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KCHG-68B型現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置是從高校自動化相關專業(yè)教學實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術潮流的現場總線技術，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網絡化和數字化實驗裝置
KCHG-68B型現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置 現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置是從高校自動化相關專業(yè)教學實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術潮流的現場總線技術，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網絡化和數字化實驗裝置。由現場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。 一、系統(tǒng)概述 “KCLY-68B型現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置"是從高校自動化相關專業(yè)教學實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術潮流的現場總線技術，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網絡化和數字化實驗裝置。 “KCLY-68B型現場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置"是由現場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。 1.現場總線控制系統(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）SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡） （2）DP/PA Coupler 耦合器一個 （3）8路模擬量輸入模塊SM331模塊兩個 （4）4路模擬量輸出模塊SM332模塊一個 （5）變頻器一個 （6）DP通訊線和DP接頭若干 （7）通訊處理器CP5611卡一張 2.現場總線控制系統(tǒng)軟件 本套控制系統(tǒng)下位機編程軟件采用SIEMENS公司的下位機編程軟件STEP 7。STEP 7是用于SIMATIC S7-300/400站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標準軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表。它是SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。STEP 7以其強大的功能和靈活的編程方式廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)，總體說來，它有如下的功能特性： （1）可通過選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產品進行擴展 （2）為功能摸板和通訊處理器賦參數值 （3）強制和多處理器模式 （4）全局數據通訊 （5）使用通訊功能塊的事件驅動數據傳送 （6）組態(tài)連接 本套控制系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件采用SIEMENS公司的上位機監(jiān)控組態(tài)軟件SIMATIC Wincc。 Wincc指的是Windows Control Center，它是在生產過程自動化中解決可視化和控制任務的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數據交換使其具有高度的實用性。 Wincc 是基于Windows NT 32位操作系統(tǒng)的，在Windows NT或Windows 2000標準環(huán)境中，Wincc具有控制自動化過程的強大功能，它是基于個人計算機，同時具有性價比的操作監(jiān)視系統(tǒng)。Wincc的顯著特性就是全面開放，它很容易結合用戶的下位機程序建立人機界面，精確地滿足控制系統(tǒng)的要求。不僅如此，Wincc還建立了像DDE、OLE等在Windonws程序間交換數據的標準接口，因此能毫無困難的集成ActiveX控制和OPC服務器、客戶端功能。 Wincc軟件是基于多語言設計的，這意味著可以在中文、德語、英語等眾多語言之間進行選擇。 二、系統(tǒng)特點 能完整的體現現場過程變量數字化采集。實現從過程變量的現場采集到上位監(jiān)控的全數字化傳輸。 三、系統(tǒng)結構 現場總線控制系統(tǒng)結構圖如下： 四、實驗內容 1、現場總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認識實驗 2、下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫 3、上位機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驗 5、二階雙容水箱對象特性測試實驗 6、上水箱液位PID整定實驗 7、串接雙容下水箱液位PID整定實驗 8、三容液位定值控制實驗 9、鍋爐內膽水溫PID控制實驗 10、鍋爐夾套水溫PID控制實驗 11、單閉環(huán)流量PID控制實驗 12、鍋爐內膽水溫位式控制實驗 13、水箱液位串級控制實驗 14、三閉環(huán)液位控制實驗 15、鍋爐夾套與內膽水溫串級控制實驗 16、鍋爐內膽水溫與水流量串級控制實驗 17、上水箱液位與進水流量串級控制實驗 18、單閉環(huán)流量比值控制實驗 19、下水箱液位前饋-反饋控制實驗 20、鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制實驗 21、溫度純滯后控制實驗 22、流量純滯后控制實驗 23、鍋爐夾套與內膽水溫解耦控制實驗 24、上水箱液位與出口水溫解耦控制實驗 控制對象系統(tǒng) 一、系統(tǒng)組成 1、過程控制實驗對象系統(tǒng) 實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上、中、下三個串接有機玻璃圓筒型水箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構成）和鋁塑盤管組成。 系統(tǒng)動力系統(tǒng)有兩套：一套由三相（380V交流）不銹鋼磁力驅動泵、電動調節(jié)閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由日本三菱變頻器、三相不銹鋼磁力驅動泵（220V變頻）、渦輪流量計等組成。 整套對象系統(tǒng)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）擴散硅壓力變送器三只：分別檢測上水箱、中水箱、下水箱液位；其中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通訊協議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源。 （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、電動調節(jié)閥各一個； （5）三相380V不銹鋼磁力驅動泵、三相220V不銹鋼磁力驅動泵。 二、系統(tǒng)主要特點 1、被調參數囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數 2、執(zhí)行器中既有電動調節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器 系統(tǒng)除了能改變調節(jié)器的設定值作階躍擾動外，還可在對象中通過電磁閥和手操作閥制造各種擾動 3、一個被調參數可用不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝線路下可演變成多種調節(jié)回路，以利于討論、比較各種調節(jié)方案的優(yōu)劣 4、能進行多變量控制系統(tǒng)及特定的過程控制系統(tǒng)實驗 
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