《过程控制仪表与装置》实验指导书

《过程控制仪表与装置》实验指导书指导书姓名学号班级成绩日期目录1.《过程控制实训装置》使用说明及注意事项 32.《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明 43.供水流量及压力控制回路实验 84.上水箱液位控制回路实验 105. 中间水箱温度回路实验 12一．《过程控制实训装置》使用说明及注意事项1、安全注意事项1）上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。

2）严禁散落长发、衣冠不整操作设备。

3）安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。

4）请勿使用损坏的插座或电缆，以免发生触电及火灾。

5）安装时请在清洁平坦的位置，以防发生意外事故。

6）请使用额定电压，以防发生意外事故。

7）必须使用带有接地端子的多功能插座,确认主要插座的接地端子有没有漏电，导电。

8）为了防止机械的差错或故障，请不要在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。

9）设备的安装或移动时，请切断电源。

2、使用注意事项1）长时间不使用设备时请切断电源。

2）在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。

3）在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近请勿使用。

4）请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。

5）用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。

6）注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。

二．《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明1、系统方案综述及特点本系统主要有控制柜（内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板）、控制对象（过程控制实训装置）两大部分组成。

真正模拟了工业现场环境。

它实现了温度、流量、液位、压力4个基本模拟量的单独或配合实验，和触摸屏可选择性监控等功能。

同时也用到数字量方面的基本知识。

这样，学生在这里不仅能学到新的知识，如ifix组态软件、触摸屏的运用等，还能得到前面所学知识的复习和巩固，它是一套综合性的实训设备。

2、系统构成示意图为了方便学生实验和实训，并根据学校反馈信息，我们将各个部分的安装位置布置如下图：我们针对系统构成示意图做个简单的说明：前面说到：成套过程控制系统分成控制对象和控制柜两大部分。

控制柜内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板等，它就相当于实际工业现场的配电室；控制对象内有模拟现场的水塔，还有工业级仪表、各种阀类等显示和执行部件，我们可以把它看成是真正的现场，各个终端实时数据都能在这里采集，方便学生观察于操作。

另外，通过上位机组态，我们可以监控现场情况，这就相当于实际的控制室。

这样，整套设备采用透明有机玻璃挡板，能给学生一个开放的实验环境和工业现场的感觉。

技术参数：项目技术参数备注尺寸1000×600×1600mm电源AC 220V,50Hz 过载或短路保护工作电压DC 24V,6A组件过程控制对象水箱有机玻璃支架铝型材变频器1个西门子水泵1个比例阀2个压力变送器1个南京高华温度显示仪表1个压力指示仪表1个流量指示仪表1个流量计1个SMC液位传感器1个电磁阀1个温度传感器1个加热管1个工具柜材料Q235钢板数量1个PLC GE Fanuc(学校提供外置3、系统原理图原理说明：系统主要有三个水箱（一个储水箱，两个功能水箱）、一个泵（动力源）、以及各个支路上完成不同功能的执行部件和检测元件组成。

当设备不用时，全部的水都在储水箱或者全部放空，用到设备时，先往除储水箱中注水，再由泵往两功能水箱注水，超出水位时，水箱通过溢流管回水至储水箱。

当达到要求水位时，通过各个支路之间的配合，完成实验要求。

当做流量实验时：可设定固定流量值，那系统按照设定流量供水，当需改变系统流量时，只需改变控制终端流量数值，通过控制变频器来增大或者改变系统流量大小。

其他支路配合按照实验要求而定。

现场仪表、触摸屏、监控见面同时显示当前流量值，便于学生对比。

当做压力实验时：电磁阀1、手动发1可选择闭合，单独测压力这个支路，通过调节支路上的电动执行器，来达到恒定压力的效果。

当压力超过或低于一定值时，系统会相应的调整流量大小来补偿。

当做液位实验时:可通过电磁阀1、压力支路的开闭或电动执行器2的开闭来补充或放走一部分液体，来达到恒定液位的效果。

当做温度实验时：加温棒将把加温水箱内的水温度加至设定温度，等待温度传感器检测，到达设定温度时，停止加温，温度传感器将进行实时检测，来保证水箱内水温恒定。

做系统实验时：系统通过压力、流量、液位、温度4个参数之间的配合，做到恒压（模拟量）、恒流量（模拟量）、恒液位（模拟量）、恒温度（模拟量）。

完成实验后:两功能水箱的水通过手动阀3、4回流至储水箱。

在控制方面：系统支持HAT协议，输入参数为温度，输出端为比例阀2。

三．供水流量及压力控制回路实验一、实验目的通过实验观察和认识流量控制回路中和压力控制回路中流量仪表和压力仪表的作用及动作过程，巩固和加深对课内理论知识的理解。

二、实验设备1. 过程控制系统实验装置；2. 计算机及相关软件；三、实验原理所谓供水流量控制回路是指由流量计，变频电机，流量显示仪表和压力显示仪表等构成的控制回路，可设定固定流量值，系统按照设定流量供水，当需改变系统流量时，只需改变控制终端流量数值，通过控制变频器来增大或者改变系统流量大小。

在显示流量的同时，可同时观察压力的变化情况。

四、实验内容与步骤本实验选择上水箱作为被测对象。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将与上水箱的相连的进水阀门全开，将上水箱出水阀门开至适当开度，其余阀门均关闭。

1、开启计算机等待CPU运行正常。

2、接通控制柜电源：先开总电源，按下启动键，等待PAC加电。

3、双击“iFIx5.1”图标，进入操作界面。

4、双击“Profict iFIx”图标，进入“过程控制实验KNT-PGK3”界面,等待2分钟左右，左下角“AO”按钮由红色变为绿色，表明后台程序及数据连接正常，然后再进入实验。

5、点击“仪表检测实验”进入实验界面6、.实验一．流量压力回路实验1) 双击“水泵频率检测”AO.2) 点击“Detils" , 将“Forcing”打钩，在"Value"填值：50，回车，变频器开始工作，将储水箱中的水抽往上水箱。

3)观察并记录：将实验数据结果填入下表。

项目流量计示数计算机流量显示计算机压力示数温度示数液位示数设定值50 80 0 -- -- 显示值4）修改"V"填值：80，回车，观察并记录。

5）当上水箱水位达到一定时，修改"V"填值：0，回车，观察并记录。

6）实验完毕后，关闭电源：先关分项电源，最后关闭总电源，逐渐减小负荷。

再将上水箱的水和中间水箱的水放回储水箱，若其他实验还需再做时，可不做此项。

五、实验报告1．画出带控制点的流量和压力控制系统原理图。

2．根据实验测得的数据，进行分析。

3. 实验心得体会。

六、注意事项在系统正常运行过程中，请不要切换到水位控制和压力控制回路中，因为这三个控制回路使用都是相同的控制对象，从一个控制回路切换到另外一个控制回路，会引起调节的混乱。

如需要切换，请先停下当前的控制回路，切换到手动控制模式，然后将各个设备打开或者关闭。

在变频泵控制模式下，可以通过在控制画面右面的工艺图中点击调节阀的图标，手动设定调节阀阀门的开度，同理，阀门控制的时候可以手动调节变频器的转速。

四．上水箱液位控制回路实验一、实验目的通过实验观察和认识液位控制回路中液位动作过程，巩固和加深对课内理论知识的理解。

二、实验设备1. 过程控制系统实验装置；2. 计算机及相关软件；三、实验原理所谓上水箱控制回路是指在上水箱上的超声波液位计，上水箱出口电动调节阀，水位开关，液位显示等构成的控制回路，可设定固定液位值，系统按照设定液位将上水箱的水放至中间水箱当需改变液位高低时，只需改变控制终端液位数值，通过控制调节阀来增大或者改变液位大小。

四、实验内容与步骤本实验选择上水箱和中间水箱作为被测对象。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将与上水箱的相连的出水旁通阀门关闭。

1、开启计算机等待CPU运行正常。

2、接通控制柜电源：先开总电源，按下启动键，等待PAC加电。

3、双击“iFIx5.1”图标，进入操作界面。

4、双击“Profict iFIx”图标，进入“过程控制实验KNT-PGK3”界面,等待2分钟左右，左下角“AO”按钮由红色变为绿色，表明后台程序及数据连接正常，然后再进入实验。

5、点击“仪表检测实验”进入实验界面6、.实验二．上水箱液位控制回路实验1) 双击“比例阀控制”AO.2) 点击“Detils" , 将“Forcing”打钩，在"Value"填值：50，回车，上水箱调节阀开始工作，将上水箱中的水抽往中间水箱。

3)观察并记录：将实验数据结果填入下表。

项目液位计示数流量计示数压力计示数温度示数设定值50 80 0 --显示值4）修改"V"填值：80，回车，观察并记录。

5）当中间水箱水位淹没水箱中的水位开关后，修改"V"填值：0，回车，观察并记录。

6）实验完毕后，关闭电源：先关分项电源，最后关闭总电源，逐渐减小负荷。

再将上水箱的水和中间水箱的水放回储水箱，若其他实验还需再做时，可不做此项。

五、实验报告1．画出带控制点的液位控制系统原理图。

2．根据实验测得的数据，进行分析。

3. 实验心得体会。

五．中间水箱温度回路实验一、实验目的通过实验观察和认识温度控制回路中温度仪表作用及动作过程，巩固和加深对课内理论知识的理解。

二、实验设备1. 过程控制系统实验装置；2. 计算机及相关软件；三、实验原理所谓中间水箱温度控制回路是指由铂电阻温度计，加热棒，计算机显示等构成的控制回路，当中间水箱水位开关没有报警信号时，可将温度值设为1，系统按照要求对中间水箱水开始加热，由温度显示仪表和计算机同时显示温度值。

当需改变水箱温度可通过，加热中间水箱中的水，或从上水箱放水从而达到控制水温的目的。

四、实验内容与步骤本实验选择中水箱作核上水箱作为被测对象。

实验之前先将中间水箱中的水淹没水位开关，使控制柜中的报警灯熄灭、然后将与上水箱的相连的进水阀门关闭。

1、开启计算机等待CPU运行正常。

2、接通控制柜电源：先开总电源，按下启动键，等待PAC加电。

3、双击“iFIx5.1”图标，进入操作界面。

4、双击“Profict iFIx”图标，进入“过程控制实验KNT-PGK3”界面,等待2分钟左右，左下角“AO”按钮由红色变为绿色，表明后台程序及数据连接正常，然后再进入实验。

5、点击“仪表检测实验”进入实验界面6、.实验三．温度回路实验1) 双击“加热开关”AO.2) 点击“Detils" , 将“Forcing”打钩，在"Value"填值：1，回车，加热棒开始工作，将中间水箱中的水开始加热。