PCS-D Équipement expérimental de système de contrôle de processus

Ⅰ、Présentation du produit

Ce système permet de réaliser des fonctions expérimentales et didactiques pour les systèmes de régulation de pression, de débit et de niveau de liquide à valeur constante, ainsi que pour les systèmes de régulation de rapport, de cascade, de rétroaction et autres systèmes complexes. L'objet contrôlé est équipé d'un boîtier de commande d'interface. L'alimentation et le signal du boîtier de commande sont séparés. Ce boîtier comprend un dispositif d'alimentation, un convertisseur de fréquence, un régulateur intelligent et des dispositifs de protection de base pour l'équipement, et offre une interface d'extension.

Ⅱ、Principales caractéristiques et exigences du système

1. Les paramètres régulés incluent les paramètres thermiques tels que le débit, la pression et le niveau de liquide. Les actionneurs comprennent des actionneurs pour la régulation des instruments de vanne et des entraînements électriques pour les régulateurs de vitesse à fréquence variable. Outre la modification de la valeur de consigne du régulateur pour les perturbations progressives, le système peut également créer des perturbations dans l'objet via des électrovannes et des vannes manuelles.

2. Un paramètre régulé peut évoluer vers plusieurs boucles de régulation sous différentes sources d'alimentation, différents actionneurs et différentes lignes de traitement. En combinant différentes combinaisons du système objet et en combinant différents objectifs expérimentaux, des dizaines d'expériences de contrôle de processus peuvent être réalisées.

III、Exigences relatives à l'indice de performance

1. Alimentation : triphasé 4 fils 380 V et monophasé 3 fils 220 V ± 10 % ;

2. Environnement de fonctionnement : température -10 °C à +40 °C, humidité relative ≤ 85 % ;

3. Capacité de l'appareil : 2 kVA ;

4. Dimensions extérieures : environ 1 200 mm x 780 mm x 1 830 mm ;

IV、Exigences relatives à la composition de l'appareil

Le système objet est principalement composé d'un châssis en acier inoxydable, d'un réservoir d'eau en acier inoxydable, de trois réservoirs d'eau en verre organique connectés en série et de tuyaux en acier inoxydable plastifiés. Le système d'alimentation en eau comporte deux circuits : un circuit composé d'une pompe à entraînement magnétique monophasé, d'une vanne de régulation électrique, d'un débitmètre électromagnétique et d'une vanne de commutation manuelle ; L'autre voie est composée d'un convertisseur de fréquence, d'une pompe à entraînement magnétique à fréquence variable, d'un débitmètre à turbine et d'une vanne de commutation manuelle. La configuration spécifique est la suivante :

1. Objet de contrôle :

(1) Cadre en acier : acier inoxydable ;

(2) Réservoir de stockage d'eau : volume de 150 L, pour répondre aux besoins expérimentaux en eau des réservoirs supérieur, intermédiaire et inférieur. Le fond du réservoir est équipé d'une vanne de sortie d'eau ;

(3) Réservoir de niveau de liquide : comprenant les réservoirs supérieur, intermédiaire et inférieur. Le fond du réservoir est relié à un capteur de pression au silicium diffusé et à un transmetteur. Les réservoirs supérieur, intermédiaire et inférieur peuvent être combinés pour former un système de régulation de niveau de liquide à boucle simple de premier, deuxième et troisième ordres, ainsi qu'un système de régulation de niveau de liquide en cascade à double et à trois boucles fermées ;

(4) Pompe à eau : Une pompe à entraînement magnétique est utilisée comme système d'alimentation en eau, avec un débit de 30 l/min, une hauteur manométrique de 8 mètres et une puissance de 180 W. Le corps de la pompe est entièrement en acier inoxydable. Cet appareil utilise deux pompes à entraînement magnétique, l'une pour une pression constante monophasée de 220 V et l'autre pour une fréquence variable triphasée de 220 V.

(5) Conduites et vannes : L'ensemble de la tuyauterie du système est raccordé par des tuyaux en acier inoxydable plastifié, et les vannes manuelles sont toutes des vannes à boisseau sphérique. Le passage d'eau peut être librement sélectionné pour commuter l'état de raccordement de la tuyauterie.

(6) Électrovanne : L'électrovanne est une électrovanne normalement fermée avec une température de fonctionnement de -5 à 80 °C. 2. Instruments de terrain :

(1) Transmetteur de pression : Adopte un transmetteur de pression industriel en silicium diffus avec membrane d'isolation en acier inoxydable, utilise une technologie d'isolation du signal et suit et compense la dérive de température du capteur. La plage de mesure est de 0 à 200 kPa, la précision est de 0,5 niveau, l'alimentation est de 24 VCC et le signal de sortie est de 4 à 20 mA.

(2) Transmetteur de niveau de liquide : transmetteur de pression industriel en silicium diffus avec membrane d’isolation en acier inoxydable, technologie d’isolation du signal, suivi et compensation de la dérive de température du capteur. Plage de mesure : 0 à 5 kPa, précision de 0,5 niveau et signal standard de sortie : 4 à 20 mA.

(3) Capteur de débit électromagnétique : débitmètre électromagnétique intégré capteur-transmetteur, plage de débit : 0 à 1,5/h, précision de mesure : ± 0,5 %, signal standard de sortie : 4 à 20 mA. (capteur de débit électromagnétique et convertisseur).

(4) Débitmètre à turbine : le capteur du débitmètre à turbine est une structure à turbine. Le transmetteur est alimenté en 24 V CC, dispose d’une sortie de transmission de 4 à 20 mA et d’une précision de 1. Il s’agit d’un dispositif de détection de débit intégrant un capteur et un transmetteur de haute précision, utilisé pour détecter le débit de dérivation d’une pompe à fréquence variable et le débit de sortie de la bobine.

(5) Vanne de régulation électrique : Une vanne de régulation électrique intelligente à course droite permet de réguler le débit de la boucle de régulation. L'unité de commande est intégrée à l'actionneur électrique. L'alimentation est monophasée 220 V, le signal de commande est de 4 à 20 mA CC ou de 1 à 5 V CC, et la sortie est un signal de position de vanne de 4 à 20 mA CC.

(6) Convertisseur de fréquence : L'entrée du signal de commande est de 4 à 20 mA CC, et la sortie de conversion de fréquence de 220 V CA est utilisée pour piloter une pompe à entraînement magnétique triphasé.

3. Boîtier de commande :

(1) Boîtier d'interface de l'objet expérimental : Le boîtier d'interface de l'objet expérimental est divisé en un boîtier d'alimentation et un boîtier d'interface de signal. Le boîtier d'alimentation contient les dispositifs d'alimentation, les commutateurs de distribution d'énergie et d'autres dispositifs électriques puissants ; le boîtier d'interface de signal sert principalement d'interface intermédiaire pour la connexion des signaux de courant faible au système de commande étendu.

(2) Composants d'instrumentation intelligents : affichage numérique intelligent avec interface de communication, alarme, etc., permettant la régulation du niveau de liquide en double boucle fermée.

(3) Alimentation à découpage : tension d'entrée 220 V CA ; tension de sortie 24 V CC ; puissance nominale 100 W ;

(4) Contacteur CA : 220 V

(5) Relais intermédiaire : 24 V CC

(6) Borne de câblage : bonne isolation, robuste et durable

(7) Isolateur : utilisé pour l'isolation et la conversion du signal, peut convertir un signal de tension de 0 à 10 V en une sortie de 4 à 20 mA CC.

V、Éléments expérimentaux

1. Expérience de test de système de base

(1) Expérience de mesure de pression, de niveau de liquide et de débit

(2) Expérience de mesure des caractéristiques de charge d'une pompe

(3) Expérience de mesure des caractéristiques de régulation d'une pompe à fréquence variable

2. Expérience de recherche sur la mesure des caractéristiques d'objets

(1) Expérience de mesure du niveau de liquide dans un réservoir d'eau à capacité unique (modèle mathématique)

(2) Expérience de mesure du niveau de liquide dans un réservoir d'eau à double capacité (modèle mathématique)

(3) Expérience de mesure des caractéristiques de débit dans une vanne de régulation électrique

3. Expérience sur un système de régulation en boucle simple

(1) Expérience de contrôle du niveau de liquide à valeur constante dans un réservoir d'eau à capacité unique

(2) Expérience de contrôle du niveau de liquide à valeur constante dans un réservoir d'eau à double capacité

(3) Expérience de contrôle du débit en boucle fermée simple

(4) Expérience de contrôle de pression en boucle fermée simple

4. Expérience sur un système de régulation en cascade

(1) Expérience de contrôle du niveau de liquide en cascade dans un réservoir d'eau à double boucle fermée

(2) Expérience de contrôle du niveau de liquide et du débit d'entrée dans un réservoir d'eau

5. Expérience de contrôle du rapport de débit

(1) Système de contrôle du rapport de débit en boucle fermée simple

(2) Contrôle du rapport variable Expérience

6. Expérience de contrôle par rétroaction

VI、Performances techniques

1. Alimentation : monophasé, trois fils, 220 V ± 10 %

2. Environnement de fonctionnement : température : 10 °C à 40 °C, humidité relative : ≤ 85 %

3. Capacité de l’appareil : 1,0 kVA

4. Dimensions : 800 mm x 600 mm x 1850 mm (longueur x largeur x hauteur)

5. Protection : l’appareil est doté de fonctions de mise à la terre et de protection contre les fuites, et sa sécurité est conforme aux normes nationales en vigueur.

VII、Système de contrôle DCS

1. Structure réseau à trois couches clairement structurée : couvrant le bus Ethernet de la couche exploitation, le bus Ethernet industriel de la couche contrôle et le bus de la couche terrain.

2. Capacité de traitement matérielle :

L’unité de contrôle principale du poste de contrôle est un processeur Pentium II, avec 34 Mo de mémoire, dont 2 Mo de SRAM ; Les unités de traitement des signaux d'E/S sont toutes des structures intelligentes.

3. Capacité de traitement du système :

Un système prend en charge 8 domaines, chacun disposant d'une capacité de traitement de 10 000 points d'E/S physiques et de 1 000 boucles de régulation.

4. Module contrôleur principal :

Tension d'entrée : 21,6 ~ 26,4 VDC. Redondance du module : prise en charge, redondance maître-esclave à chaud, temps de commutation de redondance : 50 ms, mémoire SRAM de conservation après mise hors tension : 1 Mo. Protection contre les coupures de courant : mode de fonctionnement : conservation sur batterie de secours ; durée de conservation des données après mise hors tension : 2 ans.

Réseau système : Ethernet : 100 Mbps. Mode de fonctionnement : double redondance réseau, débits de communication : 187,5 Kbps, 500 Kbps, 1,5 Mbps.

5. Module de fond de panier du contrôleur principal : prend en charge 4 modules. Les deux emplacements de gauche sont destinés aux modules du contrôleur principal et les deux emplacements de droite aux modules IO-BUS. Les interfaces externes des modules de contrôle principal et IO-BUS sont situées sur la base de contrôle principale à 4 emplacements.

6. Module d'alimentation système : convertit une tension alternative de 110 VCA/220 VCA en tension continue de 24 VCC, isole les entrées et les sorties, et offre une puissance nominale de sortie de 120 W.

7. Module d'alimentation auxiliaire : convertit une tension de sortie de 220 VCA en 24 VCC, isole les entrées et les sorties ; grâce à la protection contre les courts-circuits en sortie, l'alimentation se rétablit automatiquement après la résolution du défaut.

Version PC synchrone :

PCS-D Équipement expérimental de système de contrôle de processus   http://french.biisun.com/home/category/detail/id/166.html