ZR-GKY01型 过程控制及自动化仪表实验台

（一）教学目的

过程控制及自动化仪表实训台适用《自动控制课程理论》、《过程控制》、《自动化仪表》以及《传感器检验测试与变换技术》等课程的实训教学。

（二）装置目的

1.本装置的各种功能均综合在一个实训台上，应用积木式构造，系统构造紧凑、造型美观大方、方便运输及实训室的多台布置。

2．对象小型化、适应性强、综合性强，控制对象模型由不锈钢和有机玻璃水箱构成，实训水箱在屏右边能清楚看见，管道流程直观、清晰。

3．功能数值全面，涵盖了液位、流量、压力、温度（℃）四大经典型过程控制功能数值。

4．小型（小功率（W））执行元件，它们是二个磁力驱动泵和一个电加热器，使整体构造更为紧凑、小型化。

5．系统控制方法多样性主要有位式控制、连续控制、模仿PID控制、智能仪表控制、PLC控制、单片机控制、计算机数值控制、两套磁力泵交流AC变频调节速度控制和一相移相调压控制等，并可构成不一样的控制方法。

6、安全保护齐全

设定有电压（V）型漏电保护器和电流（A）型漏电保护器各一组；强电连接线及插头座均应用全封闭构造，使用安全、可靠、防触电；强、弱电连接及插头座分开，不会混插，避免错接线而损坏设备。

（三）系统构成

本装置集多功能数值控制为一体，由过程控制对象、传感器、变送器、调动器、执行器、显露器和计算机数值（用户自配）等构成。

1、控制对象的模型由上、中、下三个水箱及一个储水箱构成，上、中、下水箱由两台磁力泵供水。上、中两个水箱各装备有一个扩散硅压力变送器来检验测试压力和液位；下水箱是一个复合式水箱，其中内筒不锈钢水箱中装备有500W电加热器和PT100温度（℃）传感器。主管道上装备有小型涡轮流量计（定做）、小型阀门和两台磁力驱动泵。水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量全部可以用来包括控制系统的被控参量。两台磁力泵中的任一台全部可作为调动通道或干扰通道，模仿现场产生的干扰信号，以检验系统的平稳性和抗干扰功能。

2、实训箱式挂式模块件

本装置共提供九个实训箱式挂式模块件，分别是参考GK02传感器输出与显露；参考GK03单片机

控制；参考GK04模仿PID实训箱式挂式模块件（配两个）；可参考GK05位式、连续控制箱式挂式模块件；参考GK-06操作面板流程图；参考GK07交流AC变频器箱式挂式模块件（配两个）；参考GK08PLC控制器箱式挂式模块件技术标准符合技术标准即可。

1.技术标准参考PC/PPI专用编程电缆线

2.RS232/485通讯变换器

3.豪华型电脑桌

4.计算机数值（用户自备）

5.上位机系统

PLC编程环境系统为技术标准参考7-Micro/WIN32，它可以对S7全部功能实行编程。

上位机设定有二种监控系统：

(1)技术标准参考MCGS工控组态系统达到技术要求即可：运用PC/PPI电缆线构成PLC与MCGS工控组态系统监控系统，以及运用RS232/485变换器构成智能调动仪与MCGS工控组态系统监控系统，可完成对被控对象过渡过程的数值收集和存储，数值弯曲线的动态显露和监控。MCGS工控组态系统还可以对控制对象的图形随意组态，动态显露，编制控制策略，输出就地实时弯曲线、历史弯曲线、就地实时数值、历史数值，打印工程报表，实操菜单设计等

一系列强大的功能。

(2)单片机数值收集与算法控制系统：运用RS232通信连接口，协作单片机控制与计算机数值算法控制系统，完成各种数字式PID运算控制和各种先进的智能控制，并完成数值就地实时收集作图。而而且可使用MATLAB数学系统编制各种新型的、先进的控制算法。另外单片机还可作为单独的控制器对系统实行控制。

（四）技术功能数值参考规格

1.供电电源：一相三线220V±10%50Hz

2.整机*大功耗：＜1kVA

（五）基础实训内容
1.实训装置的基础实操与仪表调节测试

2.压力变送器的零点迁移和功能测量试验实训

3.单容自衡水箱的对象特性测量试验实训

4.双容自衡水箱的对象特性测量试验实训

5.温度（℃）位式控制实训

6.温度（℃）连续控制实训（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模仿PID控制，共有四种模式）

7.智能仪表控制实训

8.单容水箱液位PID控制实训（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模仿PID控制，共有四种模式）

9.双容水箱液位PID控制实训（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模仿PID控制，共有四种模式）

10.流量定值控制实训（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模仿PID控制，共有四种模式）

11.单容水箱压力PID控制实训（单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模仿PID控制，共有四种模式）

12.单线路控制系统的重量研究

13.串级控制系统连接实训

14.液位串级控制实训

15.计算机数值控制系统

16.单片机控制系统

17.单容自衡水箱的对象特性测量试验实训

18.双容自衡水箱的对象特性测量试验实训

19.单容液位控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

20.双容液位控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

21.流量定值控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

22.温度（℃）位式控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

23.温度（℃）连续控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

24.PLC上下水箱液位串级控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

25.液位流量串级控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、技术标准参考MCGS组态系统

26.技术标准参考基于单线路PID控制实训

27.技术标准参考基于的串级PID控制实训