ZR-SA01型 过程控制及自动化仪表实验装置

一、基础简介
过程控制及自动化仪表实训装置是我公司按照自动化专业及其相关专业教学的特别点，吸收了国内外同类实训设备的特别点和长处，经过精心设计、多次实训和反复论证，研发的一套全新的实训设备。它应用多种常用的控制方法和课程理论，除了常见的PID算法及其改进算法外，还多加了模糊控制、人工神经元控制等国内外先进的控制策略。--本设备还嵌入了国际上流行的MATLAB（数学系统）系统平台，使老师和学员能轻松便利地实行算法编制。 本设备可适用《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，除了能适用本、专科学员不一样层次的实训教学要求，还能为研究生、相关专业老师和工程技术人员实行复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究，提供了实训对象和完成的途径。
二、设备特别点
1.本设备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
本设备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
本设备共提供九个实训箱式挂式模块件，分别是GK02传感器输出与显露；GK03单片机控制；GK04模仿PID实训箱式挂式模块件（配两个）；GK05位式、连续控制箱式挂式模块件；GK-06操作面板流程图；GK07交流AC变频器（日本三菱）箱式挂式模块件（配两个）；GK08PLC控制器（西门子S7－200）箱式挂式模块件。
3.PC/PPI专用编程电缆线
4.RS232/485通讯变换器
5.豪华型电脑桌
6.计算机数值（用户自备）
7.上位机系统
PLC编程环境系统为STEP7-Micro/WIN32，它可以对S7-200的全部功能实行编程。上位机设定有二种监控系统：
(1)MCGS工控组态系统(DEMO版)：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
3.整机尺寸：172cm×73cm×160cm
五、基础实训内容
1.实训设备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、MCGS组态系统（DEMO版）
20.双容液位控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
21.流量定值控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
22.温度（℃）位式控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
23.温度（℃）连续控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
24.PLC上下水箱液位串级控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
25.液位流量串级控制实训——运用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态系统（DEMO版）
26.基于MATLAB的单线路PID控制实训
27.基于MATLAB的串级PID控制实训