PCS-D Equipamento experimental de sistema de controlo de processo

Ⅰ.Visão Geral do Produto

Este sistema pode desempenhar as funções experimentais e de treino de sistemas de regulação de pressão, caudal e valor constante de nível de líquido, bem como sistemas de regulação de razão, cascata, feedforward-feedback e outros sistemas complexos. O objeto controlado é fornecido com uma caixa de controlo de interface, a fonte de alimentação e o sinal da caixa de controlo são separados, e a caixa de controlo inclui um dispositivo de alimentação, um conversor de frequência, um regulador inteligente e dispositivos de proteção básicos para o equipamento, além de fornecer uma interface de expansão.

Ⅱ.Principais características e requisitos do sistema

1. Os parâmetros regulados incluem parâmetros térmicos, como o caudal, a pressão e o nível de líquido. Os atuadores incluem atuadores para instrumentos de válvulas reguladoras e acionadores elétricos para reguladores de velocidade de frequência variável. Além de alterar o valor definido do regulador para perturbação por degrau, o sistema também pode criar perturbações no objeto através de válvulas solenoides e válvulas manuais;

2.Um parâmetro regulado pode evoluir para múltiplos circuitos de regulação sob diferentes fontes de alimentação, diferentes atuadores e diferentes linhas de processo. Ao realizar diferentes combinações do sistema de objetos e combinar diferentes propósitos experimentais, podem ser realizadas dezenas de experiências de controlo de processos.

III.Requisitos do Índice de Desempenho

1. Potência de entrada: trifásico a quatro fios 380 V e monofásico a três fios 220 V ± 10%;

2. Ambiente de trabalho: temperatura de -10 ℃ a +40 ℃, humidade relativa ≤ 85%;

3. Capacidade do dispositivo: 2 kVA;

4. Dimensões exteriores aproximadas: 1200 mm x 780 mm x 1830 mm;

IV. Requisitos da composição do dispositivo

O sistema é composto principalmente por uma estrutura em aço inoxidável, um tanque de armazenamento de água em aço inoxidável, três tanques de água em vidro orgânico ligados em série e tubos de aço inoxidável revestidos a plástico. O sistema de abastecimento de água possui duas vias: uma composta por uma bomba de acionamento magnético monofásica, uma válvula reguladora elétrica, um caudalímetro eletromagnético e uma válvula de comutação manual; A outra rota é composta por um conversor de frequência, uma bomba de acionamento magnético de frequência variável, um caudalímetro de turbina e uma válvula de comutação manual. A configuração específica é a seguinte:

1. Objeto de controlo:

(1) Estrutura em aço: aço inoxidável;

(2) Tanque de armazenamento de água: volume de 150 L, para satisfazer as necessidades experimentais de abastecimento de água dos tanques de água superior, médio e inferior. A parte inferior do depósito de água está equipada com uma válvula de saída de água;

(3) Tanque de nível de líquido: inclui os tanques de água de nível de líquido superior, médio e inferior. A parte inferior do depósito de água está ligada a um sensor de pressão de silício difuso e a um transmissor. Os depósitos de água superior, médio e inferior podem ser combinados num sistema de controlo de nível de líquido de circuito único de primeira, segunda e terceira ordem e num sistema de controlo de nível de líquido em cascata de circuito fechado duplo e triplo;

(4) Bomba de água: O sistema de abastecimento de água utiliza uma bomba de acionamento magnético, com um caudal de 30 litros/minuto, uma altura manométrica de 8 metros e uma potência de 180 W. O corpo da bomba é inteiramente fabricado em aço inoxidável. Este dispositivo utiliza duas bombas de acionamento magnético, uma para acionamento de pressão constante monofásica de 220 V e a outra para acionamento de saída trifásica de frequência variável de 220 V;

(5) Tubagens e válvulas: Toda a tubagem do sistema está ligada por tubos de aço inoxidável revestidos de plástico, e as válvulas manuais são todas válvulas de esfera. O canal de água pode ser selecionado livremente para alternar o estado de ligação da tubagem;

(6) Válvula solenóide: A válvula solenóide é uma válvula solenóide normalmente fechada com uma temperatura de funcionamento de -5 a 80 °C.

2. Instrumentos de campo:

(1) Transmissor de pressão: Utiliza um transmissor de pressão de silício difuso industrial com diafragma de isolamento em aço inoxidável, utiliza tecnologia de isolamento de sinal e acompanha e compensa o desvio de temperatura do sensor. A gama é de 0 a 200 kPa, a precisão é de 0,5 níveis, a alimentação é de 24 VCC e o sinal de saída padrão é de 4 a 20 mA;

(2) Transmissor de nível de líquido: Utiliza um transmissor de pressão de silício difuso industrial com diafragma de isolamento em aço inoxidável, utiliza tecnologia de isolamento de sinal e acompanha e compensa o desvio de temperatura do sensor. O intervalo é de 0 a 5 kPa, a precisão é de 0,5 níveis e o sinal de saída padrão é de 4 a 20 mA;

(3) Sensor de caudal eletromagnético: Utiliza um caudalímetro eletromagnético integrado no sensor-transmissor, intervalo de caudal: 0 a 1,5/h, precisão de medição de ± 0,5%, o sinal de saída padrão é de 4 a 20 mA; (sensor de caudal eletromagnético e conversor)

(4) Medidor de caudal tipo turbina: A parte do sensor do medidor de caudal tipo turbina é uma estrutura de turbina. O transmissor é alimentado a 24 VCC, tem uma saída de transmissão de 4 a 20 mA e uma precisão de 1,0. É um dispositivo de deteção de caudal com um sensor de alta precisão e estrutura integrada de transmissor, que é utilizado para detetar o caudal de derivação da bomba de frequência variável e o caudal de saída da bobina;

(5) Válvula de controlo elétrica: É utilizada uma válvula de controlo elétrica inteligente de curso reto para ajustar o caudal da malha de controlo. A unidade de controlo está integrada no atuador elétrico, a alimentação é monofásica de 220 V, o sinal de controlo é de 4-20 mADC ou 1-5 VDC e a saída é um sinal de posição da válvula de 4-20 mADC;

(6) Conversor de frequência: A entrada do sinal de controlo é de 4-20 mADC e a saída de conversão de frequência CA de 220 V é utilizada para acionar uma bomba de acionamento magnético trifásica.

3. Caixa de controlo:

(1) Caixa de interface do objeto experimental: A caixa de interface do objeto de controlo está dividida numa caixa de alimentação e numa caixa de interface de sinal. A caixa de alimentação contém dispositivos de alimentação, interruptores de distribuição de energia e outros dispositivos elétricos de alta potência; a caixa de interface de sinal é principalmente uma interface intermédia para ligar sinais de corrente fraca com o sistema de controlo alargado;

(2) Componentes inteligentes do instrumento: visor digital inteligente com interface de comunicação, alarme, etc., capaz de realizar o controlo do nível de líquidos em malha fechada dupla.

(3) Fonte de alimentação comutada: tensão de entrada 220 VCA; tensão de saída 24 VDC; potência nominal 100 W;

(4) Contactor CA: 220 V

(5) Relé intermédio: CC 24 V

(6) Terminal de cablagem: bom isolamento, resistente e durável

(7) Isolador: utilizado para isolamento e conversão de sinal, pode converter o sinal de tensão de 0-10 V numa saída CC de 4 a 20 mA.

V. Itens experimentais

1. Experiência de teste básico do sistema

(1) Experiência de medição de pressão, nível de líquido e caudal

(2) Experiência de medição da característica de carga da bomba

(3) Experiência de medição da característica de controlo da bomba de frequência variável

2. Experiência de investigação sobre medição da característica do objeto

(1) Experiência de medição do nível de líquido num tanque de água de capacidade única

(2) Experiência de medição do nível de líquido num tanque de água de dupla capacidade

(3) Experiência de medição da característica de caudal da válvula de controlo elétrico

3. Experiência de sistema de controlo em malha única

(1) Experiência de controlo do valor constante do nível de líquido num tanque de água de capacidade única

(2) Experiência de controlo do valor constante do nível de líquido numa capacidade dupla

(3) Experiência de controlo de fluxo em malha fechada única

(4) Experiência de controlo de pressão em malha fechada única

4. Experiência de sistema de controlo em cascata

(1) Experiência de controlo do nível de líquido numa caixa de água de circuito fechado duplo

(2) Experiência de controlo do nível de líquido numa caixa de água e fluxo de entrada em cascata

5. Experimento de controlo da razão de caudal

(1) Controlo da razão de caudal em malha fechada única Sistema

(2) Experiência de controlo de razão variável

6. Experimento de controlo de realimentação direta

VI. Desempenho técnico

1. Potência de entrada: trifásico monofásico 220V±10%

2. Ambiente de trabalho: temperatura de 10°C a 40°C, humidade relativa ≤85%

3. Capacidade do dispositivo: 1,0kVA

4. Dimensões: 800mm x 600mm x 1850mm (comprimento x largura x altura)

5. Função de proteção: O dispositivo possui funções de proteção de ligação à terra e proteção contra fugas, e a sua segurança cumpre as normas nacionais relevantes.

VII. Sistema de controlo DCS

1. Estrutura de rede de três camadas claramente dividida: abrangendo o barramento Ethernet da camada de operação, o barramento Ethernet industrial da camada de controlo e o barramento da camada de campo.

2. Capacidade de processamento do hardware:

A unidade de controlo principal da estação de controlo é um CPU Pentium II, com 34 MB de memória, dos quais 2 MB são SRAM; as unidades de processamento de sinal de E/S são todas estruturas inteligentes.

3. Capacidade de processamento do sistema:

Um sistema suporta 8 domínios, sendo que cada domínio tem uma capacidade de processamento de 10.000 pontos de E/S físicos e 1.000 malhas de controlo.

4. Módulo controlador principal:

Tensão de entrada: 21,6 a 26,4 VDC. Redundância do módulo: suporta redundância mestre-escravo em modo hot standby, tempo de comutação de redundância de 50 ms, SRAM de retenção após encerramento: 1 MB. Proteção após paragem: modo de funcionamento: retenção da bateria de reserva; tempo de retenção de dados após encerramento: 2 anos.

Rede do sistema: Ethernet: 100 Mbps. Modo de funcionamento: redundância de rede dupla, taxa de comunicação: 187,5 Kbps, 500 Kbps, 1,5 Mbps.

5. Módulo de backplane do controlador principal: suporta 4 módulos, sendo os dois slots à esquerda para os módulos do controlador principal e os dois slots à direita para os módulos IO-BUS. As interfaces externas do módulo de controlo principal e do módulo IO-BUS estão localizadas na base de controlo principal de 4 slots.

6. Módulo de alimentação do sistema: realiza a conversão de CA 110 VCA/220 VCA para CC 24 VCC, com isolamento de entrada e saída e potência nominal de saída de 120 W.

7. Módulo de alimentação auxiliar: realiza a conversão de 220 VCA para 24 VCC, com isolamento de entrada e saída; com função de proteção contra curto-circuito na saída, a alimentação recupera automaticamente após a eliminação da avaria.

Versão síncrona para PC:

PCS-D Equipamento experimental de sistema de controlo de processo http://porbiisun.biisun.hfcfwl.com/home/category/detail/id/166.html