高级过程控制系统实训设备说明

A3000高级过程控制系统的操作规程本室A3000高级过程控制系统为大型精密仪器设备。

一、设备使用简介1、电投入使用（1）设备已经过调试。

或者经过专业人员的试运行。

（2）对于电力控制部分，请在调整好，连接好之后再上电。

严格禁止带电操作变频器切换所要控制水泵的开关。

不得带电接触、检查、连接任何电力线。

（3）机柜上电方法：首先合上全部空气开关。

打开钥匙开关。

此时各个相的指示灯亮起，检查各个电压表指示是否正确。

（4）如果一切正常，则按下启动按钮，此时绿色灯亮起。

可以开始实验。

如果异常，则立即按下停止按钮，或关闭空气开关，报告专业人员进行检查。

维护：每个月按动漏电保护测试按钮，检查漏电保护器是否动作。

2、仪表简介每个学年开始作实验时，放空储水箱的水，清洗各个水箱。

拆下涡轮流量计滤网，进行清洗。

在做变容或非线性容积水箱实验时，由于浮力特别大，需要一个人压着三角柱体，尽量不要尝试使用其他重物压，以避免事故发生。

（1）变频器在运行状态，绝对禁止操作变频器开关或切换旋钮，否则可能损坏变频器。

在变频器关闭状态。

两个水泵都是220V控制。

尽量不要使用变频器控制，因为变频器的干扰非常大。

可能导致测量误差大，或者通讯速率大大降低。

三菱变频器：为了方便控制，我们已经把变频器设定为电流控制状态，即工作模式3。

把RM端定义为AU，并连接到SD端。

启动变频器后，打开变频器STF开关，变频器就开始按照给定的电流输出，而不是等待按RUN键，关闭变频器STF开关可以关闭输出。

按STOP键也可以关闭输出，但此时只能关闭变频器，断开后再启动才能继续工作。

如果要学习变频器其他各种设定。

或者使用手动给定的方法进行控制，则打开变频器外盖，断开STF端与SD端的连接。

强烈提醒非专业人员不要这样操作。

（2）水泵水泵额定扬程12米，额定流量1.08立方/小时。

最大流量1.6立方/小时左右。

注意，对于包括涡轮流量计的通道，如果要测量其流量，则出水阀门不要全打开，关闭一部分，使得流量少于1.2立方/小时。

A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。

在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注童事项以后使用。

在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。

！危险：不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤的发生。

！注意：不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。

注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。

请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。

1.1防止触电尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全事项。

！危险严格要求系统可靠接地，包括现场对象系统，控制系统，接地电阻不大于4欧姆。

当通电或正在运行时，请不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。

即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。

请不要用湿手操作设定各种旋钮及按键，以防止触电。

对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。

否则可能会导致触电。

包括布线或检查在内的工作都应由专业技术人员进行。

在开始布线或维修之前，请断开电源，经过10分钟以后，用万用表等检测剩余电压后进行。

1.2防止烫伤！危险不要接触热水管道，避免高温烫伤。

在热水没有冷却时，不要打开锅炉，不要进行任何维修维护工作。

！注意请尽量控制水温在70度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。

1.3防止损坏！危险在水泵运行状态，绝对禁止进行水泵切换控制操作，否则可能损坏变频器。

！危险在水箱水位没有达到一定高度，不能启动调压器输出，否则可能损坏加热器。

该系统增加了硬件的连锁保护，但是也要在操作时注意。

！注意系统应远离可燃物体。

系统发生故障时，请断开电源。

高级过程控制系统实训设备介绍
高级过程控制系统实训设备是一种专门用于培训学生和工程师掌握现代工业自动化控制技术的设备。

这些设备通常具有先进的技术和功能，可模拟真实工业过程，帮助学生实践和掌握过程控制技术及相关知识。

一般来说，高级过程控制系统实训设备集成了多种控制技术和系统，包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控和数据采集系统）等。

它们通常由多个组件组成，如传感器、执行器、控制器、通信模块等，可以模拟多种真实工业过程，如化工生产、电力发电、水处理等。

这些实训设备通常配备了完整的控制系统实验平台，学生可以在仿真实验台上实践控制系统的设计、调试、优化等操作。

设备还配备了丰富的实验项目和课程，帮助学生全面了解控制系统的各个方面，包括硬件配置、软件编程、系统调试、故障诊断等。

由于实训设备的高度模拟真实工业过程，学生能够获得更加真实的实践经验，提高他们的实际操作能力和问题解决能力。

这将有助于他们更快速地适应工业自动化控制工作，并在工作中更加熟练地应用控制技术。

总之，高级过程控制系统实训设备是一种非常有价值的教学装备，对于培养学生的实践能力和控制技术应用能力具有重要的意义。

它们不仅可以帮助学生更好地了解控制系统的原理和技
术，还可以提高他们的解决实际工程问题的能力，从而更好地适应未来的工作。

附件三：高级过程控制综合自动化实验系统一、技术参数：1、输入电源: 三相五线380V±10％50Hz2、装置容量：＜5kV A3、控制台外形尺寸：150×80×150 cm4、实训对象外形尺寸：160×85×190 cm二、过控综合自动化控制系统实验平台由硬件和软件两部组成。

硬件包括控制屏、智能仪表、DCS控制模块、可编程控制器和单片机等单元组成；软件包括数据库软件、设备组态软件、设备编程软件、工业组态软件、服务软件包及工程数学软件等组成。

信号接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成不同的控制系统。

实验者通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线，以完成过程控制各类实验。

DCS控制系统三、系统的网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次，监控网络实现工程师站、操作员站、高级计算站与系统服务器的互连，系统网络实现现场控制站与系统服务器的互连，控制网络实现现场控制站与过程I/O单元的通讯。

四、一个大型系统可由多组服务器组成，由此将系统划分成多个域，每个域可由独立的服务器、系统网络SNET和多个现场控制站组成，完成相对独立的采集和控制功能。

域有域名，域内数据单独组态和管理，域间数据可以重名。

各个域可以共享监控网络和工程师站。

而操作员站和高级计算站等可通过域名登录到不同的域进行操作。

数据按域独立组态，域间数据可以由域间引用或域间通信组态进行定义，并通过监控网络相互引用。

★五、DCS系统具有的功能：1、数据采集、控制运算、闭环控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事件顺序记录、事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算、组态、调试、打印、下装、诊断。

2、|工程师站(ENS)：由高档微机组成，具有以下功能：系统数据库组态、设备组态、图形组态、控制语言组态、报表组态、事故库组态、离线查询、调试、下装。

HUATEC A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制目录第一章安全注意事项和设备使用 ........................................................................ - 1 -1.1防止触电........................................................................................................................ - 1 -1.2防止烫伤........................................................................................................................ - 2 -1.3防止损坏........................................................................................................................ - 2 -1.4现场系统组成................................................................................................................ - 2 -1.5控制系统组成................................................................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ................................................................................ - 3 -实验1 实验系统认知......................................................................................................... - 3 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用............................................................................. - 8 - 实验3 组态软件编程和数据获取................................................................................... - 16 - 实验4 PLC系统通讯和使用 ........................................................................................... - 20 - 实验5 PLC Step7编程 .................................................................................................. - 26 - 实验6 现场总线技术和DCS实验 ................................................................................. - 31 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 ...................................................................... - 38 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验................................................................... - 38 - 实验2 水泵负载特性测量实验....................................................................................... - 43 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验................................................................... - 45 - 实验4 电动调节阀特性测量实验................................................................................... - 48 - 实验5 调压器特性测量实验........................................................................................... - 50 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验........................................................................... - 52 - 第四章工业系统对象特性的测定研究 .............................................................. - 55 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 55 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 58 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验....................................................... - 60 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验................................................... - 62 - 实验5 锅炉和加热器对象数学模型实验....................................................................... - 65 - 实验6 滞后管数学模型实验........................................................................................... - 68 - 实验7 换热机组数学模型实验....................................................................................... - 71 - 第五章简单设计型控制实验 .............................................................................. - 74 -实验1 单闭环流量控制实验........................................................................................... - 74 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 77 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 82 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 85 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验............................................................................... - 87 - 实验6 锅炉水温定值控制实验....................................................................................... - 91 - 实验7 换热器水温单回路控制实验............................................................................... - 94 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................................................... - 97 - 实验9 单闭环压力控制实验......................................................................................... - 100 - 第六章复杂设计型控制系统 ............................................................................ - 102 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.............................................................. - 102 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验..........................................................................- 111 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验............................................. - 115 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验......................................................................... - 118 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验................................................................. - 120 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验..................................................... - 124 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验................................................................. - 127 - 实验8 换热器出口温度和流量解耦控制系统实验..................................................... - 131 -第七章创新型设计和研究 ................................................................................ - 134 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究............................................................................. - 134 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究 .................................................................... - 136 - 实验3 模糊控制算法的研究......................................................................................... - 143 - 实验4 现场总线系统控制研究..................................................................................... - 145 - 第八章工程使用型设计 .................................................................................... - 153 -实验1 工业项目设计..................................................................................................... - 153 - 实验2 报警系统设计..................................................................................................... - 157 - 实验3 关键事件处理和记录设计................................................................................. - 164 - 实验4 系统趋势和历史存储设计................................................................................. - 167 - 实验5 系统登录和安全性设计..................................................................................... - 169 - 实验6 网络化控制系统的研究..................................................................................... - 174 -第一章安全注意事项和设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。

HL-CGY01过程控制仪表工实训装置一、系统总体概述过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。

过程控制仪表工实训装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，采用声光报警系统，并提供用户更友好的二次开发接口。

1、功能：(1)、可满足“自动调节原理”，“过程控制”，“控制仪表”，“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；(2)、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。

二、产品结构与特点：1、外形结构：2、设备特点：（1）、分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制, ,DDC计算机直接控制组成不同的控制系统。

含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。

设备可以实现多台电脑控制系统，进行远程网络控制。

（2）、二水箱配置；双路供水系统。

（3）、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。

（4）、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。

为实验文明操作提供条件。

（5）、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。

精度好，规格多样。

有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。

为以后走上社会打好结实基础。

（6）、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。

（7）、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。

（8）锅炉加热程控保护系统：A、加热电路加有保险管进行过载保护，并具有防干烧保护功能；B、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。

项目名称：东北石油大学验室设备及用品采购项目编号：DZC100913来文编号：ZCB101015、ZCB101016技术协议哈尔滨君威科技有限公司2011年3月高级过程控制系统方案高级自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用，自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。

随着国民经济和国防建设的发展，自动控制技术的应用日益广泛，其重要作用也越来越显著。

方案概述网络架构方案特色高级过程控制实训设备具有如下特点：(1) 过程控制实训设备结构：实训控制对象装置、实训控制系统。

实训设备总体具结构开放性、设备真实性，实训活动能突出工程性、实践性、现场情景化、操作实际化。

(2) 实训控制对象：实训控制对象仿工业设备结构。

具有较强现场设备感；具有较丰富的设备种类，包括加热炉、液位容器、换热器、阀门与管道等；利用现场阀门与管路实现对象间的组合与分隔，单套实训对象装置至少能形成两个可同时运行的独立控制系统；通过阀门与管路切换，能构造多种控制系统所需环节组合。

现场检测与控制类设备、信号管线便于实训装拆训练。

(3) 现场仪表：具有多种流量检测仪表；能通过电动调节法、变频调速两种典型方式实现控制任务；现场设备及管路上用于组建联锁保护系统的检测与控制点不少于5点；突出现场仪表，能体现现场仪表、信号管线的工业安装。

(4) 控制信号管线控制信号管线敷设为可拆装式，与现场装置、控制台（柜）接点为接线端子连接；现场桥架引线，控制台（站）地沟引线方式。

所有引线均应便于学生进行线路连接、敷设实训。

(5) 实训系统功能要求：能完成过程控制系统结构认识、系统连接与组态、仪表及系统投运、系统调试与控制参数整定、系统运行维护与故障处理。

(6) 控制系统类型要求：能实现四大热工量的检测与简单控制实训；能实现温度、流量、压力间串级控制实训；能实现流量、液位间均匀控制实训；能实现两种流量间的比值控制实训；能实现选择性控制实训；能实现联锁保护控制实训。

最新一代高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000介绍（西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛指定比赛设备）北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心（教育部化工安全工程中心，原仿真中心）西门子（中国）A&D有限公司联合推出一、 产品背景与理念过程工业包括石油、化工、电力、核能、水处理、食品、生物、制药、水泥、冶金等诸多行业，过程控制是自动化专业中一个重要的组成部分，过程控制技能也是控制工程师所应具备的重要技能之一。

近年来，教育部强调教育人才要与市场相结合，突出工程能力的培养，并对实验环节提出了设计型、综合型、创新型和探索型等更高的教学目标。

这就要求我们过程控制专业的学生在校期间能够尽可能多地进行动手训练，从实践中获得工程技能。

然而，由于过程工业具有流程复杂、规模庞大等特点，生产过程常常伴有高温、高压等环节，因此很难在实验室中构建与工业装置相近的实验对象。

缺乏理想的过程控制实验装置是目前国内高校、职校等在过程控制工程型人才培养方面面临的最重要的问题之一。

该问题直接导致了学生工程实践能力较弱，无法很好地满足行业对人才的需求。

过去，许多学校采用以水槽液位为主要被控对象的过程控制实验装置。

这类实物仿真装置具有外形直观的优点，学生可以看到变送器、控制器、执行机构的实物，在入门阶段对于认识控制系统组成具有相当好的教学意义。

但是，其表现的对象特性、系统复杂程度与工业真实装置相差太远，仅仅能够满足认知型实验的要求。

这类实验装置的突出不足在于：●实验对象过于简单，与真实生产装置差别太大。

实验装置在相当小的尺寸范围内采用水作为介质进行模拟生产装置。

实验系统过于简单，时间常数过小，动态特性与实际装置相比差异很大。

非线性环节、大滞后、高阶等过程工业常见的被控对象特性都无法在实验装置中体现。

除了流体流动与传热实验外，化学反应、物料混合、组分变化、气体压缩、复杂的传质过程等过程工业的精髓内容都无法实现。

许多在这类实验装置上进行训练的学生都误以为过程控制就是流量与液位的控制。