高級(jí)過程控制系統(tǒng)

產(chǎn)品介紹

【高級(jí)過程控制系統(tǒng)】

在基于自動(dòng)化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)，推出MCG30過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)系列裝置。本產(chǎn)品可滿足各大高等院校所開設(shè)的《傳感器檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》、《過程控制》、《自動(dòng)化儀表》、《自動(dòng)控制理論》、《計(jì)算機(jī)控制》等課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求。

 MCG30作為國家自動(dòng)化工程師認(rèn)證技能測試平臺(tái)，產(chǎn)品和指導(dǎo)書經(jīng)過國內(nèi)很多位專家教授的反復(fù)審核，具有很高的教學(xué)推廣價(jià)值。和其他廠家的產(chǎn)品比較具有明顯的特色，系統(tǒng)更加符合工業(yè)現(xiàn)場，具有非常好的可擴(kuò)展性、安全性、可維護(hù)性。

 MCG30高級(jí)過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由現(xiàn)場系統(tǒng)（對(duì)象系統(tǒng)），上位控制系統(tǒng)，上位計(jì)算機(jī)（選配）三部分構(gòu)成。

 產(chǎn)品經(jīng)過5代改進(jìn)，包括MCG30，MCG30-II型工廠實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，支持Profibus DP/PA, ProfiNet, FF , DeviceNet, Modbus，PowerLink等現(xiàn)場總線。從而形成MCG30FF、MCG30PA、MCG30DV等型號(hào)產(chǎn)品。

【MCG30高級(jí)過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)產(chǎn)品優(yōu)勢】

對(duì)象系統(tǒng)優(yōu)勢

 經(jīng)過5次系統(tǒng)升級(jí)，我們對(duì)現(xiàn)場系統(tǒng)進(jìn)行了很大的改進(jìn)，提供全開放式，模塊化設(shè)計(jì)，從現(xiàn)場系統(tǒng)或?qū)ο笙到y(tǒng)上比較優(yōu)勢如下所示：

 更符合工業(yè)現(xiàn)場，可維護(hù)性和擴(kuò)展性好

1、提供圓罐非線性容器，圓罐容器具有很好的耐壓特性，所以化工等行業(yè)使用很多。

2、提供豎直多容和水平多容，水平多容在工業(yè)現(xiàn)場使用更多，各個(gè)容器之間相互影響。 

設(shè)計(jì)更具有合理性

 1、盡可能使管道口徑更大，裝備截面積大的水箱系統(tǒng)460*440*250MM。

 2、提供特殊閘板，從而使出水口開度可以準(zhǔn)確控制，而且避免虹吸效果。出水口直徑38毫米，使得流量可控范圍更大。

 3、提供鍋爐與工業(yè)換熱器系統(tǒng)。具有聯(lián)鎖保護(hù)功能，以及用戶可編程的聯(lián)鎖保護(hù)和緊急停車系統(tǒng)。

 4、提供經(jīng)典的管道壓力和流量耦合實(shí)驗(yàn)。兩輸入兩輸出，而且與溫度和時(shí)間無關(guān)，可以更快速更容易地重復(fù)。

控制系統(tǒng)優(yōu)勢

我們對(duì)控制系統(tǒng)也進(jìn)行了很大的改進(jìn)，提供全開放式、模塊化設(shè)計(jì)，其總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示。

完整的的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1、可以提供的控制系統(tǒng)，例如各種DCS、FCS系統(tǒng)，甚至包括了硬件軟件的各種等級(jí)的冗余。

2、可以提供的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，包括Profibus、 DeviceNet 、FF等等，并可以提供這些總線的儀表。

3、實(shí)現(xiàn)E網(wǎng)到底，提供工業(yè)網(wǎng)關(guān)，把RS232、 RS485設(shè)備連接到以太網(wǎng)上。

4、體系結(jié)構(gòu)更好地體現(xiàn)了四層工業(yè)控制層次，儀器儀表層、控制層、監(jiān)控層、管理層?？梢蕴峁┕芾韺拥腞EALMIS演示系統(tǒng)

控制系統(tǒng)非常全

1、提供西門子、貝加萊、Smar、研華、歐姆龍全系列控制器，以及總線支持。

2、提供和利時(shí)MACS、浙大中控JX300、ABB AC800F、霍尼維爾TDC3000，橫河CS3000等DCS產(chǎn)品。

更符合工業(yè)現(xiàn)場

1、采用開放式機(jī)柜，所有的接線部分不用拆任何螺釘，就可以打開，并方便地維修。沒有任何隱蔽的設(shè)備。

2、全部采用端子到設(shè)備的接線方式，方便檢測、維護(hù)、更改各個(gè)端子。用戶可以方便地搭建自己的控制系統(tǒng)。

3、單一控制機(jī)柜提供多三個(gè)控制系統(tǒng)，可以提供多個(gè)機(jī)柜之間的級(jí)聯(lián)。

實(shí)驗(yàn)上的優(yōu)勢

 1、可以實(shí)現(xiàn)非常多的實(shí)驗(yàn)，特別是高級(jí)實(shí)驗(yàn)。包括數(shù)字PID、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、推理控制等等。

 2、非常多的結(jié)構(gòu)特殊的液位容器，可以進(jìn)行各種工業(yè)容器特性的研究，例如圓罐容器，倒錐形容器等等。

實(shí)驗(yàn)裝置在對(duì)象系統(tǒng)上采用工廠立體結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，滿足儀表系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、液位四大熱工參量，配有變頻器、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、浮球液位等，支持DCS信號(hào)接口。在控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場智能儀表、DDC 控制器、PLC可編程邏輯控制器等，并配置多種上位計(jì)算機(jī)軟件。由本公司自主研發(fā)的操作控制軟件，此軟件既可以直接與設(shè)備進(jìn)行通訊，完成各種各樣的控制實(shí)驗(yàn)。另外我公司自主研發(fā)的基于MATLAB的實(shí)時(shí)工具篇RTW和RTWT來建立用于過程控制器開發(fā)與測試的實(shí)時(shí)混合仿真平臺(tái)，完成實(shí)際現(xiàn)場與MATLAB工作空間的數(shù)據(jù)交換。將實(shí)際系統(tǒng)引入到仿真回路里，根據(jù)硬件，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行控制仿真，仿真參數(shù)，仿真效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【數(shù)字儀表控制系統(tǒng)】 

數(shù)字儀表控制系統(tǒng)采用了智能多功能控制器XMA5000。該多功能控制器具有單回路內(nèi)給定和外給定PID調(diào)節(jié)控制模式，該多功能控制器具有PID參數(shù)自整定功能。

【Silk2000控制系統(tǒng)】 

Silk2000控制系統(tǒng)采是基于Linux或VxWorks實(shí)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)的一款高速采集平臺(tái)，具有運(yùn)行穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。該系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)USB協(xié)議，A/DD/A,DI/DO，用戶根據(jù)需要利用上位機(jī)作為控制器在過程控制實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)常規(guī)PID控制與控制方案。該系統(tǒng)還可在Matlab下編程，通過Simulink工具進(jìn)行高速時(shí)實(shí)仿真和下載，在各種高等算法驗(yàn)證和產(chǎn)品研中發(fā)揮高效的作用。

【DDC控制系統(tǒng)】

DDC控制系統(tǒng)采用研華的ADAM4000系列智能模塊，該系統(tǒng)選用ADAM4024、ADAM4017+、ADAM4050帶485通訊支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議A/DD/A,DI/DO，用戶根據(jù)需要利用上位機(jī)作為控制器在過程控制實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)常規(guī)PID控制與控制方案。

【PLC控制系統(tǒng)】

夢(mèng)潮科技公司采用國內(nèi)工業(yè)主流PLC控制器為主控制器， PLC廠家由用戶，并配置控制所需的模擬輸入模擬輸出模塊，數(shù)字量輸入輸出模塊。

基本指標(biāo)

計(jì)算機(jī)控制一般性實(shí)驗(yàn)

（需要測量對(duì)象特性，依靠Silk2000或DDC）

1 BANG-BANG控制

2 數(shù)字程序控制實(shí)驗(yàn)

3 數(shù)字濾波技術(shù)、標(biāo)度變換、非線性校正數(shù)據(jù)處理方法實(shí)驗(yàn)

4 數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)

5 非線性校正網(wǎng)絡(luò)濾波器實(shí)現(xiàn)

位式和復(fù)雜控制

(1)下水箱液位式控制

(2)比值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

(3)流量-液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)

(4)前饋-反饋控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

(5)經(jīng)典解耦控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

電源要求 AC380V,三相四線制 ,開啟加熱大負(fù)荷4.5KW左右 ，帶漏電保護(hù)器。單要求從其中一相分得，單相功率1KW。

對(duì)象尺寸 控制對(duì)象—1500mm(長度)*800mm（寬度）*2000mm（高度）控制機(jī)柜—600mm(長度)*800mm（寬度）*2000mm（高度）包括操作臺(tái)總占地面積

工藝要求 安裝方式—不銹鋼框架式，不銹鋼鍋爐，帶保護(hù)罩，不銹鋼管道，儲(chǔ)水箱,除三個(gè)上中下液位測量水箱其它均為不銹鋼材質(zhì)。

控制支路—雙支路（兩個(gè)水泵）。

測量儀表 2個(gè)壓力變送器，1個(gè)渦輪流量計(jì)，1個(gè)電磁流量計(jì)，3個(gè)液位變送器，5溫度變送器（一體化），2開關(guān)型液位。

執(zhí)行器 2個(gè)電磁閥，1個(gè)霍尼韋爾電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，1個(gè)西門子或三菱變頻器。2個(gè)泵。1個(gè)調(diào)壓模塊。

控制器 西門子s7-1200，s7-200，s7-300選擇其一,或者用戶的其他廠家控制器。2個(gè)智能PID儀表，DDC控制器ADAM4000(可選),夢(mèng)潮Silk2000(可選)。

操作方式 插接線模式—信號(hào)線，控制信號(hào)線已經(jīng)連接信號(hào)面板，依靠連接導(dǎo)線完成IO口對(duì)接。DCS遠(yuǎn)程切換信號(hào)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程與就地的實(shí)驗(yàn)切換，與第三方的DCS連接方便。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

特性測量

1、單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)

2、多容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測定

3、中水箱變?nèi)輸?shù)學(xué)模型測定

4、水泵—調(diào)節(jié)閥—管道綜合特性測量

5、調(diào)壓器數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)

1 單容下水箱液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制             

2 單容下水箱液位變頻器PID單回路控制

3 豎直雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制               

4 豎直雙容液位變頻器PID單回路控制

5 豎直三容液位調(diào)節(jié)閥PID控制系統(tǒng)                     

6 豎直三容液位變頻器PID控制系統(tǒng)

7 水平雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制(需要配置LT104液位) 

8 水平雙容液位變頻器PID單回路控制(需要配置LT104液位)

9 單容鍋爐液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制(需要配置LT104液位，共用)

10 單容鍋爐液位變頻器PID單回路控制(需要配置LT104液位，共用)

11 流量調(diào)節(jié)閥PID單回路控制                          

12 流量變頻器PID單回路控制

13 壓力調(diào)節(jié)閥PID單回路控制                          

14 壓力變頻器PID單回路控制

15 鍋爐動(dòng)態(tài)水溫度PID單回路控制                      

16 換熱器冷水出口溫度調(diào)節(jié)閥PID單回路控制

17 換熱器熱水出口溫度變頻器PID單回路控制            

18 鍋爐溫度位式控制系統(tǒng)

19 倒錐形非線性液位PID單回路控制（需要配置斜板模塊）

20 臥式圓筒非線性液位PID單回路控制

擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

對(duì)象數(shù)學(xué)模型的測定與建立

1、單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)

2、阻力系數(shù)的改變與影響實(shí)驗(yàn)

3、多容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測定 

4、中水箱變?nèi)輸?shù)學(xué)模型測定

5、非線性容積的水箱測定 

6、鍋爐與加熱器對(duì)象數(shù)學(xué)模型 

7、滯后管數(shù)學(xué)模型

8、換熱器數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)

9、泵特性實(shí)驗(yàn)

10、管道壓力和流量耦合特性測量

11、調(diào)節(jié)閥特性實(shí)驗(yàn)

12、調(diào)壓器數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)

高等控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

1、自適應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)

2、預(yù)測控制控制實(shí)驗(yàn)

3、專家系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)

4、模糊控制控制實(shí)驗(yàn)

5、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)驗(yàn)

6、推理控制控制實(shí)驗(yàn)

7、延遲系統(tǒng)的SMITH預(yù)估補(bǔ)償驗(yàn)

FCS系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（PROFIBUS或其他總線）

1、總線型壓力控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

2、總線型流量控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

3、總線型液位控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

4、總線型溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

5、總線型流量-液位串級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

6、總線型液位前饋反饋控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

7、總線型儀表遠(yuǎn)程校正實(shí)驗(yàn)

8、總線型智能設(shè)備實(shí)驗(yàn)

9、現(xiàn)場總線儀表（PA或FF）控制研究實(shí)驗(yàn)