過程控制綜合實驗裝置：探索自動化技術的無盡可能 - 上海
時間：2025-05-17 23:45:03 點擊次數：
中人教儀廠 引言
在科技日新月異的今天，我們生活在一個充滿各種創新技術的時代。其中，過程控制技術的發展尤其引人注目，不僅在工業生產中發揮著重要作用，而而且在科學研究和教育領域也有著廣泛的應用。而過程控制綜合實驗裝置作為這種技術的關鍵設備，正在引領我們進入一個全新的探索之旅。
過程控制綜合實驗裝置的功能與特性
首先，讓我們深入理解一下過程控制綜合實驗裝置的具體功能和特性。該裝置是一種包括了多種先進控制課程課程理論和技術的實驗平臺，能夠模擬真實的作業環境，幫助學生和研究人員理解和掌控把握過程控制系統的設計、實施和調節測試過程。經過它，我們可以直觀地看到系統的行為如何隨寫入的改變而改變，從而更好地理解反饋控制、自適應控制等復雜的控制策略。
過程控制綜合實驗裝置的應用與意義
然后，我們再來看看這種裝置在實際中的應用以及它所代表的意義。在工業生產中，過程控制技術被廣泛用來優化生產過程，提升生產效率，保證設備重量。而在科研領域，過程控制技術則為研究者提供了一種強大的工量具，使他們能夠在虛擬的環境中實行精確的實驗，加快科研進程。對于教育者來說，過程控制綜合實驗裝置則是培養新一代工程師和技術人才的重要手段。
結論
綜上所述，過程控制綜合實驗裝置是我們探索自動化技術的一把重要鑰匙。它不僅能幫助我們更好地理解和掌控把握復雜的控制策略，還有助于推動工業生產和科研的發展。隨著科技的進步，我們有理由相信，過程控制綜合實驗裝置將會在未來發揮出更大的作用，引領我們走向一個更加智能、高效的未來。
--CG06 過程控制綜合實驗裝置(可以選配控制方法)
(參考圖)
--CG06 過程控制綜合實驗裝置能完成《自動控制課程課程理論》、《過程控制》、《自動化儀表》、《集散控制》、《plc可編程控制》、《單片機控制》、《計算機數值數值控制》等課程所開的實驗項目。集多領域、多學科技術于一體，充分體現了實驗裝置的先進性、開放性和功能的多樣化。
設備吸取國內外教學儀表器具的優點，并集合我國工業的現場而設計，設定有外觀美觀大方，布置合理，使用便利，適用來多層次實驗教學和開放性實驗室的建造設計。
一、技術功能數值參考規格及要求
1.作業電源：三相四線（或三相五線）380V±10% 50Hz
2.外觀尺寸：183cm×73cm×140cm
3.整機容量（KV）：＜5kVA
二、裝置的配備裝備
1. SA01電源控制屏(鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，金屬鋁操作面板)
(1) 交流ACAC電源操作面板
提供實驗所需的三相四線～380V、三路一相～220V電源，總電源由三相鑰匙開關控制，電網電壓（V）由三只交流ACAC電壓（V）表監示，三相帶燈熔斷器作為斷相指示。設定有漏電保護空氣開關、電壓（V）型漏電保護器、電流（A）型漏電保護器。另外，還設定有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。
(2) 執行機構及I/O信號連接口操作面板
執行機構有三相可控硅移相調壓裝置、電動調動閥、三相不銹鋼磁力泵、電磁閥、三菱變頻器及三相電加熱管構成，另外電加熱鍋爐帶有防干燒保護設備。并將各傳感器檢驗測試及執行器控制信號同操作面板上的插頭座相連，方便學生自己連線構成不一樣的控制系統。
2. SA02實驗桌
實驗桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板，構造堅固，形狀似長方體封閉式構造，造型美觀大方；設定有兩個大抽屜、儲物儲物柜門，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實驗指導書等。桌面用來裝配電源控制屏并提供一個寬敞舒適的作業臺面。電腦桌聯體設計，造型美觀大方。
3. SA-11 交流ACAC變頻控制
4. 控制種類
智能儀表控制
遠程數值收集控制
DCS分布式過程控制
S7-300PLC過程控制
S7-200PLC過程控制
單片機控制
以太網控制
嵌入式以太網控制
三菱PLC控制
PCI收集卡控制
5. 系統實驗教學系統：含有概括MCGS工控組態系統、組態王組態系統、和利時MACS V系統組態系統、
STEP7編程系統、WinCC組態系統及單片機數值收集與控制系統等，按照硬件配備實行配套。
三、實驗項目
本裝置能完成如下實驗項目內容：
1. 過程控制系統構造構成的認識實驗
(1) 過程控制及檢驗測試裝置硬件構造構成的認識與控制方案的構成及連接實驗
(2) 智能調動儀表、智能變送儀表等智能儀表的實操及功能數值設定實驗
(3) 傳感器的校正(零點遷移與測量范圍調節)
2. 被控對象特性測量試驗實驗
(1) 單容水箱特性測量試驗實驗
(2) 雙容水箱特性測量試驗實驗
3. 單線路控制系統實驗
(1) 單線路控制系統的實踐
(2) 上水箱（或中水箱或下水箱）液位定值控制實驗
(3) 雙容水箱液位的定值控制實驗
(4) 三容水箱液位的定值控制實驗
(5) 鍋爐內膽靜態水溫的定值控制實驗
(6) 鍋爐內膽動態水溫的定值控制實驗
(7) 鍋爐夾套水溫的定值控制實驗
(8) 電動閥支路流量的定值控制實驗
(9) 變頻調節速度磁力泵支路流量的定值控制實驗
4. 溫度（℃）位式控制系統實驗
(1) 鍋爐內膽水溫位式控制實驗
5. 串級控制系統的實驗
(1) 串級控制系統的連接實踐
(2) 水箱液位串級控制實驗
(3) 三閉環液位控制實驗
(4) 下水箱液位與電動調動閥流量的串級控制實驗
(5) 下水箱液位與變頻調節速度磁力泵支路流量的串級控制實驗
(6) 鍋爐內膽水溫與鍋爐內膽循環水流量的串級控制實驗
(7) 盤管出水口水溫與熱水流量的串級控制實驗
6. 比值控制系統實驗
(1) 單閉環流量的比值控制實驗
(2) 雙閉環流量的比值控制實驗
7. 滯后控制系統實驗
(1) 盤管出水口溫度（℃）的純滯后控制實驗
(2) 盤管出水口溫度（℃）的滯后控制實驗
(3) 流量純滯后控制實驗
8. 前饋-反饋控制系統實驗
(1) 鍋爐內膽水溫的前饋-反饋控制實驗
(2) 下水箱液位的前饋-反饋控制實驗
9. 解耦控制系統實驗
(1) 上水箱水溫與液位的解耦控制實驗
(2) 鍋爐夾套水溫與鍋爐內膽水溫的解耦控制實驗
10. 工控組態系統組態控制實驗
(1) 就地實時數值庫組態實驗
(2) 圖形動畫、報表、彎彎曲線、報警組態實驗
(3) 設備通訊組態實驗
(4) 腳本程序應用組態實驗
四、智能儀表控制
1. --12 智能調動儀（三件）
系統應用智能型的AI-818儀表（3只），線性電流（A）4～20mA電流（A）輸出，含有人工智能調動算法，模糊PID及功能數值自整定功能，可構成三閉環控制系統。
2. --13 智能位式調動儀
系統應用智能型的AI-708儀表，帶有計算機數值數值RS485通訊功能，應用繼電器位式輸出、位式控制算法，箱式掛式模塊件內部裝備有接觸器位式控制裝置，儀表可按照設定值、回差來控制繼電器的動作，完成溫度（℃）位式控制。
3. --14 比值器、前饋反饋補償器、解耦裝置
應用硬件前饋反饋補償器、比值器和解耦裝置，完成前饋反饋、比值、解耦控制實驗，其中經過比值器可完成流量單閉環與雙閉環比值控制實驗；經過前饋反饋補償器可以完成液位與流量以及溫度（℃）與流量的前饋反饋控制實驗；經過解耦裝置可完成液位與溫度（℃）以及鍋爐夾套與內膽的溫度（℃）解耦實驗。
五、遠程數值收集控制
1. 遠程數值收集控制系統硬件結合套件
(1) --21 遠程數值收集熱電阻寫入模型塊
(2) --22 遠程數值收集模仿量輸出模型塊
(3) --23 遠程數值收集模仿量寫入模型塊
(4) RS232/485通訊變換器
2. 遠程數值收集控制系統系統構成
上位PC機中裝配MCGS工控組態系統及模型塊測量試驗系統，實驗控制經過MCGS工控組態系統編寫上位機控制系統的運行算法，并可實行通訊功能數值的修改及設定控制算法的功能數值，被控功能數值的就地實時彎彎曲線、歷史彎彎曲線實行動態顯露，此外，還能對實驗流程圖和本實驗相關的被控功能數值的動態改變實行顯露。
3. 系統特別點
該上位機控制系統實際上屬于計算機數值數值DDC控制系統，它是將模仿量寫入AI模型塊和模仿量輸出AO模型塊，開關量寫入/輸出DI/DO模型塊放置于計算機數值數值之外，計算機數值數值經過RS232/485通訊變換裝置同DDC模型塊（自帶RS485通訊連接口）通訊。
DDC收集模型塊的作用是將傳感器檢驗測試到的被控功能數值標準信號經過AD變換送入計算機數值數值，計算機數值數值同時也將經過控制運算發出的控制信號經過DA變換發給執行機構（如：調動閥、變頻器、可控硅移相調壓裝置）。整個控制系統的控制算法及監控功能全部在上位PC機中完成。
六、DCS分布式過程控制
1. DCS系統硬件結合套件
(1) --31 FM148 8路模仿量寫入（電流（A）型〈4～20mA〉/電壓（V）型〈0～5V/1～5V〉）現場總線I/O模型塊
(2) --32 FM143 8路熱電阻（Pt100）寫入現場總線I/O模型塊
(3) --33 FM151 8路模仿量輸出（電流（A）型〈4～20mA〉/電壓（V）型〈0～5V/1～5V〉）現場總線I/O模型塊
(4) --34 MACS控制系統互聯網示意圖
2. DCS配套系統硬件單元
(1) MCU主控單元（帶PROFIBUS-DP總線通訊連接口卡）
(2) 24V直線DC電源模型塊
(3) 以太網卡（Realtek8139 100M自適應以太網卡1張）
(4) 數值交換機（8端口10/100M雙速交換機1只）
3. DCS系統系統提供MACS V組態系統，具體分為：
(1) 數值庫總控組態系統
(2) 設備組態系統
(3) 算法組態系統
(4) 圖形組態系統
(5) 實操員站在線監控系統
(6) 服務器系統
4. 系統特別點
DCS過程控制系統硬件部分完全應用"和利時"的MACS V系統，它能直觀清晰的將集散控制系統I/O模型塊、現場控制站等展現給學生，讓學生對DCS現場控制站的構成有一個充分的認識。系統部分完全應用"和利時"的算法組態控制系統和實操員站上位機監控系統，該系統功能強大，中文界面簡便易學，學生可在實操員站和工程師站上實行DCS組態控制實驗。實驗對象應用了很多工業現場常用的檢驗測試控制裝置。學生經過對該系統的理解和使用，一旦進入企業后就能夠很快適應作業環境。同時該系統也為教師和研究生提供了一個高水平的學習掌控把握場所和科研研發平臺。
七、S7-300 PLC過程控制
1. S7-300系統硬件結合套件
--41A S7-300可編程控制器（含有主機CPU315-2DP、MMC卡、SM331 8路模仿量寫入模型塊、SM332 4路模仿量輸出模型塊）
2. S7-300其它系統硬件
(1) CP5611通訊網卡
(2) DP通訊專用電纜
3. S7-300系統編程系統
下位S7-300 PLC控制系統運行程序應用STEP7系統編譯，并下裝到CPU315-2DP主機模型塊中。系統控制運算主要采用下位的S7-300PLC執行。上位PC機中監控系統應用WINCC V6.0人機界面HMIHMI系統編寫，上位PC監控系統可實行控制算法功能數值設定，被控功能數值就地實時彎彎曲線、歷史彎彎曲線、動態顯露，實驗流程圖的顯露及本實驗相關的被控功能數值動態數值顯露。
4. SIMATIC WinCC—視窗控制中心系統
目前，在PC基礎上的實操員監控系統已經迅速地發展起來，SIMATIC WinCC在使用最新系統技術上是潮流的帶頭人，WinCC代表Windows Control Center（視窗控制中心），換句話說，它在Windows標準環境中的各種便利功能，能夠保證安全可靠的控制生產。WinCC的特性之一是全面開放，它可以便利地集合標準和用戶程序生成人機界面HMIHMI，準確地適用實際要求。WinCC既可以用來完成小規模的，簡便的過程控制和監控，也可以用來完成復雜的應用。在任何現象下WinCC全部可以生成漂亮的人機對話連接口，保證生產過程的安全，使實操員能夠優化生產過程。WinCC使用所配備的人機連接口，可以清晰地管理和優化生產過程的事件。此外，WinCC還提供了有效、安全的過程實操功能。
八、S7-200 PLC過程控制
1. S7-200系統硬件結合套件
西門子S7-200主機CPU224（自帶PPI/MPI通訊口），4路模仿量寫入和1路模仿量輸出模型塊EM235，經過帶有PC/PPI通訊電纜線可將研發好的程序下裝至PLC主機中，可完成全部多通道輸出、多通道寫入控制實驗，實驗開放性好。其運行安全可靠，平穩性高，也是工業現場最常用的控制器。
2. S7-200 PLC可編程控制系統
S7-200PLC的編程環境系統為STEP7-Micro/WIN32，經過PC/PPI通訊電纜線使PLC與計算機數值數值使用本系統建立通訊關系后，使用本系統可以對S7-200PLC的全部功能實行編程，對編寫好的程序實行下裝，對已運行程序實行在線編程或監控等。
九、單片機過程控制
1. 單片機硬件結合套件
單片機控制系統箱式掛式模塊件擁有5通道模仿量寫入和1通道模仿量輸出功能，自帶RS232通訊連接口，可完成兩種控制方法：一種是其本身設定有的閉環控制功能，另外一種是集合上位PC機的相關通訊監控系統完成更為先進和開放的計算機數值數值控制。單片機硬件上可以同時實行5路模仿量寫入和1路模仿量輸出，此外它還設定有常規PID控制程序，所以可以不與計算機數值數值通訊的現象下完成單單獨控制器功能。
2. 單片機控制系統
在單片機控制系統中，PC機裝配備有單片機上位機監控系統和MATLAB系統，經過單片機系統，可完成壓力、流量、液位、溫度（℃）四大熱工功能數值的單閉環控制，還可完成模糊控制和神經元控制等先進算法；另外本套單片機控制系統還可在MATLAB中自行編輯算法，完成后放入相應的目錄，本單片機上位機監控系統可啟動預先編好的MATLAB算法，并對算法實行檢驗性的實操，真正來控制本套系統，所以本套系統可完成開放性的算法研發實驗。
十、以太網控制
1. 硬件構成
(1) --61 研華ADAM-6015 6路以太網分布式熱電阻模型塊 1只
(2) --62 研華ADAM-6024分布式綜合模型塊(6路模仿量寫入/2路模仿量輸出；2路開關量入/2路開關量出) 1只
(3) --64 8口集線器 1只；網卡 1張
2. 系統系統
上位機應用組態王組態系統，該組態系統是一套基于Windows平臺的，用來快速構造和生成上位機監控系統的組態系統系統，可運行于Microsoft Windows 98/NT/2000/XP等實操系統。組態王應用了多線程、COM+結合套件等新技術，能完成就地實時多任務，運行平穩可靠。全部實驗均含有概括組態王就地實時數值庫組態、圖形動畫、報表、彎彎曲線、報警組態、設備通訊組態等實驗。
3. 實驗內容
除了能完成"第三大項"中的全部實驗外，還能夠完成如下實驗：
(1) Smith預估控制
(2) 內?？刂?br />
(3) 二維模糊控制
(4) 單神經元控制
十一、嵌入式以太網控制
1. 系統硬件
(1) --61 研華ADAM-6015 6路以太網分布式熱電阻模型塊 1只
(2) --62 研華ADAM-6024分布式綜合模型塊(6路模仿量寫入/2路模仿量輸出；2路開關量入/2路開關量出) 1只
(3) --63 研華ADAM-6500 嵌入式以太網分布式通信控制模型塊 1只
(4) --64 8口集線器 1只；網卡 1張
十二、三菱PLC控制
1. 三菱系統硬件結合套件
三菱PLC控制裝置（含有FX2N-48MR主機、FX2N-4AD 4路模仿量寫入模型塊（配兩塊）、FX2N-4DA 4路模仿量輸出模型塊及FX2N-4AD-PT 4路鉑電阻寫入模型塊）。
2. GX系統編程系統
下位三菱PLC控制系統的運行程序應用GX系統編譯，并下載到FX2N-48MR主機模型塊中。系統控制運算主要采用下位三菱PLC執行。上位PC機中監控系統應用MCGS組態系統，上位PC監控系統可實行控制算法功能數值設定，被控功能數值的就地實時彎彎曲線、歷史彎彎曲線、動態顯露，實驗流程圖的顯露及本實驗相關的被控功能數值動態數值顯露。
十三、PCI收集卡控制
1. --81 PCI數值收集卡，應用美國NI公司PCI-6024數值收集卡，主用來實行 MATLAB就地實時擬真，
以完成MATLAB的快速原型化。
2. --82 PCI數值收集卡，應用臺灣研華公司PCI-1711數值收集卡，MCGS組態系統直接支持該板卡，
另配備裝備兩只--12 智能儀表箱式掛式模塊件作溫度（℃）變送后，可完成全部實驗項目。研華PCI-1711數值收集卡是功能強大的多功能PCI總線數值卡，完全符合PCI規格Rev2.1標準，支持即插即用，MCGS直接支持研華PCI-1711數值收集卡，采樣時可完成多路選通開關的控制，可按照每個通道不一樣的寫入電壓（V）類型，來實行寫入界限的確定。其配備裝備了16路單端模仿量寫入，12位A/D變換器，采樣速率可達100k，每個寫入通道的增益可編程，設定有自動通道/增益掃描功能，卡上有1k的采樣FI/FO緩沖器，兩路12位模仿量輸出，16路數字量寫入，16路數字量輸出，給學生做設計性實驗提供了前提和基礎。
常見問題：
1、如果我要購買過程控制綜合實驗裝置：探索自動化技術的無盡可能 - 上海，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的過程控制綜合實驗裝置：探索自動化技術的無盡可能 - 上海是否能開增值稅專用發票？
答：可以的，我們是正規企業，并且已經升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發票，如果您需要開過程控制綜合實驗裝置：探索自動化技術的無盡可能 - 上海的發票，您需要提供開票資料。
3、你們的過程控制綜合實驗裝置：探索自動化技術的無盡可能 - 上海都是自己生產的嗎？都有什么產品資質？
答：我們公司是專業生產教學設備的企業，完全自主生產，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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