·組成及功能

    設(shè)備主要由高級過程控制對象系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、配件等組成。
（一）高級過程控制對象系統(tǒng)
    (1)高級過程控制實(shí)訓(xùn)平臺(對象系統(tǒng))由不銹鋼框架、水箱、鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構(gòu)成)、盤管、磁力驅(qū)動(dòng)泵、現(xiàn)場儀表、閥門及管路等組成?？梢越M成溫度、壓力、流量、液位等控制回路，實(shí)現(xiàn)四大熱工參數(shù)的測量與控制，可進(jìn)行現(xiàn)場儀表的安裝調(diào)校、對象特性測試、單回路控制、串級控制、前饋-反饋控制、比值控制、解耦控制等控制實(shí)訓(xùn)。
    (2)水箱
    包括上、中、下3個(gè)液位水箱和1個(gè)儲水箱。液位水箱采用透明優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上、中水箱尺寸均為：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸為：D=350mm，H=200mm。水箱結(jié)構(gòu)，由三個(gè)槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進(jìn)水時(shí)水管的水先流入緩沖槽，出水時(shí)工作槽的水經(jīng)過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力傳感器與變送器，可對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。上、中、下水箱可以組合成一階、二階、三階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位串級控制系統(tǒng)。儲水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長×寬×高=680mm×520mm×430mm，容量為152L，能滿足上、中、下水箱的實(shí)訓(xùn)供水需要。儲水箱設(shè)有過濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。
    (3)鍋爐
    有3kW三相電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由不銹鋼精制而成，主要完成相關(guān)的溫度實(shí)訓(xùn)。做溫度實(shí)訓(xùn)時(shí)，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度，可完成溫度的定值控制、串級控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實(shí)訓(xùn)。內(nèi)膽尺寸：直徑Φ=190mm，高度h=500mm，容積=14.2L；鍋爐夾套尺寸：直徑Φ=270mm，高度h=420mm，容積=9.8L。
    (4)盤管
    模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長37米（43圈），管徑15mm，在盤管上有三個(gè)不同的溫度檢測點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數(shù)不同，在實(shí)訓(xùn)過程中可根據(jù)不同的實(shí)訓(xùn)需要選擇不同的溫度檢測點(diǎn)。盤管的出水通過手動(dòng)閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過渦輪流量計(jì)流回儲水箱。它可用來完成溫度的滯后和流量純滯后控制實(shí)訓(xùn)。
    (5)管道壓力變送器
    采用擴(kuò)散硅壓力變送器對動(dòng)力系統(tǒng)作用下產(chǎn)生的管道壓力進(jìn)行檢測，其量程為0～200KP，精度為0.5級。采用工業(yè)擴(kuò)散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償液位變送器。
    (6)液位壓力變送器
    三個(gè)液位壓力變送器分別用來對上、中、下三個(gè)水箱的液位進(jìn)行檢測，上、中水箱水位檢測各采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器1個(gè)，量程為0～5KP，精度為0.5級。帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。下水箱采用SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力傳感器1個(gè),SIEMENS帶PROFIBUS-PA通訊接口的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源。
    (7)溫度傳感器
    裝置中采用了6只Pt100鉑電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（有3個(gè)測試點(diǎn)）、上水箱出口的水溫等。Pt100測溫范圍：-200～+650℃。經(jīng)過溫度變送器，可將溫度信號轉(zhuǎn)換成4～20mA直流電流信號。然后送入二次儀表進(jìn)行溫度的測量。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好，可用于做標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)用熱電阻。
    其中1個(gè)溫度變送器采用西門子帶PROFIBUS-PA通訊接口的溫度變送器，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。
     (8)流量傳感器、變送器
    采用1臺電磁流量計(jì)與2臺渦輪流量計(jì)。
    電磁流量計(jì)采用西門子帶PROFIBUS-PA通訊接口的檢測和變送一體的電磁式流量計(jì)，用來對電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量進(jìn)行檢測。
    渦輪流量計(jì)的傳感器部分為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測儀表，用于檢測水流量的大小，當(dāng)流量很小時(shí)其精度也不會(huì)降低。變送器為直流24V供電、4～20mA變送輸出、標(biāo)準(zhǔn)兩線制接線、精度1.0級，是高精度型傳感器、變送器一體式結(jié)構(gòu)的流量檢測裝置，用來對變頻泵支路流量及盤管出口流量進(jìn)行檢測。
    (9)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥
    采用智能電氣閥門定位器控制控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。具PROFIBUS-PA通訊功能。
    (10)水泵
    本裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)泵，型號為16CQ-8P，流量為30升/分，揚(yáng)程為8米，功率為180W。泵體采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動(dòng)泵,一只為三相380V恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動(dòng)。
    (11)電磁閥
    電磁閥安裝在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，起到階躍干擾的作用。電磁閥工作壓力：最小壓力為0Kg/㎝2，壓力為10Kg/㎝2；工作溫度：－5～60℃。
    (12)三相電加熱管
    由三根1KW電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。
    (13)管道及閥門
    整個(gè)系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動(dòng)閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了裝置的使用年限。其中儲水箱底部裝有出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開將水直接排出。
（二）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
    現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)由控制柜（包含電源及保護(hù)裝置）、西門子現(xiàn)場總線控制組件、開關(guān)電源、端子排組件等組成，通過學(xué)生的安裝、接線，可靈活的組成多種控制回路。
    PLC選用西門子300系列標(biāo)準(zhǔn)CPU，CPU 315-2DP，內(nèi)置256KB工作存儲器，自帶一個(gè)MPI接口，一個(gè)PROFIBUS接口，最多可帶124個(gè)DP從站。I/O地址區(qū)域輸入為2048字節(jié)，輸出2048字節(jié)。
    配有SM322數(shù)字量輸出模塊，32數(shù)字量輸出,24VDC,0.5A。
    配有SM331模擬量輸入模塊，8AI輸入，分辨率14bit。
    配有SM332模擬量輸出模塊，4A0輸出，分辨率11/12位。
    配有DP/PA耦合器，6ES7157-0AC85-0XA0，輸入電源20.4V-28.8V，支持PROFIBUS DP和PROFIBUS PA協(xié)議。最多可連接31個(gè)PA現(xiàn)場設(shè)備。
    配有DP/PA連接器IM153-2接口模塊。
（三）其他配件
    包含系統(tǒng)運(yùn)行必須的19芯、42芯航空電纜線，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，各種維護(hù)用的螺絲刀、扳手、生料帶、電工膠帶、出水管等工具，配套型材電腦桌。各主要器件的使用說明書，實(shí)訓(xùn)用強(qiáng)弱電導(dǎo)線，工程光盤及軟件等，使用以上配件可以組成一套完整系統(tǒng)，并可完成日常的維護(hù)工作。