本装置比较系统地介绍了过程控制装置及其设计的基本概念及步骤。主要内容包括: 过程自动控制的基本概念, 过程控制系统设计的基本步骤, 被控对象的动态特性的描述和建模以及各种动态特性的实验测定, 常规过程控制装置包括典型变送器、控制器和执行器的工作原理, 单回路控制系统及其参数的整定方法, 常用的以前馈、串级、比值、均匀、选择性控制系统为主的复杂控制系统原理, 计算机控制系统构成, 并介绍了现场总线系统、工业以太网以及智能无线仪表与网络以及软测量等新知识点, 还对自动控制系统的一些典型应用做了详细介绍。
本系统为适应本专科教学而精简开发、经济适用的过程控制实验装置，由实验对象系统、仪表控制屏组成。
本系统为适应本科教学而精简开发、经济适用的过程控制实验装置，由实验对象系统、仪表控制屏和实验桌组成。
一、技术指标
1.工作电源：单相三线 220V±5% 50Hz
3
2.外形尺寸：140×74×191cm3.整机容量：<3KVA
4.控制信号：电压1～5V 二、安全保护体系
(一)锅炉加热程控保护系统
1.锅炉加热内胆由水位液位保护，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。
2.电加热管电源控制开关采用钥匙开关，可由教师放置钥匙，避免无关人员误操作。
(二)电源保护措施 1.电流型漏电保护器。
2.两相电源加有保险管，防止断路。 (三)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。 (四)漏电保护装置及安全性和安全承诺
(五)各种电源及各种仪表的可靠的保护功能
1.各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不能自行接线，不存在强弱电混插
的问题。
2.实验连接线及插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。 三、系统简要描述
整套系统分为：上位控制层系统，实验对象层，检测传感、变送、执行设备，上位控制软件四部分。系统特点:整套系统安放在可移动的试验台桌上，小巧且实验装置占地面积小。
(一)上位控制层系统：①智能仪表控制模块。②DDC控制模块。③S7-200PLC控制模块。
(二)实验对象层系统：
1.控制对象：由不锈钢框架不锈钢安装底板、不锈钢储水箱、有机玻璃双容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器、不锈钢复合管路、桌等组成。
(1)不锈钢框架及不锈钢安装底板：不锈钢框架安装有机玻璃双容串接水箱、带夹套不
锈钢常压锅炉容器。不锈钢安装底板安装固定不锈钢支撑框架、检测传感执行装置、管路等。
(2)不锈钢实验台桌：不锈钢实验台桌上安放控制对象;
(3)不锈钢储水箱及水泵安装在不锈钢实验桌上，作为一体。水泵出水口带快插接头，
用快接软管将水泵同控制对象管路系统相连便可实验。
(4)有机玻璃双容串接水箱：由进口有机玻璃制作，上水箱、下水箱
、上下水箱双容串接安装，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器接口。
(5)带夹套的不锈钢常压加热锅炉容器：内胆Φ10×50（通动态被加热水），带单相1.5KVA电加热管，夹套Φ15×40（带保温棉），加热锅炉容器做成全封闭式（不但能作温度实验，同时还可作压力实验），内胆安装Pt100温度传感器。
(6)系统动力：功率可调的不锈钢循环水泵:可组成不锈钢泵＋电动调节阀＋涡轮流量计的动力流量调节系统，也可组成不锈钢泵＋变频器＋涡轮流量计的动力流量调节系统。单相可控硅移相调压装置、单相电加热管组成锅炉加热动力系统。
(三)检测传感器、执行机构：
1.流量传感器：涡轮流量计＋流量变送仪，各两个。
2.液位传感器：扩散硅液位传感器二个，分别用于检测上下两个水箱的液位。另外加热锅
炉容器上还加一个扩散硅压力传感器，做恒压供水实验时检测容器压力。
3.温度传感器：Pt100热电阻传感器一个，Pt100热电阻温度变送器一个。用于检测带夹
套不锈钢常压加热锅炉的内胆温度。
4.压力传感器：扩散硅压力传感器一个，用于检测加热锅炉容器压力实验时动态压力。
5.变频调速器：三菱变频调速器一个，用于调节变频动力支路的供水压力及流量。
6.电动调节阀：全不锈钢电动调节阀一个，用于调节电动调节阀动力支路的供水压力及流量。
(四)上位过程控制系统
1.上位控制操作/实验面板
上位控制操作/实验台同实验对象装置一体制作安装。上位控制操作/实验台安装在不锈钢桌上方。
2.上位控制操作/实验面板
(1)上位控制操作/实验面板：铝质喷塑结构。
(2）强电控制面板：装有漏电保护空气开关、电流型漏电保护器，充分考虑人身安全保护；配置带钥匙的电源启动控制回路和多组保险丝，同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相电压表、指示灯，直观，强电信息一目了然；装有变频器及其控制接口面板，方便变频器熟悉、操作和应用。
(3)控制器面板：变频控制器面板、S7-200PLC控制器面板、智能仪表控制面板、DDC远程数据采集控制面板。
(4)信号接口面板：控制对象中的仪表信号和电气信号转移到信号接线板上，提供AI、AO、DO等传感器检测及执行器控制信号接口，便于学生自己连线组成不同的
控制系统。实验者通过安全型接插式导线将实验板与信号板之间进行不同的配线，以完成过程控制各类实验。
3.上位过程控制系统配置 (1)S7-200PLC控制系统
随着科技的发展，PLC即使是Micro PLC，也可以胜任多种控制任务。本产品提供的PLC控制系统主机选用S7-1200系列，主要展示小型（Micro）PLC在满足小规模的控制任务中的完美表现，为培养工程化人才提供更多更强的实验平台。
(2)智能仪表控制系统
仪表控制系统核心为带通信功能的各种仪表，仪表内集成了各种算法，根据现场情况整定仪表控制算法的各种参数，达到控制效果。同时带通讯功能的仪表与上位计算机的软件平台通讯。仪表各种参数和过程值进入软件平台（一般为工控组态软件）的数据库，再加上组态的流程画面和操作界面，可以方便在上位计算机整定参数，对过程值进行记录分析。
(3)DDC控制系统
DDC控制系统一般有两种形式，一种采用外部数据采集模块的形式，其核心为带RS485通讯的数据采集模块和计算机算法软件；另一种采用工控机和ISA或PCI插槽的数据采集板卡。外部数据采集模块由于安装方便，同时就地安装时采用通讯方式向计算机送数据不存在信号衰减，因此本产品采用第一种方式的应用。用户可根据自己学校的实际情况选用第二种方式的应用（例如研华A/D、D/A、采样板卡）。
在控制台直接装有数据采集模块，同时利用工控软件MCGS中强大的算法组态功能，便捷的组建一个带人机界面的DDC控制系统。在DDC系统中提供开放的算法软件供实验和算法编程参考，方便实验教学和工程人才培养。 五、基本实验内容
品目一：仪表控制系统实验 1、过程控制系统的组成实验
（1）过程控制及检测装置硬件结构组成的认识，控制方案的组成及控制系统连接实验。
（2）智能调节仪表、智能变送仪表等各种智能仪表的操作及参数设定。 （3）传感器的校正（零点迁移与量程调整）实验 （4）控制回路的选择及回路连接线实验 2、被控对象特性测试实验
（1）单容液位数学模型的测试实验； （2）双容水箱液位数学模型的测试实验 （3）单回路控制系统的实践 3、单回路控制系统实验 （1）单回路控制系统的实践 （2）单容液位定值控制实验； （3）双容液位定值控制实验 4、串级控制系统实验
（1）串级控制系统的连接实践 （2）双容液位串级控制实验 品目二：DDC控制系统实验
1、过程控制系统的组成实验
（1）过程控制及检测装置硬件结构组成的认识，控制方案的组成及控制系统连接实验。
（2）智能调节仪表、智能变送仪表等各种智能仪表的操作及参数设定。 （3）传感器的校正（零点迁移与量程调整）实验 （4）控制回路的选择及回路连接线实验 2、被控对象特性测试实验
（1）单容液位数学模型的测试实验； （2）双容水箱液位数学模型的测试实验 （3）单回路控制系统的实践 3、单回路控制系统实验 （1）单回路控制系统的实践 （2）单容液位定值控制实验； （3）双容液位定值控制实验 4、串级控制系统实验
（1）串级控制系统的连接实践 （2）双容液位串级控制实验 品目三：S7-1200PLC控制系统实验 1、过程控制系统的组成实验
（1）过程控制及检测装置硬件结构组成的认识，控制方案的组成及控制系统连接实验。
（2）智能调节仪表、智能变送仪表等各种智能仪表的操作及参数设定。 （3）传感器的校正（零点迁移与量程调整）实验 （4）控制回路的选择及回路连接线实验 2、被控对象特性测试实验
（1）单容液位数学模型的测试实验； （2）双容水箱液位数学模型的测试实验 （3）单回路控制系统的实践 3、单回路控制系统实验 （1）单回路控制系统的实践 （2）单容液位定值控制实验； （3）双容液位定值控制实验 4、串级控制系统实验
（1）串级控制系统的连接实践 （2）双容液位串级控制实验
由杭州英联科技有限公司推出的过程控制实验室，包含由YLGK-02型典型过程控制实验装置等设备组成，过程控制实验室以培养面向21世纪具有创新精神人才为己任，以加强基础、注重创新为宗旨，积极进行了一系列卓有成效的改革。将实验教学分成：基础实验、设计性实验、综合设计性实验、过程控制系统研究性实验。强化实践教学，突出创新能力培养，取得了良好的实验教学成果。
YLGK-02型过程控制综合实验装置0605
