SKFDC-13型 過程控制系統實訓對象
所屬類別：過程控制系列
·設備外觀
·設計簡述
對象系統實驗裝置通過對熱工四大參數（流量、壓力、液位、溫度）的控制，可完成《自動控制理論》、《過程控制》、《自動化儀表》、《集散控制》、《PLC可編程控制》、《單片機控制》、《計算機控制》等課程所開的實驗項目。·主要參數
1.工作電源: 三相四線380V±10％ 50Hz；2.工作環境: 溫度–10℃～+40℃，相對濕度＜85％（25℃），海撥＜4000m；
3.裝置容量：≤5.0KVA；
4.外形尺寸：1630mm×780mm×1850mm；
5.安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標符合國家標準。
·組成及功能
本裝置主要由不銹鋼框架、不銹鋼儲水箱、三個串接有機玻璃水箱、3kW三相電加熱鍋爐(由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構成)、盤管和敷塑不銹鋼管道等組成。供水系統有兩路：一路由三相（380V恒壓供水）磁力驅動泵、壓力儀表、電動調節閥、交流電磁閥、渦輪流量計及手動調節閥組成；另一路由三相磁力驅動泵（220V變頻調速，通過變頻器來驅動）、渦輪流量計及手動調節閥組成。實驗裝置基本配置及功能如下
| 序號 | 部件名稱 | 主要配置 | 數量 | 備注 |
| 1 | 液位水箱 | 包括上水箱、中水箱、下水箱，三個水箱均采用透明優質有機玻璃，不但堅實耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結果。上、中水箱尺寸均為：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸為：D=350mm，H=200mm。水箱結構獨特，由三個槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進水時水管的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩定，便于觀察。水箱底部均接有擴散硅壓力傳感器與變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。三個水箱可以組合成一階、二階、三階單回路液位控制系統和雙閉環、三閉環液位串級控制系統。 | 3個 | |
| 2 | 儲水箱 | 采用304不銹鋼板制成，尺寸為：長×寬×高=680mm×520mm×430mm，容量為152L，完全能滿足實驗的供水需要。儲水箱內部有兩個橢圓形塑料過濾網罩，以防雜物進入水泵和管道。水箱的上部和底部裝有注水閥門和排水閥門，方便實驗用水的更換。 | 1個 | |
| 3 | 鍋爐 |
有3kW三相電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由不銹鋼精制而成，主要完成相關的溫度實驗。做溫度實驗時，冷卻層的循環水可以使加熱層的熱量快速散發，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度，可完成溫度的定值控制、串級控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實驗。 內膽尺寸：直徑Φ=185mm，高度h=528mm，容積=14.2L；鍋爐夾套尺寸：直徑Φ=270mm，高度h=420mm，容積=9.8L。 |
1個 | |
| 4 | 盤管 | 模擬工業現場的管道輸送和滯后環節，長35米（43圈），管徑15mm，在盤管上有三個不同的溫度檢測點，它們的滯后時間常數不同，在實驗過程中可根據不同的實驗需要選擇 | 1套 | |
| 5 | 管道及閥門 |
盤管的出水通過手動閥門的切換既可以流入鍋爐內膽，也可以經過渦輪流量計流回儲水箱。它可用來完成溫度的滯后和流量純滯后控制實驗。 整個系統管道由敷塑不銹鋼管連接而成，泵前采用Φ20的管子，泵后采用Φ16的管子，溢流管采用Φ25的管子，所有的手動閥門均采用優質球閥，徹底避免了管道系統生銹的可能性。有效提高了實驗裝置的使用年限。 |
1套 | |
| 6 | 液位變送器 | 用于對三個液位水箱的液位進行檢測；材質：全不銹鋼結構，鋁合金外殼；量程范圍：0～5KP；精度：0.5%；絕緣電阻：≥20MΩ/50VDC；零點溫度系數：±0.5%FS/10℃；穩定性：±0.5%FS/1年；輸出信號：4～20mADC（兩線制），帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術，對傳感器溫度漂移跟隨補償。 | 3只 | |
| 7 | 溫度傳感器 | 采用Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管（有3個測試點）以及上水箱出口的水溫。Pt100測溫范圍：-200～+650℃。Pt100傳感器精度高，熱補償性較好，可用于做標準校驗用熱電阻。 | 6只 | |
| 8 | 流量變送器 | 采用渦輪流量計，渦輪流量計的傳感器部分為渦輪結構，是一種速度式檢測儀表，用于檢測水流量的大小，當流量很小時其精度也不會降低。公稱通徑：10毫米（管螺紋G1/2″）；量程：0～1.2m3/h；精度：1級；輸出信號： 4～20mA DC（兩線制）；供電電源：DC24V | 3只 | |
| 9 | 電動調節閥 | 采用智能直行程電動調節閥，用來對控制回路的流量進行調節。具有精度高、技術先進、體積小、重量輕、推動力大、功能強、控制單元與電動執行機構一體化、可靠性高、操作方便等優點，電源為單相220V，控制信號為4～20mADC，可輸出為4～20mADC的閥位信號，使用和校正非常方便。 | 1臺 | |
| 10 | 磁力驅動泵 | 本裝置采用磁力驅動泵做為供水系統，型號為16CQ-8P，流量為30升/分，揚程為8米，功率為0.18KW，轉速2800rpm。泵體完全采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長。本裝置采用兩只磁力驅動泵,一只為三相380V恒壓驅動，另一只為三相變頻220V輸出驅動。 | 2只 | |
| 11 | 電磁閥 | 安裝在電動調節閥的旁路，起到階躍干擾的作用。電磁閥工作電壓：220VAC；公稱通徑：DN15；管螺紋G1/2″ | 1只 | |
| 12 | 三相電加熱管 | 由三根1kW電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內膽內的水進行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。 | 1套 |
·實訓項目
(一) 現場儀表安裝與調試技能實訓1.壓力變送器的安裝與調試
2.渦輪流量計的安裝與調試
3.電磁流量計的安裝與調試
(二) 過程自動化系統的調試與運行
1.單容水箱液位定值控制系統
2.雙容水箱液位定值控制系統
3.單閉環流量定值控制系統
4.鍋爐內膽水溫定值控制系統
5.水箱液位串級控制系統
6.下水箱液位與進水流量串級控制系統
7.單閉環流量比值控制系統
8.雙閉環流量比值控制系統
9.下水箱液位的前饋-反饋控制系統
10.盤管出水口溫度滯后控制系統
11.盤管出水口流量滯后控制系統
12.上水箱液位與出口溫度解耦控制系統
13.系統控制程序的編寫與調試
14.過程自動化系統的設計、調試與運行
