(gè)儲(chǔ)水箱組成,上、中、下水箱由兩臺(tái)磁力泵供水。上、中兩個(gè)水箱各裝有一個(gè)擴(kuò)散硅壓力變送器來(lái)檢測(cè)壓力和液位;下水箱是一個(gè)復(fù)合式水箱,其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計(jì)(定做)、小型閥門(mén)和兩臺(tái)磁力驅(qū)動(dòng)泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺(tái)磁力泵中的任一臺(tái)都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道,模擬現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的干擾信號(hào),以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。
2.實(shí)驗(yàn)掛箱
本設(shè)備共提供九個(gè)實(shí)驗(yàn)掛箱,分別是傳感器輸出與顯示;單片機(jī)控制;模擬PID實(shí)驗(yàn)掛箱(配兩個(gè));位式、連續(xù)控制掛箱;面板流程圖;交流變頻器(日本三菱)掛箱(配兩個(gè)); PLC控制器(西門(mén)子S7-200)掛箱。
3.專(zhuān)用編程電纜線
4.485通訊轉(zhuǎn)換器
5.豪華型電腦臺(tái)
6.計(jì)算機(jī)(用戶自備)
7.上位機(jī)軟件
PLC編程環(huán)境軟件為它可以對(duì)S7-200的所有功能進(jìn)行編程。上位機(jī)具有二種監(jiān)控軟件:
工控組態(tài)軟件:利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng),以及利用RS232/485轉(zhuǎn)換器組成智能調(diào)節(jié)儀與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象過(guò)渡過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ),數(shù)據(jù)曲線的動(dòng)態(tài)顯示和監(jiān)控。工控組態(tài)軟件還可以對(duì)控制對(duì)象的圖形任意組態(tài),動(dòng)態(tài)顯示,編制控制策略,輸出實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),打印工程報(bào)表,操作菜單設(shè)計(jì)等一系列強(qiáng)大的功能。
(2)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與算法控制軟件:利用RS232通信接口,配合單片機(jī)控制與計(jì)算機(jī)算法控制軟件,實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字式PID運(yùn)算控制和各種先進(jìn)的智能控制,并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集作圖。而且可使用數(shù)學(xué)軟件編制各種新型的、先進(jìn)的控制算法。另外單片機(jī)還可作為獨(dú)立的控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。