JDGCS-Ⅲ型高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置

 

一、系統(tǒng)概述

 

“JDGCS-Ⅲ高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是從高校自動化相關(guān)專業(yè)教學實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場總線技術(shù)，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實驗裝置。

 

“JDGCS-Ⅲ高級現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是由現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。該對象系統(tǒng)在管道中采用電磁閥替代SBGCS-68E型中的手閥控制各管道的連接，可實現(xiàn)上位機根據(jù)采集參數(shù)進行自動控制或者上位機中進行鼠標點擊人為控制，為實現(xiàn)DCS的多種控制策略，系統(tǒng)中上水箱壓力變送器（上水箱液位）采用總線采集參數(shù)“變送器采用帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源）”。

 

現(xiàn)場總線控制系統(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：

 

SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡）

 

SIEMENS電源模塊一個

 

PA Coupler 耦合器一個

 

8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個

 

4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個

 

變頻器一個

 

DP通訊線和DP接頭若干

 

MPI-USB通訊線一條

 

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件

 

采用SIEMENS WINCC軟件監(jiān)控、SIEMENS STEP7編程

 

二、系統(tǒng)特點

 

能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場過程變量數(shù)字化采集,實現(xiàn)從過程變量的現(xiàn)場采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸,可完成DCS分布控制系統(tǒng)架構(gòu)。

 

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

 

四、控制對象

 

一）、系統(tǒng)組成

 

過程控制實驗對象系統(tǒng)

 

實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；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)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計等組成。

 

整套對象系統(tǒng)由不銹鋼材料制造，包括對象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。

 

對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置

 

擴散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；

 

渦輪流量計三只：分別檢測兩條動力支路及盤管出水口的流量；

 

Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；

 

控制模塊：包含電磁閥21只、電動調(diào)節(jié)閥一個、可控硅溫度控制模塊一只；

 

三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動泵、220V循環(huán)泵。

 

二）、系統(tǒng)主要特點

 

被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)

 

執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器

 

系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動外，還可在對象中通過電磁閥制造各種擾動