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KH-GC05現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置是從高校自動化相關(guān)專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場總線技術(shù)，開發(fā)出來的進(jìn)行通訊和遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝置。現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置是由現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。該對象系統(tǒng)與“高級過程對象系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”基本相同，不同之處在于下水箱的壓力變送器采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力變送器（SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源）。能完整的體現(xiàn)現(xiàn)場過程變量數(shù)字化采集。實(shí)現(xiàn)從過程變量的現(xiàn)場采集到上位監(jiān)控的全數(shù)字化傳輸。

一、現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置組成：
1、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)硬件：除電氣部分給各種工作部件提供電源外，還有下列主要部件：
(1)SIEMENS315-2DPCPU一個（含MMC卡）
(2)SIEMENS電源模塊一個
(3)PACoupler耦合器一個
(4)8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個
(5)4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個
(6)變頻器一個
(7)DP通訊線和DP接頭若干
(8)MPI-USB通訊線一條
2、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件：采用SIEMENSWINCC軟件監(jiān)控、SIEMENSSTEP7編程。

二、現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)控制對象：
一）系統(tǒng)組成：
1、過程控制實(shí)驗(yàn)對象系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機(jī)玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）和鋁塑盤管組成。系統(tǒng)動力系統(tǒng)有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不銹鋼磁力驅(qū)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環(huán)泵、渦輪流量計等組成。整套對象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2、對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置：
(1)擴(kuò)散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；
(2)渦輪流量計三只：分別檢測兩條動力支路及盤管出水口的流量；
(3)Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫；
(4)控制模塊：包含電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥各一個；
(5)三相380V不銹鋼磁力驅(qū)動泵、220V循環(huán)泵。
二）系統(tǒng)主要特點(diǎn)：
1、被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)
2、執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器
3、系統(tǒng)除了能改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動外，還可在對象中通過電磁閥和手操作閥制造各種擾動
4、一個被調(diào)參數(shù)可用不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣
5、能進(jìn)行多變量控制系統(tǒng)及特定的過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
2.下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫
3.上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài)
4.一階單容上水箱對象特性測試實(shí)驗(yàn)
5.二階雙容水箱對象特性測試實(shí)驗(yàn)
6.上水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
7.串接雙容下水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
8.三容液位定值控制實(shí)驗(yàn)
9.鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
10.鍋爐夾套水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
11.單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗(yàn)
12.鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實(shí)驗(yàn)
13.水箱液位串級控制實(shí)驗(yàn)
14.三閉環(huán)液位控制實(shí)驗(yàn)
15.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級控制實(shí)驗(yàn)
16.鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級控制實(shí)驗(yàn)
17.上水箱液位與進(jìn)水流量串級控制實(shí)驗(yàn)
18.單閉環(huán)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
19.下水箱液位前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
20.鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
21.溫度純滯后控制實(shí)驗(yàn)
22.流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)
23.鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)
24.上水箱液位與出口水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)

四、現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置配置清單：