儀器儀表相關(guān)知識(shí) (2)

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1、*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),儀器儀表相關(guān)知識(shí),授課教師,:,姜磊 黃芳,AE2000,型控制系統(tǒng)介紹,1.,電源部分:,控制柜上方為供電電源部分,.,2.DCS,部分:,從左往右卡件安排:,第一章,AE2000,裝置概述,1,系統(tǒng)主要特點(diǎn),(,1,)、囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù),(,2,)、多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)與檢測(cè)儀器,(,3,)、多種工藝條件下控制方案的實(shí)現(xiàn),(,4,)、各種控制算法在開(kāi)放組態(tài)實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)上都可以實(shí)現(xiàn),(,5,)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表可以永久存儲(chǔ),在組態(tài)軟件中也可隨時(shí)調(diào)用,以便實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行比較和分析,機(jī)構(gòu)

2、圖,第一章,AE2000,裝置概述,2,實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu),2.1,檢測(cè)裝置,(,1,)壓力計(jì):壓力變送器、差壓變送器、壓力表、,U,型差壓管,(,2,)溫度傳感器及溫度變送器:,Cu,電阻、,PT100,電阻、雙金屬溫度計(jì),(,3,)流量計(jì):渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),第一章,AE2000,裝置概述,2.2,執(zhí)行機(jī)構(gòu),(,1,)調(diào)節(jié)器:霍尼韋爾 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,進(jìn)口,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),210V,直流電壓輸出,(,2,)變頻器:施耐德變頻器,西門(mén)子變頻器,進(jìn)口,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),420mA,輸出和,210V,直流電壓輸出,(,3,)加熱器:調(diào)壓模塊,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),420mA,輸出

3、,第一章,AE2000,裝置概述,3,控制臺(tái)組成結(jié)構(gòu),(,1,)電源和,I/O,信號(hào)系統(tǒng):強(qiáng)電控制和信號(hào)接口面板,(,2,)智能調(diào)節(jié)儀系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)儀表智能控制。,圖中,,a,:智能調(diào)節(jié)儀;,b,:,1,5V,或,0.2,1V,模擬量輸入接口;,c,:,I/V,轉(zhuǎn)換電阻;,d,:模擬量控制信號(hào)輸出(,420mA,);,e,:熱電阻接口;,f,:,RS485,接口;,g,:電源開(kāi)關(guān),第一章,AE2000,裝置概述,(,3,),PLC,可編程控制:實(shí)現(xiàn),PLC,系統(tǒng)控制,面板上提供模擬信號(hào)的接線(xiàn)端子,(,4,),DDC,智能模塊系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)研化模塊,DDC,控制。,研華,4017,模塊:,4,通道模擬量

4、輸入模塊。,工作電源:直流,24V,輸入類(lèi)型:電壓、電流。,輸入范圍:,150150mv,-500500mv,-11v,-55v,-1010v,-220mA,通訊方式:,485,通訊,研華,4024,模塊:,4,路電流型模擬量輸出。,工作電源:直流,24V,電流輸出范圍:,020mA,420mA,電壓輸出范圍:,-10v10v,010v,通訊方式:,485,通訊,(,5,)流量積算儀:實(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)功能,a,流量積算變送儀;,b,電源開(kāi)關(guān);,cI,/V,轉(zhuǎn)換電阻,;d,信號(hào)輸入接口;,e,變送輸出接口研華,4024,模塊,4 RS-485,接口轉(zhuǎn)換器與通訊電纜,(,1,),RS-485,

5、接口轉(zhuǎn)換器,接口轉(zhuǎn)換器可將,RS-232C,串行口的數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩線(xiàn)平衡的半雙工,RS-485,信號(hào)。,(,2,)通訊電纜,485,通訊電纜線(xiàn)是控制臺(tái)與,RS-485,接口轉(zhuǎn)換器的銜接部分,長(zhǎng)約,2,米,用一根兩芯屏蔽線(xiàn)把兩個(gè)九針串口(,DB9,母)連接而組成。兩個(gè)九針串口的針頭定義相同:,1,為,485,,,2,為,485,。,第二章 控制系統(tǒng)介紹,1,、,PLC,控制系統(tǒng),在本實(shí)驗(yàn)裝置中采用的是西門(mén)子,S7-200,系列的,CPU224,控制器。另掛,4,輸入,1,輸出模擬量模塊,EM235,。編程平臺(tái)采用的是,STEP 7,MicroWIN,V4.0,板,可升級(jí)為中文板。

6、其監(jiān)控平臺(tái)采用的是,MCGS,北京昆侖通態(tài)軟件。,第二章 控制系統(tǒng)介紹,在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,被控對(duì)象的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的信號(hào)給到西門(mén)子模擬量模塊,EM235,的輸入端,被控對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)給到西門(mén)子模擬量模塊,EM235,的輸出端。這樣就夠成了,PLC,控制的整個(gè)回路。其中,PLC,控制器通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際被控對(duì)象的。所有的控制方案和算法都在,PLC,控制器當(dāng)中完成與實(shí)現(xiàn)。其中我們也可以通過(guò),PC/PPI,通訊協(xié)議與上位機(jī)相連,通過(guò)上位機(jī)來(lái)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程數(shù)據(jù),改變所需要調(diào)的某些參數(shù),并可以保存歷史數(shù)據(jù)與曲線(xiàn)等。,2,、,DDC,控制系統(tǒng),直接數(shù)字控制(,DDC,)系統(tǒng)是用一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)配以適當(dāng)?shù)妮斎?/p>

7、輸出設(shè)備,從生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)輸入通道獲取信息,按照預(yù)先規(guī)定的控制算法(如,PID,、內(nèi)回流等)計(jì)算出控制量,并通過(guò)輸出通道,直接作用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的閉環(huán)控制,通常它有幾十個(gè)控制回路。,在本實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)中采用的是研華輸入輸出模塊。工作原理如下:,3,、儀表控制系統(tǒng),儀表控制系統(tǒng)是用工業(yè)上常用的儀表對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制,比如單回路控制,位式控制等;也可以利用多個(gè)儀表組成串級(jí)控制。儀表本身帶有輸入信號(hào)與輸出信號(hào)端子。,1,、壓力變送器,工作原理:當(dāng)被測(cè)介質(zhì)(液體)的壓力作用于傳感器時(shí),壓力變送器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)歸一化差分放大和輸,V/A,電壓、電流轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成與被測(cè)

8、介質(zhì)(液體)的液位壓力成線(xiàn)性對(duì)應(yīng)關(guān)系的,420mA,標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。接線(xiàn)如下圖所示:,接線(xiàn)說(shuō)明:傳感器為二線(xiàn)制接法,它的端子位于中繼箱內(nèi),電纜線(xiàn)從中繼箱的引線(xiàn)口接入,直流電源,24V+,接中繼箱內(nèi)正端(,+,),中繼箱內(nèi)負(fù)端(,)接負(fù)載電阻的一端,負(fù)載電阻的另一端接,24V-,。傳感器輸出,420mA,電流信號(hào),通過(guò)負(fù)載電阻,250,轉(zhuǎn)換成,15V,電壓信號(hào)。,零點(diǎn)和量程調(diào)整:,零點(diǎn)和量程調(diào)整電位器位于中繼箱內(nèi)的另一側(cè)。校正時(shí)打開(kāi)中繼箱蓋,即可進(jìn)行調(diào)整,左邊的(,Z,)為調(diào)零電位器,右邊的(,R,)為調(diào)增益電位器。,2,、溫度傳感器,Pt100,熱電阻,工作原理:利用,Pt,電阻阻值與溫度之

9、間的良好線(xiàn)性關(guān)系。,接線(xiàn)說(shuō)明:連接兩端元件熱電阻采用的是三線(xiàn)制接法,以減少測(cè)量誤差。在多數(shù)測(cè)量中,熱電阻遠(yuǎn)離測(cè)量電橋,因此與熱電阻相連接的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng),當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,采用三線(xiàn)制接法。即在兩端元件的一端引出一條導(dǎo)線(xiàn),另一端引出兩條導(dǎo)線(xiàn),這三條導(dǎo)線(xiàn)的材料、長(zhǎng)度和粗細(xì)都相同,如下圖中所示的,a,、,b,、,c,。它們與儀表輸入電橋相連接時(shí),導(dǎo)線(xiàn),a,和,c,分別加在電橋相鄰的兩個(gè)橋臂上,導(dǎo)線(xiàn),b,在橋路的輸出電路上,因此,,a,和,c,阻值的變化對(duì)電橋平衡的影響正好抵消,,b,阻值的變化量對(duì)儀表輸入阻抗影響可忽略不計(jì)。,3,、流量計(jì)

10、(渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)),1,)、渦輪流量計(jì):輸出信號(hào):頻率,測(cè)量范圍:,01.2m3/h.,接線(xiàn)如圖所示:,2),、電磁流量計(jì):輸出信號(hào):,420mA,,測(cè)量范圍:,01.2m3/h.,接線(xiàn)說(shuō)明:電磁流量計(jì)輸入端采用的是,220V,的交流電,輸出的是,420mA,的電流信號(hào)。,4,、壓力表,安裝位置:?jiǎn)蜗啾弥?,電?dòng)調(diào)節(jié)閥之前。,測(cè)量范圍:,00.25MPa,5,、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,主要技術(shù)參數(shù):,執(zhí)行機(jī)構(gòu),型式:智能型直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu),輸入信號(hào):,010VDC/210VDC,輸入阻抗:,250/500,輸出信號(hào):,420mADC,輸出最大負(fù)載:,500,信號(hào)斷電時(shí)的閥位:可任意設(shè)置為保持,/,全開(kāi),/,全關(guān),/0100%,間的任意值,電源:,220V,10%/50Hz,6,、單相可控硅移相調(diào)壓,通過(guò),420mA,電流控制信號(hào)控制單相,380V,交流電源在,0380V,之間根據(jù)控制電流的大小實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化。,7,、變頻器,系統(tǒng)中所用的變頻器的為施耐德和西門(mén)子變頻調(diào)速器。變頻器的輸出端與循環(huán)泵相連,實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵支路的流量控制。,AE2000,過(guò)程控制系統(tǒng)控制軟件,1,DCS,軟件體系結(jié)構(gòu),2,DCS,組態(tài)控制軟件,

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