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KH-GC05現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置是從高校自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求出發(fā)，采用代表自動(dòng)化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，開發(fā)出來(lái)的進(jìn)行通訊和遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝置。現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置是由現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和對(duì)象系統(tǒng)組成。該對(duì)象系統(tǒng)與“高級(jí)過(guò)程對(duì)象系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”基本相同，不同之處在于下水箱的壓力變送器采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過(guò)總線供電，不需要另外接工作電源）。能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程變量數(shù)字化采集。實(shí)現(xiàn)從過(guò)程變量的現(xiàn)場(chǎng)采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸。
一、現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置組成：
1、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)硬件：除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：
(1)SIEMENS315-2DPCPU一個(gè)（含MMC卡）
(2)SIEMENS電源模塊一個(gè)
(3)PACoupler耦合器一個(gè)
(4)8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個(gè)
(5)4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個(gè)
(6)變頻器一個(gè)
(7)DP通訊線和DP接頭若干
(8)MPI-USB通訊線一條
2、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)軟件：采用SIEMENSWINCC軟件監(jiān)控、SIEMENSSTEP7編程。
二、現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)控制對(duì)象：
一）系統(tǒng)組成：
1、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱；上、中、下三個(gè)串接有機(jī)玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）和鋁塑盤管組成。系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅(qū)動(dòng)泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計(jì)等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計(jì)等組成。整套對(duì)象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對(duì)象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2、對(duì)象系統(tǒng)中的各類檢測(cè)變送及執(zhí)行裝置：
(1)擴(kuò)散硅壓力變送器三只：分別檢測(cè)上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2)渦輪流量計(jì)三只：分別檢測(cè)兩條動(dòng)力支路及盤管出水口的流量；
(3)Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來(lái)檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4)控制模塊：包含電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥各一個(gè)；
(5)三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動(dòng)泵、220V循環(huán)泵。
二）系統(tǒng)主要特點(diǎn)：
1、被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)
2、執(zhí)行器中既有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻器等電力拖動(dòng)類執(zhí)行器
3、系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動(dòng)外，還可在對(duì)象中通過(guò)電磁閥和手操作閥制造各種擾動(dòng)
4、一個(gè)被調(diào)參數(shù)可用不同的動(dòng)力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣
5、能進(jìn)行多變量控制系統(tǒng)及特定的過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1.現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
2.下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫
3.上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài)
4.一階單容上水箱對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.二階雙容水箱對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
6.上水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
7.串接雙容下水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
8.三容液位定值控制實(shí)驗(yàn)
9.鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
10.鍋爐夾套水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
11.單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗(yàn)
12.鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實(shí)驗(yàn)
13.水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
14.三閉環(huán)液位控制實(shí)驗(yàn)
15.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
16.鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
17.上水箱液位與進(jìn)水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
18.單閉環(huán)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
19.下水箱液位前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
20.鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
21.溫度純滯后控制實(shí)驗(yàn)
22.流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)
23.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)
四、現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置配置清單：
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序號(hào)
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設(shè)備名稱
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數(shù)量
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單位
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1
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不銹鋼框架
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1
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套
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2
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有機(jī)玻璃水桶
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3
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只
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3
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不銹鋼下水箱
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1
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只
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4
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不銹鋼復(fù)合加熱桶
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1
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只
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5
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380V磁力驅(qū)動(dòng)泵
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1
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只
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6
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220V循環(huán)泵
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1
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只
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7
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SIEMENS315-2DPCPU
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1
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只
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8
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SIEMENS電源模塊
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1
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只
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9
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MMC卡
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1
|
只
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10
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PACoupler耦合器
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1
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只
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11
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8路模擬量輸入模
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2
|
只
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12
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4路模擬量輸出模
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1
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只
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13
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SIEMES變頻器MM420
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1
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只
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14
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DP通訊線和DP接頭
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若干
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只
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15
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擴(kuò)散硅壓力變送器
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3
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只
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16
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渦輪流量計(jì)
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3
|
只
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17
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PT100熱電阻傳感器
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6
|
只
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18
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電磁閥
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1
|
只
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19
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電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
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1
|
只
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20
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可控硅調(diào)壓器
|
1
|
只
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21
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控制柜
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1
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臺(tái)
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