JDGCS-Ⅲ型高级现场总线过程控制系统实验装置

 

一、系统概述

 

“JDGCS-Ⅲ高级现场总线过程控制系统实验装置”是从高校自动化相关专业教学实验的需求出发，采用代表自动化行业技术潮流的现场总线技术，开发出来的进行通讯和远程控制的网络化和数字化实验装置。

 

“JDGCS-Ⅲ高级现场总线过程控制系统实验装置”是由现场总线控制系统和对象系统组成。该对象系统在管道中采用电磁阀替代SBGCS-68E型中的手阀控制各管道的连接，可实现上位机根据采集参数进行自动控制或者上位机中进行鼠标点击人为控制，为实现DCS的多种控制策略，系统中上水箱压力变送器（上水箱液位）采用总线采集参数“变送器采用带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯接口的压力变送器（带SIEMENS PROFIBUS-PA通讯协议的压力传感器通过总线供电，不需要另外接工作电源）”。

 

现场总线控制系统硬件

 

除电气部分给各种工作部件提供电源外，还有下列主要部件：

 

SIEMENS 315-2DP CPU一个（含MMC卡）

 

SIEMENS电源模块一个

 

PA Coupler 耦合器一个

 

8路模拟量输入模块SM331模块两个

 

4路模拟量输出模块SM332模块一个

 

变频器一个

 

DP通讯线和DP接头若干

 

MPI-USB通讯线一条

 

现场总线控制系统软件

 

采用SIEMENS WINCC软件监控、SIEMENS STEP7编程

 

二、系统特点

 

能完整的体现现场过程变量数字化采集,实现从过程变量的现场采集到上位监控的全数字化传输,可完成DCS分布控制系统架构。

 

三、系统结构

 

现场总线控制系统结构图如下：

 

四、控制对象

 

一）、系统组成

 

过程控制实验对象系统

 

实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成。

 

系统动力系统有两套：一套由SIEMENS变频器、三相（380V交流）不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、交流电磁阀、涡轮流量计等组成；另一套由220V循环泵、涡轮流量计等组成。

 

整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板，甚至小到每一颗紧固螺钉。

 

对象系统中的各类检测变送及执行装置

 

扩散硅压力变送器三只：分别检测上水箱、中水箱、下水箱液位；

 

涡轮流量计三只：分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量；

 

Pt100热电阻温度传感器六只：分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温；

 

控制模块：包含电磁阀21只、电动调节阀一个、可控硅温度控制模块一只；

 

三相380V不锈钢磁力驱动泵、220V循环泵。

 

二）、系统主要特点

 

被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数

 

执行器中既有电动调节阀仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器

 

系统除了能改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过电磁阀制造各种扰动