过程控制系统实验报告实验一过程控制系统的组成认识实验了解过程控制和检测装置的硬件结构、控制方案的组成和控制系统的连接一、过程控制实验装置简介过程控制是指工业生产过程中温度、压力、流量、液位等变量的自动控制。该系统的设计是以培养工程型、参数化、现代化、开放型、综合型人才为基础的。实验对象广泛应用于当今工业领域，如水箱、锅炉等。仪表采用具有人工智能算法和通信接口的智能调节器，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件。对象系统还具有扩展接口，扩展信号接口便于控制系统的二次开发，如PLC控制、DCS控制开发等。通过对系统的理解和使用，学生进入企业后可以快速适应环境，进入角色。同时，该系统还为教师和研究生提供了一个高水平的学习和研发平台。二、过程控制实验装置组成实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台和上位机PC三部分组成。受控对象由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接，4.5千瓦电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成），压力容器组成。水箱：包括上下水箱和储水箱。上下水箱采用透明长方体有机玻璃制作，坚固耐用，透明度高，有利于学生直接观察液位变化并记录结果。水箱结构新颖。其中有三个储罐，即缓冲罐、工作罐和出口罐，还有一个溢流口。两个水箱可组成一阶和二阶单回路液位控制实验和双闭环液位设定控制实验。模拟锅炉：锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度定值实验时，可用冷却循环水帮助散热。加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。压力容器：由不锈钢制成，一个大的和一个小的连接容器可以形成一阶和二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制实验。管道：整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。2、检测装置（液位）差压变送器：检测上、下水箱液位。其型号：fb0803baeir，测量范围：0~1.6kpa，精度：0.5。输出信号：4~20mADC。涡轮流量传感器：测量电控阀分支的水流量。型号：lwgy-6a，公称压力6.3MPa，精度1.0%，输出信号4~20mADC温度传感器：本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。经过温度传感器，可将温度信号转换为4～20madc电流信号。（气体）扩散硅压力变送器：用于检测压力容器内气体的压力。其型号可从1.5mg/dc调节至4.5mg/dc，输出精度可从1.5mg/dc调节至40000.5mg/dc。3、执行机构电气转换器：型号为qzd-1000，输入信号为4~20mADC，输出信号为20~100kA气压信号，输出用于驱动气动控制阀。气动薄膜小流量调节阀：用来控制压力回路流量的调节。型号为zmap－100，输入信号为4～20madc或0～5vdc，反馈信号为4～20madc。气源信号压力：20~100KPA，流量：0.0032。阀门控制精度：0.1%~0.3%，环境温度：-4~+200℃。scr移相调压模块：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号0～5vdc或4～20madc或10k电位器，输出电压变化范围：0～220vac，用来控制电加热管加热。水泵：型号为upa90，流量为30升／分，扬程为8米，功率为180w。4.控制器本实验装置配备有智能调节仪、计算机控制、plc控制及计算机网络控制。智能调节器：装置采用PID自整定数字/光柱智能调节器，型号为swp-s80。具有位置调节和人工智能调节功能、手动调节、手动自整定和位置比例输出功能、各种报警模式、传输、通讯等功能。比值器：与智能仪表一起使用，可以实现流量的单闭环比值、液位与流量、温度与流量双闭环比值控制实验。三、仪表台（三部分）1、电源控制屏面板：我公司的实验台采取了如下保护措施：控制屏电源由交流接触器通过起、停按钮进行控制；进线电源首先经过符合国家标准的电流型漏电保护器，漏电流小于30ma；高压接线柱和高压导线均采用特殊设计的结构。除了人身安全保护，为了保护实验的正常进行，电源、仪表、仪器、实验中需要的各种元器件都采取了有效的保护措施。为解决实验中高压交流电源发生短路，我们采取了如下措施：在高压交流电源的输出端接入小型断路器（即过流保护器），一旦发生过流或短路，小型断路器立即动作，切断主电源，避免烧毁调压器。2、仪表面板：智能调节仪面板、比值器，装置外线端子通过面板上插孔引出。3、i/o信号接口面板：该面板的主要作用是将各传感器检测及执行器控制信号同面板上插口相连，在与被控