一、概述：集散型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。本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，并提供用户更友好的开发接口。
1、功能：
(1)、设备概述系统满足《自动控制原理》《过程控制》《自动化仪表》《自动检测技术与传感器》及相关课程的实训教学。既能进行验证性、设计性实验实训，又能提供综合性实训。
(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。
2、技术支持：
公司依托浙江大学强大的技术支持，拥有过程控制实验装置的自主开发能力。结合控制领域的新理论、新方法，公司将源源不断研制和创新实验设备，开发各种先进控制算法，以适应高校教学实验改革，满足现代化教育发展的需要，促进向更高层次发展。
公司倡导诚信服务，竭力做好客户服务和技术支持工作。通过直观真实的实验，使学生全面系统地了解过程控制系统的特性，学习掌握控制系统的设计与实现方法。

二、产品结构与特点：
1、外形结构：

外形尺寸： 1600mmX850mmX1900mm

外形尺寸： 800mmX600mmX1700mm

2、设备特点：
（1）、三水箱配置；双路供水系统。
（2）、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。
（3）、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。配有实验专用线的挂线架，取线挂线方便、整洁、美观。为实验文明操作提供条件。
（4）、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。
（5）、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。
（6）、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。
（7）锅炉加热程控保护系统
A、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。
B、电加热管电源控制开关采用钥匙开关，不实验时，由教师保护放置钥匙，避免无关人员误操作。
（8）、电源保护措施
A、加有电流型漏电保护器。
B、三相电源加有保险管，防止断路。
（9）、电源启停控制方式；
采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
（10）、漏电保护装置及安全性和安全承诺；
A、各种电源及各种仪表的可靠的保护功能
B、各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。
C、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。

(8)、系统水路图

三、技术参数与要求:
1、供电电源
   单相交流电源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系统必需接地良好。
2、实验室应有水源和进排水口。进排水口与设备间距离一般要求小于10米
3、上位计算机组态软件
     (1)、SCKEY 系统组态软件
     (2)、实时监控软件图形化组态软件
4、外形尺寸（组合后）：2200mmX1900mmX700mm。
5、重量：实验柜，约重200Kg；实验台+实验架，约重250Kg

四、系统配置

执行机构
名称	单位	数量	备注	特点
智能电动调节阀	只	1	等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大.工作电压 24VAC，输入电流4-20mADC(美国)	等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵
二相磁力泵	台	1	静音，工作电源：220VAC，50Hz，120W	声音比较小,有利于实验室保持安静,工作的稳定性非常好
三相磁力泵	台	1	无泄漏，低噪音，三相220VAC，250W。
三菱变频器	只	1	输入电源：220VAC，50Hz；输出：三相220VAC0.4Kw；输出频率变化范围：0-250Hz，实际应用设定为50/60Hz；信号输入：4-20mADC。
温控调压模块+散热器	套	1	全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。	自行设计性能可靠安全
加热环	只	1	功率：1600W，220VAC。

传感变送器
扩散硅压力（液位）变送器	只	3	选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。	不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍
压力变送器	只	1	选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。	不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍
Pt100温度传感器及温度变送器	套	4	Pt100：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。
涡轮流量计及流量变送器	套	2	（1）量程：选0-800L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.2级。	结构小巧精致,安装方便,精度高

浙大中控DCS配置

控制站硬件
序号	名称	卡件号	单位
1	机柜	XP201S	1个
2	I/O机笼	XP211	1个
3	数据转发卡	XP233	1块
4	主控制卡	XP243	1块
5	电源（5V,24V)150W	XP251-1	1个
6	电源箱机笼	XP251	1个
7	AC配电箱	XP256	1个
8	8路电流信号输入卡	XP351	1块
9	8路模拟信号输出卡	XP322	1块
10	4路热阻信号输入卡	XP316	块
11	通讯接口卡	XP244	1块
12	电源指示卡	XP221	1块
13	端子板转接模块	XP521	3块
14	交流开关量信号输入端子板（110VAC）	XP563-110V	2块
15	交流开关量信号输入端子板（220VAC）	XP563-220V	2块

2、操作站软件
序号	名称	性能	部件型号	数量	单位	厂家
1	实时监控软件	操作站运行软件	PRO 111	1	套	中控
2	工程师站组态软件	实现系统组态、流程图制作、报表制作、图形化编程等	PRO 135	1	套	中控
3、辅助部件
序号	名称	性能	部件型号	数量	单位	厂家
1	空气开关		通用空气开关2P	6	个	标配
2	接线端子	端子(含附件)		1	批	标配
3	安装附料			1	批	中控

其它设备
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱	只	3	三个圆型有机玻璃水箱
锈钢温控实验箱	只	1	由加热箱、冷却箱、溢流箱、加热环、Pt100、温度变送器组成，加热箱内无水断电保护装置，也防止温度干烧。
不锈钢储水箱	只	1	内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便
储水箱自动进、排水装置	套	1	自动进排水减轻实验老师工作
接触器	只	4	施耐德（德国）
继电器	只	4	欧姆龙（日本）
电磁阀	只	4	三力信（国产）
液面探头	只	2	朔光自制
配有24v直流稳压电源	只	2	朝阳电源
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。	套	1	朔光自制
实验柜	台	1	2000mm（高）×1200mm（长）×700mm（宽）；采用全开放式设计，美观大方，操作维护方便
实验台及实验架	套	1	外加工2000mm（高）×1200mm（长）×700mm（宽）
锅炉保护系统	套	1	锅炉加热防干烧系统
过程控制传感器及过程检测仪表3D仿真软件：	▲3D传感器仿真系统，教学仿真资源（包括3D传感器仿真系统和传感器实验教学视频）要求提供不少于15种传感器及过程检测仪表的网络教学资源包。其中必含浮子液位传感器、齿轮式转速传感器、电容式液位传感器、浮子液位电阻传感器、动态扭矩传感器、超声波、热释电报警传感器等7种传感器以及压力、流量、物位与温度检测仪表，并提供手机APP截图（须提供产品说明、零件展示、装配、应用展示四个方面的相关证明材料,一共28张截图。没有满足采购需求或没有提供截图的，按一项负偏离处理。）
Python整个实验室配1套	▲该数据采集卡采用工业级，接口采用USB接口，整个实验室配一套。（须提供Python实验软件界面图，须提供PID源程序的截图。）没有满足采购需求或没有提供截图的，按一项负偏离处理。具体核心功能指标要求： ①具有8路模拟量输入：8路电压输入。ADC分辨率：14位，最大采样速率：100K/S。 ②2路模拟量输出：12位，0-10V，100Ksa/s； ③2路1MHz计数、PWM测量输入，2路1MHzPWM、脉冲发生器。 ④具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样。 ⑤具有输入低通滤波，过压保护功能。实验内容：基于Python压力PID控制实验基于Python液位PID控制实验基于Python流量PID控制实验基于Python温度PID控制实验基于Python串口通信应用基于Python通信与显示应用
虚拟仿真实训系统	软件主要功能（1）仿真软件能够模拟工业生产过程的四大热工参数，包括液位对象，温度对象，流量对象，压力对象，无缝对接“过程控制实验装置”的控制系统，能够完成基本对象特性测试、单闭环控制、串级控制、前馈反馈控制、流量比值控制等实验，可以替代被控对象。（2）通过界面观察各个模块的数据，清晰简洁，并能通过软件查看控制过程中的实时曲线。（3）基于工控软件软件开发而成，能够模拟实际对象的特性，并且能将控制计算机中的数据转换成模拟信号供外部控制系统使用。（4）动画显示及刻度显示：该系统在具体实验的过程中，为了更加清晰地显示回路的控制效果，要求组态软件界面中各管路液体的流向必须具有动态的动画显示，各水箱液位、储水箱液位具有明显的刻度显示。 ▲软件要求：在Simulink软件环境下，依据过程控制实验装置的实际参数对各个实验进行了仿真，并在Matlab/RTW实时控制模式下，实现过程控制的实物实验内容，满足毕业设计和课程设计的需要。仿真软件要求在MATLAB软件环境下完成，实时控制需在 MATLAB/RTW环境下进行，提供相关MATLAB/RTW实时控制的软件界面图。要求提供上下水箱串级控制、比值控制、流量液位串级控制系统3种实验的仿真控制软件建模界面、建模响应曲线、控制响应曲线的相关截图。没有满足采购需求或没有提供截图的，按一项负偏离处理。
主机监测单元（一套）	电路部分采用超薄可折叠导电材料技术，实时检测主机多路运行状况（4路以上），并且带液晶显示和报警显示，主机检测单元可反复折叠不损坏电路，支持手机无线采集数据，并且可以用手机APP读写数据为比较实验效果。 1）、须提供4路液晶显示和报警显示软件界截图，须提供手机APP软件截图。

五、实验项目：
DCS控制实验内容
特性实验
1、水箱单容特性实验
2、水箱双容特性实验
3、上下水箱双容特性实验
4、电动阀流量特性实验
5、变频器流量特性实验
6、温度特性实验
7、压力特性实验
单回路控制实验
1、电动调节阀支路单容液位控制实验
2、变频器支路单容液位控制实验
3、上水箱双容液位控制实验
4、上下水箱双容液位控制实验
5、三容液位控制实验
6、电动调节阀支路流量控制实验
7、变频器支路流量控制实验
8、锅炉内胆温度控制实验
9、锅炉内胆温度位式控制
串级控制实验
1、上水箱双容串级控制实验
2、上水箱液位与电动阀支路流量串级控制实验
3、上水箱液位与变频器支路流量串级控制实验
4、三闭环三容液位串级控制实验
5、温度串级实验
6、温度流量串级控制实验
7、温度与温度的串级控制实验
比值控制实验
1、单闭环比值流量控制实验
2、随动流量比值控制实验
前馈反馈控制实验
1、下水箱液位流量前馈反馈控制实验
2、锅炉内胆温度流量前馈反馈控制实验
解耦控制实验
1、液位温度解耦控制实验
2、上水箱双容液位解耦控制实验
滞后控制实验
Smith预估控制实验

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