PCS-F Equipo de capacitación en sistemas de control de procesos

I. Resumen:

El equipo de capacitación en sistemas de control de procesos PCS-F es un conjunto de equipos experimentales basados en el control de bus de campo PCS. Es un dispositivo experimental multifuncional que integra tecnología de instrumentos de automatización, informática, de comunicación y de control automático. El sistema incluye parámetros térmicos como caudal, temperatura y nivel de líquido, y puede implementar diversas formas de control, como medición de parámetros del sistema, control de lazo único, control en cascada, control de avance y control de relación. Utiliza transmisores de nivel de líquido de bus de campo, transmisores de presión, caudalímetros de turbina, convertidores de frecuencia, válvulas de control eléctricas, transmisores de temperatura y módulos de E/S distribuidas. Este equipo experimental puede utilizarse como dispositivo experimental en cursos de control de procesos de grado, universidad y formación profesional superior, así como como objeto de simulación física y método de implementación para estudiantes de posgrado e investigadores científicos en el estudio de sistemas de control complejos y avanzados. También puede utilizarse como método experimental para el aprendizaje del control de procesos de bus de campo.

El dispositivo experimental del sistema de control de procesos PCS-F adopta el sistema de control de procesos de bus de campo de Siemens, y el software de monitorización utiliza SIMATIC WINCC.

El bus de campo es un sistema basado en la idea de una automatización totalmente integrada. El núcleo de su integración reside en una base de datos de procesos unificada y un software de gestión de bases de datos único. Toda la información del sistema se almacena en una base de datos y solo se necesita introducir una vez, lo que mejora considerablemente la integridad del sistema y la precisión de la información. La comunicación utiliza software de programación y una biblioteca de equipos de campo que cumple con la norma internacional IEC61131-3, proporcionando control continuo, control secuencial y lenguajes de programación de alto nivel. La biblioteca de equipos de campo proporciona una gran cantidad de información y bloques de función de uso común sobre equipos de campo, lo que simplifica enormemente la configuración y acorta el ciclo de ingeniería. Cuenta con interfaces estándar como ODBC y OLE, y utiliza redes abiertas como Ethernet y PROFIBUS, lo que le confiere una gran apertura y facilita la conexión con sistemas de gestión de ordenadores host y sistemas de control de otros fabricantes.

II. Estructura y características del producto:

1. Configuración con tres tanques de agua; Sistema de suministro de agua de doble vía.

2. El gabinete experimental es completamente abierto y todos los dispositivos internos son visibles, lo que facilita la enseñanza y el mantenimiento intuitivos.

3. Diseño humanizado, equipado con tanques de almacenamiento de agua y dispositivos de control automático de entrada y salida de agua, para reducir la intensidad de trabajo del personal experimental.

4. Los instrumentos y componentes del dispositivo son productos de tecnología industrial moderna con un alto grado de inteligencia. Alta precisión y diversas especificaciones. Esto facilita la enseñanza intuitiva y amplía los conocimientos de los estudiantes sobre el campo industrial. Sienta una base sólida para la integración social en el futuro. 5. Alta seguridad: el sistema está equipado con protección contra fugas y la caja de control de temperatura impide el control automático de la calefacción sin agua, etc., para proteger la seguridad personal y del equipo. 6. Buena transparencia. Bajo la guía del profesorado, los estudiantes pueden observar, participar en la operación por sí mismos, programar para la verificación y realizar análisis teóricos basados en las curvas registradas en tiempo real.

III. Configuración del equipo

1. Alimentación

Alimentación CA monofásica: 220 V CA ± 10 %, 50 Hz ± 5 %, 16 A. El sistema debe estar bien conectado a tierra.

2. El laboratorio debe contar con una fuente de agua, una entrada y una salida, y la distancia entre la entrada y la salida y el equipo debe ser generalmente inferior a 10 metros.

3. El sistema proporciona una fuente de alimentación CC lineal regulada de 24 V CC/1 A.

4. Software de configuración superior: software de configuración de uso generalizado.

5. Dimensiones: objeto: 1600 mm x 750 mm x 1850 mm; armario de control: 830 mm x 750 mm x 1900 mm.

6. Peso: armario de laboratorio: aprox. 200 kg; mesa de laboratorio y bastidor de laboratorio: aprox. 250 kg.

7. Bomba magnética trifásica de acero inoxidable: MP-55RM-380, sin fugas, bajo nivel de ruido, trifásica 220 VCA, 50 Hz.

8. Bomba magnética bifásica de acero inoxidable: MP-55RM, sin fugas, bajo nivel de ruido, trifásica 220 VCA, 50 Hz.

9. Módulo de control de temperatura y regulación de voltaje + radiador: Módulo de regulación de voltaje de tiristor de CA monofásico totalmente aislado; señal de control: 4-20 mA.

10. Sensor y transmisor de temperatura Pt100: Pt100: Clase A; transmisor de temperatura: precisión de 0,5 niveles, 0-100 °C.

11. Válvula de control eléctrica inteligente: señal de control de 4-20 mA.

12. Transmisor de presión de silicio difuso (nivel de líquido): Sonda de aislamiento de silicio difuso, precisión de 0,5 niveles; señal de salida: selección de 4-20 mA CC (sistema de dos hilos). 

13. Caudalímetro y transmisor de caudal: Rango: 0-800 L/h; señal de salida: 4-20 mA CC; precisión: 0,5 niveles.

14. CPU Siemens S7-1200, 1215C, 125 KB de espacio de almacenamiento de programa.

15. Convertidor de frecuencia ≥0,75 kW; factor de potencia ≥0,9; frecuencia de salida: 0-550 Hz, precisión: 0,01 Hz.

16. Instrumento de bus de temperatura Profibus-PA, medición de temperatura con salida PA.

17. Instrumento de bus de nivel de líquido Profibus-PA, medición de nivel de líquido con salida PA.

18. Cable de programación.

19. Tanque de agua acrílico. Tres tanques de agua redondos de plexiglás. 

20. Caja de prueba de control de temperatura de acero inoxidable

21. Dispositivo de prueba de histéresis pura

22. Tanque de agua de acero inoxidable

23. 2 válvulas solenoides

24. 4 contactores

25. 4 relés

26. 2 sondas de nivel de líquido

27. Mesa y bastidor de experimentación

IV. Elementos experimentales del equipo de capacitación en sistemas de control de procesos

(I) Experimento característico

1. Experimento característico de capacidad simple del tanque de agua

2. Experimento característico de capacidad doble del tanque de agua

3. Experimento característico de capacidad doble de los tanques de agua superior e inferior

4. Experimento característico de caudal de la electroválvula

5. Experimento característico de caudal del convertidor de frecuencia

6. Experimento característico de temperatura

7. Experimento característico experimental de capacidad triple

(II) Experimento de control de lazo simple

1. Experimento de control de nivel de líquido de capacidad simple de la rama de la electroválvula

2. Experimento de control de nivel de líquido de capacidad simple de la rama del convertidor de frecuencia

3. Control de nivel de líquido de capacidad doble del tanque de agua superior Experimento

4. Experimento de control de nivel de líquido de doble volumen en tanques de agua superior e inferior

5. Experimento de control de nivel de líquido de tres volúmenes

6. Experimento de control de caudal mediante rama de válvula eléctrica

7. Experimento de control de caudal mediante rama de convertidor de frecuencia

8. Experimento de control de temperatura del tanque de caldera

(III) Experimento de control en cascada

1. Experimento de control en cascada de doble volumen

2. Experimento de control en cascada del nivel de líquido del tanque de agua superior y del caudal mediante rama de válvula eléctrica

3. Experimento de control en cascada del nivel de líquido del tanque de agua superior y del caudal mediante rama de convertidor de frecuencia

4. Experimento de control en cascada de nivel de líquido de tres volúmenes y tres bucles cerrados

(IV) Experimento de control de proporción

1. Experimento de control de caudal mediante relación de bucle cerrado simple

2. Experimento de control de proporción de caudal de seguimiento

(V) Experimento de control con retroalimentación de avance

1. Experimento de control con retroalimentación de avance del caudal del nivel de líquido del tanque de agua superior

(VI) Experimento de control de desacoplamiento

1. Experimento de control de desacoplamiento del nivel de líquido de doble volumen del tanque de agua superior

Versión para PC sincrónica:

PCS-F  Equipo de capacitación en sistemas de control de procesos   http://spanish.biisun.com/home/category/detail/id/145.html