一、系統概述
       “ZY-AE02B型 高(gāo)級現場總線過程控制系統實驗裝置”是從高(gāo)校自動化(huà)相關專業教學實驗的(de)需求出發，采用(yòng)代表自動化(huà)行業技術潮流的(de)現場總線技術，開發出來的(de)進行通(tōng)訊和(hé)遠程控制的(de)網絡化(huà)和(hé)數字化(huà)實驗裝置。        “ZY-AE02B型高(gāo)級現場總線過程控制系統實驗裝置”是由現場總線控制系統和(hé)對象系統組成。該對象系統在管道中采用(yòng)電磁閥替代SYGCS-68E型中的(de)手閥控制各管道的(de)連接，可(kě)實現上位機根據采集參數進行自動控制或者上位機中進行鼠标點擊人(rén)爲控制，爲實現DCS的(de)多(duō)種控制策略，系統中上水(shuǐ)箱壓力變送器（上水(shuǐ)箱液位）采用(yòng)總線采集參數“變送器采用(yòng)帶SIEMENS PROFIBUS-PA通(tōng)訊接口的(de)壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA通(tōng)訊協議的(de)壓力傳感器通(tōng)過總線供電，不需要另外接工作電源）”。
1、現場總線控制系統硬件
除電氣部分(fēn)給各種工作部件提供電源外，還有下(xià)列主要部件：
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡）
(2) SIEMENS電源模塊一個
(3) PA Coupler 耦合器一個
(4) 8路模拟量輸入模塊SM331模塊兩個
(5) 4路模拟量輸出模塊SM332模塊一個
(6) 變頻器一個
(7) DP通(tōng)訊線和(hé)DP接頭若幹
(8) MPI-USB通(tōng)訊線一條
2、現場總線控制系統軟件
采用(yòng)SIEMENS WINCC軟件監控、SIEMENS STEP7編程
二、系統特點
    能完整的(de)體現現場過程變量數字化(huà)采集,實現從過程變量的(de)現場采集到上位監控的(de)全數字化(huà)傳輸,可(kě)完成DCS分(fēn)布控制系統架構。
三、系統結構
現場總線控制系統結構圖如下(xià)： 四、控制對象
（一）、系統組成
1. 過程控制實驗對象系統
實驗對象系統包含有：不鏽鋼儲水(shuǐ)箱；上、中、下(xià)三個串接有機玻璃圓筒型水(shuǐ)箱；三相4.5kW電加熱鍋爐（由不鏽鋼鍋爐内膽加溫筒和(hé)封閉式外循環不鏽鋼冷(lěng)卻鍋爐夾套構成）和(hé)鋁塑盤管組成。
系統動力系統有兩套：一套由SIEMENS變頻器、三相（380V交流）不鏽鋼磁力驅動泵、電動調節閥、交流電磁閥、渦輪流量計等組成；另一套由220V循環泵、渦輪流量計等組成。
整套對象系統完全由不鏽鋼材料制造，包括對象框架、管道、底闆，甚至小到每一顆緊固螺釘。
2. 對象系統中的(de)各類檢測變送及執行裝置
(1) 擴散矽壓力變送器三隻：分(fēn)别檢測上水(shuǐ)箱、中水(shuǐ)箱、下(xià)水(shuǐ)箱液位；
(2) 渦輪流量計三隻：分(fēn)别檢測兩條動力支路及盤管出水(shuǐ)口的(de)流量；
(3) Pt100熱電阻溫度傳感器六隻：分(fēn)别用(yòng)來檢測鍋爐内膽、鍋爐夾套、盤管（三隻）及上水(shuǐ)箱出水(shuǐ)口水(shuǐ)溫；
(4) 控制模塊：包含電磁閥21隻、電動調節閥一個、可(kě)控矽溫度控制模塊一隻；
(5) 三相380V不鏽鋼磁力驅動泵、220V循環泵。
（二）、系統主要特點
1. 被調參數囊括了(le)流量、壓力、液位、溫度四大(dà)熱工參數
2. 執行器中既有電動調節閥儀表類執行機構，又有變頻器等電力拖動類執行器
3. 系統除了(le)能改變調節器的(de)設定值作階躍擾動外，還可(kě)在對象中通(tōng)過電磁閥制造各種擾動
4. 一個被調參數可(kě)用(yòng)不同的(de)動力源、不同的(de)執行器和(hé)不同的(de)工藝線路下(xià)可(kě)演變成多(duō)種調節回路，以利于討(tǎo)論、比較各種調節方案的(de)優劣
5. 能進行多(duō)變量控制系統及特定的(de)過程控制系統實驗
（三）、系統總貌圖 五、配置清單

序号	設備名稱	數量	單位
1	不鏽鋼框架	1	套
2	有機玻璃水(shuǐ)桶	3	隻
3	不鏽鋼下(xià)水(shuǐ)箱	1	隻
4	不鏽鋼複合加熱桶	1	隻
5	380V磁力驅動泵	1	隻
6	220V循環泵	1	隻
7	SIEMENS 315-2DP CPU	1	隻
8	SIEMENS 電源模塊	1	隻
9	MMC卡	1	隻
10	PA Coupler 耦合器	1	隻
11	8路模拟量輸入模	2	隻
12	4路模拟量輸出模	1	隻
13	SIEMES變頻器MM420	1	隻
14	DP通(tōng)訊線和(hé)DP接頭	若幹	隻
15	擴散矽壓力變送器（帶SIEMENS PROFIBUS-PA總線協議）	1	隻
16	擴散矽壓力變送器	2	隻
17	渦輪流量計	3	隻
18	PT100熱電阻傳感器	6	隻
19	電磁閥	21	隻
20	空氣開關	1	隻
21	旋鈕	4	隻
22	中間繼電器	若幹	隻
23	DC24V開關電源	1	隻
24	電動調節閥	1	隻
25	可(kě)控矽調壓器	1	隻
26	控制櫃	1	台

 六、實驗項目
1.現場總線控制系統（FCS）的(de)組成與認識實驗
2.下(xià)位機軟件中的(de)硬件組态和(hé)程序編寫
3.上位機軟件中的(de)通(tōng)信建立和(hé)界面組态
4.一階單容上水(shuǐ)箱對象特性測試實驗
5.二階雙容水(shuǐ)箱對象特性測試實驗
6.上水(shuǐ)箱液位PID整定實驗
7.串接雙容下(xià)水(shuǐ)箱液位PID整定實驗
8.三容液位定值控制實驗
9.鍋爐内膽水(shuǐ)溫PID控制實驗
10.鍋爐夾套水(shuǐ)溫PID控制實驗
11.單閉環流量PID控制實驗
12.鍋爐内膽水(shuǐ)溫位式控制實驗
13.水(shuǐ)箱液位串級控制實驗
14.三閉環液位控制實驗
15.鍋爐夾套與内膽水(shuǐ)溫串級控制實驗
16.鍋爐内膽水(shuǐ)溫與水(shuǐ)流量串級控制實驗
17.上水(shuǐ)箱液位與進水(shuǐ)流量串級控制實驗
18.單閉環流量比值控制實驗
19.下(xià)水(shuǐ)箱液位前饋-反饋控制實驗
20.鍋爐内膽水(shuǐ)溫前饋-反饋控制實驗
21.溫度純滞後控制實驗
22.流量純滞後控制實驗
23.鍋爐夾套與内膽水(shuǐ)溫解耦控制實驗
24.上水(shuǐ)箱液位與出口水(shuǐ)溫解耦控制實驗