系统认识

AE2000系统介绍

AE2000型过程控制智能仪表控制实验装置是根据自动化专业及相关专业教学特点，吸取了国外同类实验装置的特点和长处，并与目前工业自动化现场紧密联系，采用了工业广泛上使用并处于领先的智能控制系统，经过精心设计，多次实验和反复论证，推出的一套基于本科，着重于研究生教学、学科基地建设的实验设备。该设备涵盖了《信号和信息处理》、《传感技术》、《工程检测》、《模式识别》、《控制理论》、《自动化技术》、《智能控制》、《过程控制》、《自动化仪表》、《计算机应用和控制》、《计算机控制系统》等课程的教学实验与研究。整个系统美观实用，功能多样，使用方便，既能进行验证性、设计性实验，又能提供综合性实验，可以满足不同层次的教学和研究要求。

本实验装置的检测信号、控制信号及被控信号均采用ICE标准，即电压0~5V或1~5V，电流0~10m A或4~20mA。实验系统供电要求三相交流电：380V，外型尺寸：重量：AE2000型过程控制实验装置集多参数闭环控制为一体，由过程控制对象、智能仪表模块、智能远程数据采集模块、执行器模块、信号检测模块等组成，各个模块间可以灵活组合，融合了工业上的主要控制手段，涉及了温度、压力、流量和液位等重要的过程控制参数。

一）、AE2000系统主要特点

1．被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。

2．执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）仪表类执行机构，又有变频器、三相SCR移相调压等电力拖动类执行器。

3．调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过电磁阀和手操作阀制造各种扰动。

4．一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。

5．某些检测信号、执行器在本对象中存在相互干扰，二者同时进行时要对原独立调节系统的被调参数进行重新整定，还可对复杂调节系统比较优劣。

6．各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以控制。

7．实验数据及图表在MCGS软件系统中很容易存储及调用，以便实验者进行实验后的比

较和分析。

该系统设计本着工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才的培养原则出发。实验对象采用了很多工业现场常用检测控制装置，仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件，基型产品控制系统既有上位监控机加智能仪表控制系统，又有上位监控机加远程数据采集计算机DDC控制系统。扩展信号接口便于控制系统二次开发。对象系统还留有扩展连接口，以便进行DCS控制，计算机DDC控制，PLC 控制开发。学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能够很快适应环境进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开发平台。

二）、AE2000实验对象组成结构

过程控制实验对象系统包含有：不锈钢储水箱、强制对流换热系统、上下串接的有机玻璃双容上下小水箱、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组成），纯滞后盘管实验装置。系统动力支路分两路组成：一路由单相丹麦格兰富循环水泵、电动调节阀、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路由小流量水泵、变频调速器、小流量电磁流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。如图所示：

三）、AE2000实验对象中的各类检测变送及执行装置

AE2000实验对象检测及执行装置包括：

检测装置：三个扩散硅压力液位传感器分别用来检测小流量水泵管道压力、双容上小水箱、下小水箱液位。一个电磁流量、一个涡轮流量传感器分别用来检测小流量泵动力支路流量和单相格兰富水泵动力支路流量。四个Pt100热电阻温度传感器分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套和对流换热器冷水出口、热水出口、纯滞后盘管出口水温。

执行装置：一个三相可控硅移相调压装置用来调节三相电加热管工作电压。一个电动调节阀，一个变频器。

1、液位传感器使用说明

工作原理：当被测介质（液体）的压力作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经归一化差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换器转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4~20mA标准电流输出信号。

接线如图所示：

接线说明：传感器的端子位于中继箱内，电缆线从中继箱的引线口接入，采用两线制接法。

零点和量程调整：

零点和量程调整电位器位于中继箱内。校正时打开中继箱盖，即可进行调整，左边的（Z）是调零电位器，右边的（R）是调量程电位器。

2、温度传感器

Pt100热电阻

工作原理：

接线说明：连接两端元件热电阻采用的是三线制接法。采用三线制接法是为了减少测量误差。因为在多数测量中，热电阻远离测量电桥，因此与热电阻相连接的导线长，当环境温度变化时，连接导线的电阻值将有明显的变化，为了消除连接导线阻值的变化而产生的测量误差，就采用了三线制接法。即在两端元件的两端分别引出两条导线，这两条导线（材料相同、长度、粗细相等）又分别加在电桥相邻的两个桥臂上，如上图所示。

3、流量计（涡轮流量计、电磁流量计）

1）、涡轮流量计：0~0.6m3/h

2)、电磁流量计：0~0.3 m3/h

4、压力表

测量范围：0.25MPa

5、电动调节阀

QSVP-16N智能电动单座调节阀

主要技术参数：

执行机构

型式：智能型直行程执行机构

输入信号：0~10mA/4~20mADC/0~5VDC/1~5VDC

输入阻抗：250Ω/500Ω

输出信号：4~20mADC

输出最大负载：<500Ω

断信号阀位置：可任意设置为保持/全开/全关/0~100%间的任意值

电源：220V±10%/50Hz

6、电磁阀

24V直流开关电源供电，电磁阀共两种状态：上电x时电磁阀阀门开，掉电时电磁阀关。