PCS-C Equipo experimental del sistema de control de procesos

I. Descripción general del equipo

Este equipo experimental del sistema de control de procesos se divide en cuatro partes: sistema de capa de control superior, capa de objeto experimental, sensor de detección, transmisión, equipo de ejecución y software de control superior. Características del sistema: Todo el sistema se instala en un banco de pruebas móvil, compacto y con un dispositivo de prueba compacto.

1. Sistema de capa de control superior:

1. Módulo de control de instrumentos inteligente; 2. Sistema de control DDC; 3. Sistema de control PLC;

2. Sistema de capa de objeto experimental:

II. Elementos experimentales de este equipo experimental del sistema de control de procesos

1. Experimento característico de tanque de agua de capacidad simple;

2. Experimento característico de tanque de agua de capacidad doble;

3. Experimento característico de flujo de válvula eléctrica;

4. Experimento de control de bucle único;

5. Experimento de control de nivel de líquido de capacidad simple con rama de válvula reguladora eléctrica;

6. Experimento de control de nivel de líquido de doble capacidad en tanque superior de agua;

7. Experimento de control de caudal mediante rama de válvula reguladora eléctrica;

8. Experimento de control de temperatura;

9. Experimento de control de caudal;

10. Experimento de control de presión;

11. Experimento de control en cascada de doble capacidad en tanque superior de agua;

12. Sistema de control en cascada del nivel de líquido y caudal de la válvula reguladora eléctrica en tanque inferior de agua;

13. Experimento de control de nivel de líquido de una capacidad mediante rama de convertidor de frecuencia;

14. Experimento de control de nivel de líquido de tres capacidades;

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

16. Experimento de control de temperatura del revestimiento de la caldera

III. Indicadores técnicos

(1) Alimentación

Alimentación CA trifásica: 380 V CA ± 10 %, 50 Hz ± 5 %, 16 A. El sistema debe estar debidamente conectado a tierra.

(2) Las señales de entrada y salida de los instrumentos del sistema cumplen con las normas IEC. Señal de la fuente de corriente del transmisor: 4-20 mA CC.

Muestreo del instrumento: 1-5 V (250 Ω) / 0,2-1 V (50 Ω).

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

(4) Software de configuración del ordenador central.

El sistema experimental se desarrolló utilizando el software de configuración de control industrial MCGS (Sistema Generado de Monitoreo y Control), totalmente chino.

(5) Dimensiones del equipo: 1620 × 700 × 1900 mm

IV. Composición y descripción del sistema

(I) Objeto de control: Consta de un marco de instalación de perfil de aluminio, un tanque externo de almacenamiento de agua de acero inoxidable, un tanque de agua de plexiglás de tres tanques, un contenedor de caldera de presión atmosférica de acero inoxidable con camisa, tuberías de acero inoxidable, objetos, etc.

1. Marco de instalación de perfil de aluminio estándar: Tanque de agua de plexiglás de tres tanques con perfil de aluminio de 40x40 según la norma europea, un contenedor de caldera de presión atmosférica de acero inoxidable con camisa. La mesa de acero inoxidable se puede instalar en la placa inferior para instalar el actuador del sensor de detección, las tuberías, etc.

2. Mesa de experimentación: El objeto de control se coloca sobre la mesa de experimentación.

3. Tanque de agua externo de acero inoxidable y bomba de agua. Todo el marco está montado sobre ruedas móviles. La salida de la bomba de agua está equipada con un conector rápido, que permite conectarla al sistema de tuberías del objeto de control para el experimento.

4. Tanque de agua de vidrio orgánico de tres tanques:

① Tanque de agua de vidrio orgánico de dos tanques: Fabricado en vidrio orgánico importado, con tanques de agua superior, intermedio e inferior (largo 200 × ancho 200 × alto 400 mm), tanque intermedio (largo 200 × ancho 200 × alto 400 mm) e inferior (largo 200 × ancho 200 × alto 400 mm). Los tanques superior, intermedio e inferior se instalan en serie. Cada tanque cuenta con un tubo de rebose, un tubo de drenaje inferior, una válvula y una interfaz para sensor de nivel de presión.

5. Contenedor de caldera de calentamiento de presión normal de acero inoxidable con camisa:

Tanque interior de Φ100 × 500 (con agua calentada dinámicamente), con tubo de calentamiento eléctrico monofásico de 1,8 kW, camisa de Φ150 × 400 (con aislamiento de algodón). El contenedor de la caldera es completamente cerrado (no solo se puede utilizar para experimentos de temperatura, (También para experimentos de presión), el sensor de temperatura Pt100 está instalado en el tanque interior.

Alimentación del sistema: Bomba de agua circulante trifásica de acero inoxidable con potencia ajustable: puede estar compuesta por una bomba de acero inoxidable, una válvula reguladora eléctrica y un sistema de regulación de caudal con caudalímetro electromagnético, o por una bomba de acero inoxidable, un convertidor de frecuencia y un sistema de regulación de caudal con caudalímetro electromagnético.

El módulo de control de temperatura y regulación de tensión, junto con el radiador, forma el sistema de calefacción de la caldera: Módulo regulador de tensión de tiristor de CA monofásico totalmente aislado; señal de control: 4-20 mA CC. Potencia del anillo calefactor: 1800 W, 220 V CA.

(II) Sensores y actuadores de detección:

1. Sensor de caudal: Caudalímetro electromagnético + transmisor de caudal. Equipado con un transmisor de caudal electromagnético Cao Xin Instrument, caudal nominal de 0,2-1,2 m³/h, precisión de medición de ±1,0 %, salida de señal estándar de 4-20 mA.

2. Sensor de nivel de líquido: Tres sensores de nivel de líquido de silicio difuso, utilizados para detectar el nivel de líquido de los tanques de agua superior, intermedio e inferior, respectivamente. Además, se incorpora un sensor de presión de silicio difuso al contenedor de la caldera para detectar la presión del contenedor durante el experimento de suministro de agua a presión constante. Equipado principalmente con un transmisor de nivel Cao Xin, con salida de señal estándar de 4-20 mA, precisión de medición de nivel de 0.5, amplio rango de aplicación, alta precisión, alta calidad de temperatura, alta fiabilidad, estructura exquisita, fácil instalación y baja deriva del cero.

3. Sensor de temperatura: Dos sensores de resistencia térmica Pt100 y dos transmisores de temperatura de resistencia térmica Pt100. Se utilizan para detectar la temperatura interna del tanque de la caldera de calefacción de presión atmosférica de acero inoxidable con camisa.

4. Convertidor de frecuencia: Un convertidor de frecuencia Mitsubishi FR-D720S-0.4K-CH. Se utiliza para ajustar la presión y el caudal del suministro de agua de la rama de potencia de conversión de frecuencia.

5. Válvula de control eléctrica: Configure una válvula de control eléctrica Wanxun con un caudal nominal de 0,28-0,30 metros cúbicos por hora y una señal de entrada de 4-20 mA. Se utiliza para ajustar la presión y el caudal del suministro de agua de la rama de alimentación de la válvula de control eléctrica.

V. Sistema de control de proceso superior PCS-C

1. Estructura de la mesa de control superior GLGK-2:

La mesa de control superior GLGK-2 se fabrica e instala junto con el dispositivo experimental. La mesa de control superior se instala sobre la mesa de control de aleación de aluminio.

2. Panel experimental de control superior PCS-C

Panel experimental de control superior: Estructura de acero recubierto por pulverización.

Panel de control de alto voltaje: Equipado con interruptor de aire con protección contra fugas y protector contra fugas de corriente, que protegen plenamente la seguridad personal; equipado con un circuito de control de arranque accionado por llave y múltiples grupos de fusibles, cada grupo de salida de alto voltaje cuenta con fusibles para protección y control, lo que garantiza la seguridad del equipo y un manejo y control sencillos. Equipado con voltímetro de fase dividida y luz indicadora, que permite visualizar la información de alto voltaje de forma intuitiva. Equipado con inversor y su panel de interfaz de control, lo que facilita la familiarización, el manejo y la aplicación del inversor.

Panel de control: Panel de control de conversión de frecuencia, panel de control de instrumentos inteligentes, panel de control del módulo de adquisición de datos.

Panel de interfaz de señales: Las señales del instrumento y las señales eléctricas del objeto de control se transfieren a la placa de cableado de señales, lo que proporciona interfaces de señales de control de actuadores y de detección de sensores AI, AO, DO y otras, para que los estudiantes puedan conectarlas para formar diferentes sistemas de control. El experimentador utiliza cables de conexión seguros para realizar diferentes conexiones entre la placa experimental y la placa de señales, con el fin de realizar diversos experimentos de control de procesos.

VI. Introducción a las funciones del sistema de control de procesos superior GLGK-2:

1. Sistema de control S7-200PLC

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los PLC, e incluso los microPLC, pueden realizar diversas tareas de control. El sistema de control PLC que ofrece este producto utiliza la serie S7200 de Siemens (CPU224XP), que demuestra el excelente rendimiento de los microPLC en tareas de control a pequeña escala y proporciona plataformas experimentales más robustas para el desarrollo de talentos de ingeniería. Los usuarios pueden elegir PLC pequeños de otros fabricantes según las necesidades de su centro.

2. Sistema de control de instrumentos inteligente

El núcleo del sistema de control de instrumentos son varios instrumentos con funciones de comunicación, incluyendo principalmente los reguladores inteligentes AI708 y AI818. Los instrumentos integran diversos algoritmos. Diversos parámetros del algoritmo de control del instrumento se ajustan según las condiciones in situ para lograr los efectos de control. Al mismo tiempo, el instrumento con función de comunicación se comunica con la plataforma de software del ordenador host. Diversos parámetros y valores de proceso del instrumento se introducen en la base de datos de la plataforma de software (generalmente software de configuración de control industrial). La pantalla de configuración y la interfaz de operación permiten ajustar fácilmente los parámetros en el ordenador host y registrar y analizar los valores de proceso.

3. Sistema de control DDC

Los sistemas de control DDC suelen tener dos formas. Una consiste en un módulo de adquisición de datos externo, cuyo núcleo es un módulo de adquisición de datos con comunicación RS485 y software de algoritmos informáticos; la otra es una tarjeta de adquisición de datos que utiliza un ordenador industrial y una ranura ISA o PCI. El módulo de adquisición de datos externo es fácil de instalar y no presenta atenuación de señal al enviar los datos al ordenador mediante comunicación cuando se instala in situ. Por lo tanto, este producto adopta el primer método de aplicación. Incluye principalmente módulos de entrada y salida analógica Beijing Jizhida 8017 y 8024.

El módulo de adquisición de datos se instala directamente en la consola, y la potente función de configuración de algoritmos del software de control industrial MCGS permite construir fácilmente un sistema de control DDC con interfaz hombre-máquina. El sistema DDC proporciona software de algoritmos abiertos como referencia para la experimentación y la programación de algoritmos, lo cual resulta práctico para la enseñanza experimental y la formación de ingenieros.

VII. Sistema de protección de seguridad

(I) Sistema de protección del programa de calentamiento de la caldera

1. El tanque de calentamiento de la caldera está equipado con un dispositivo de protección contra el nivel de agua. Si el nivel de agua no alcanza una altura determinada, el sistema de control no puede controlar el regulador de voltaje del tiristor.

2. El interruptor de control de potencia del tubo de calentamiento eléctrico utiliza una llave. Cuando no se está realizando el experimento, el profesor protege la llave para evitar su manipulación indebida por parte de personal no relacionado.

(II) Medidas de protección de la alimentación

1. Se ha añadido un protector contra fugas de corriente.

2. Se ha añadido un fusible a la fuente de alimentación bifásica para evitar la interrupción del circuito.

(III) Método de control de arranque y parada de la alimentación

El botón de arranque y parada se utiliza para controlar el contactor que controla el arranque y la parada de la fuente de alimentación.

(IV) Dispositivo de protección contra fugas y compromiso de seguridad

(V) Función de protección fiable de diversas fuentes de alimentación e instrumentos

1. La alta corriente de diversas fuentes de alimentación e instrumentos se controla mediante interruptores. Los estudiantes no conectan los cables por sí mismos, por lo que no existe el problema de mezclar corrientes fuertes y débiles.

2. El enchufe experimental para corrientes fuertes tiene una estructura cerrada para evitar accidentes por descargas eléctricas.

Versión para PC sincrónica:

PCS-C Equipo experimental del sistema de control de procesos  http://spanish.biisun.com/home/category/detail/id/165.html