ZY-GCX03型 高(gāo)級過程控制對象系統實驗裝置 
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産品展示--[ZY-GCX03型 高(gāo)級過程控制對象系統實驗裝置]
ZY-GCX03型 高(gāo)級過程控制對象系統實驗裝置 ZY-GCX03型過程控制綜合實驗裝置能完成《自動控制理(lǐ)論》、《過程控制》、《自動化(huà)儀表》、《集散控制》、《PLC可(kě)編程控制》、《單片機控制》、《計算(suàn)機控制》等課程所開的(de)實驗項目。集多(duō)領域、多(duō)學科技術于一體，充分(fēn)體現了(le)實驗裝置的(de)先進性、開放性和(hé)功能的(de)多(duō)樣化(huà)。産品吸取國内外教學儀器的(de)優點，并結合我國工業的(de)現場而設計，具有外形美(měi)觀大(dà)方，布局合理(lǐ)，使用(yòng)方便，适用(yòng)于多(duō)層次實驗教學和(hé)開放性實驗室的(de)建設。 一、技術指标及要求 1.工作電源：三相四線（或三相五線）380V±10% 50Hz
2.外形尺寸：183cm×73cm×140cm
3.整機容量：＜5kVA
二、裝置的(de)配備 1. 電源控制屏(鐵質雙層亞光(guāng)密紋噴塑結構，鋁質面闆) (1) 交流電源面闆
提供實驗所需的(de)三相四線～380V、三路單相～220V電源，總電源由三相鑰匙開關控制，電網電壓由三隻交流電壓表監示，三相帶燈熔斷器作爲斷相指示。設有漏電保護空氣開關、電壓型漏電保護器、電流型漏電保護器。另外，還設有定時器兼報警記錄儀，爲學生實驗技能的(de)考核提供一個統一的(de)标準。 (2) 執行機構及I/O信号接口面闆
執行機構有三相可(kě)控矽移相調壓裝置、電動調節閥、三相不鏽鋼磁力泵、電磁閥、三菱變頻器及三相電加熱管組成，另外電加熱鍋爐帶有防幹燒保護設備。并将各傳感器檢測及執行器控制信号同面闆上的(de)插座相連，便于學生自己連線組成不同的(de)控制系統。 2.實驗桌
實驗桌爲鐵質雙層亞光(guāng)密紋噴塑結構，桌面爲防火、防水(shuǐ)、耐磨高(gāo)密度闆，結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造型美(měi)觀大(dà)方；設有兩個大(dà)抽屜、櫃門，用(yòng)于放置工具、存放挂件及資料等。桌面用(yòng)于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒适的(de)工作台面。電腦桌聯體設計，造型美(měi)觀大(dà)方。 3. 交流變頻控制 4. 控制種類
Ø 智能儀表控制
Ø 遠程數據采集控制
Ø DCS分(fēn)布式過程控制
Ø S7-300PLC過程控制
Ø S7-200PLC過程控制
Ø 單片機控制
Ø 以太網控制
Ø 嵌入式以太網控制
Ø 三菱PLC控制
Ø PCI采集卡控制 5. 系統實驗教學軟件：包括MCGS工控組态軟件、組态王組态軟件、和(hé)利時MACS V系統組态軟件、STEP7編程軟件、WinCC組态軟件及單片機數據采集與控制軟件等，根據硬件配置進行配套。
三、實驗項目
本裝置能完成如下(xià)實驗項目内容： 1. 過程控制系統結構組成的(de)認識實驗
(1) 過程控制及檢測裝置硬件結構組成的(de)認識與控制方案的(de)組成及連接實驗
(2) 智能調節儀表、智能變送儀表等智能儀表的(de)操作及參數設定實驗
(3) 傳感器的(de)校正(零點遷移與量程調整) 2. 被控對象特性測試實驗
(1) 單容水(shuǐ)箱特性測試實驗
(2) 雙容水(shuǐ)箱特性測試實驗 3. 單回路控制系統實驗
(1) 單回路控制系統的(de)實踐
(2) 上水(shuǐ)箱（或中水(shuǐ)箱或下(xià)水(shuǐ)箱）液位定值控制實驗
(3) 雙容水(shuǐ)箱液位的(de)定值控制實驗
(4) 三容水(shuǐ)箱液位的(de)定值控制實驗
(5) 鍋爐内膽靜态水(shuǐ)溫的(de)定值控制實驗
(6) 鍋爐内膽動态水(shuǐ)溫的(de)定值控制實驗
(7) 鍋爐夾套水(shuǐ)溫的(de)定值控制實驗
(8) 電動閥支路流量的(de)定值控制實驗
(9) 變頻調速磁力泵支路流量的(de)定值控制實驗 4. 溫度位式控制系統實驗
(1) 鍋爐内膽水(shuǐ)溫位式控制實驗 5. 串級控制系統的(de)實驗
(1) 串級控制系統的(de)連接實踐
(2) 水(shuǐ)箱液位串級控制實驗
(3) 三閉環液位控制實驗
(4) 下(xià)水(shuǐ)箱液位與電動調節閥流量的(de)串級控制實驗
(5) 下(xià)水(shuǐ)箱液位與變頻調速磁力泵支路流量的(de)串級控制實驗
(6) 鍋爐内膽水(shuǐ)溫與鍋爐内膽循環水(shuǐ)流量的(de)串級控制實驗
(7) 盤管出水(shuǐ)口水(shuǐ)溫與熱水(shuǐ)流量的(de)串級控制實驗 6. 比值控制系統實驗
(1) 單閉環流量的(de)比值控制實驗
(2) 雙閉環流量的(de)比值控制實驗 7. 滞後控制系統實驗
(1) 盤管出水(shuǐ)口溫度的(de)純滞後控制實驗
(2) 盤管出水(shuǐ)口溫度的(de)滞後控制實驗
(3) 流量純滞後控制實驗 8. 前饋-反饋控制系統實驗
(1) 鍋爐内膽水(shuǐ)溫的(de)前饋-反饋控制實驗
(2) 下(xià)水(shuǐ)箱液位的(de)前饋-反饋控制實驗 9. 解耦控制系統實驗
(1) 上水(shuǐ)箱水(shuǐ)溫與液位的(de)解耦控制實驗
(2) 鍋爐夾套水(shuǐ)溫與鍋爐内膽水(shuǐ)溫的(de)解耦控制實驗 10. 工控組态軟件組态控制實驗
(1) 實時數據庫組态實驗
(2) 圖形動畫、報表、曲線、報警組态實驗
(3) 設備通(tōng)訊組态實驗
(4) 腳本程序應用(yòng)組态實驗 四、智能儀表控制 1. ZY-12 智能調節儀（三件）
系統采用(yòng)智能型的(de)AI-818儀表（3隻），線性電流4～20mA電流輸出，包含人(rén)工智能調節算(suàn)法，模糊PID及參數自整定功能，可(kě)組成三閉環控制系統。 2. ZY-13 智能位式調節儀
系統采用(yòng)智能型的(de)AI-708儀表，帶有計算(suàn)機RS485通(tōng)訊功能，采用(yòng)繼電器位式輸出、位式控制算(suàn)法，挂箱内部裝有接觸器位式控制裝置，儀表可(kě)根據設定值、回差來控制繼電器的(de)動作，完成溫度位式控制。 3. ZY-14 比值器、前饋反饋補償器、解耦裝置
采用(yòng)硬件前饋反饋補償器、比值器和(hé)解耦裝置，完成前饋反饋、比值、解耦控制實驗，其中通(tōng)過比值器可(kě)完成流量單閉環與雙閉環比值控制實驗；通(tōng)過前饋反饋補償器可(kě)以完成液位與流量以及溫度與流量的(de)前饋反饋控制實驗；通(tōng)過解耦裝置可(kě)完成液位與溫度以及鍋爐夾套與内膽的(de)溫度解耦實驗。 五、遠程數據采集控制 1. 遠程數據采集控制系統硬件組件 (1) ZY-21 遠程數據采集熱電阻輸入模塊
(2) ZY-22 遠程數據采集模拟量輸出模塊
(3) ZY-23 遠程數據采集模拟量輸入模塊
(4) RS232/485通(tōng)訊轉換器 2. 遠程數據采集控制系統軟件組成
上位PC機中安裝MCGS工控組态軟件及模塊測試軟件，實驗控制通(tōng)過MCGS工控組态軟件編寫上位機控制軟件的(de)運行算(suàn)法，并可(kě)進行通(tōng)訊參數的(de)修改及設定控制算(suàn)法的(de)參數，被控參數的(de)實時曲線、曆史曲線進行動态顯示，此外，還能對實驗流程圖和(hé)本實驗相關的(de)被控參數的(de)動态變化(huà)進行顯示。 3. 系統特點
該上位機控制系統實際上屬于計算(suàn)機DDC控制系統，它是将模拟量輸入AI模塊和(hé)模拟量輸出AO模塊，開關量輸入/輸出DI/DO模塊置于計算(suàn)機之外，計算(suàn)機通(tōng)過RS232/485通(tōng)訊轉換裝置同DDC模塊（自帶RS485通(tōng)訊接口）通(tōng)訊。
DDC采集模塊的(de)作用(yòng)是将傳感器檢測到的(de)被控參數标準信号通(tōng)過AD轉換送入計算(suàn)機，計算(suàn)機同時也(yě)将通(tōng)過控制運算(suàn)發出的(de)控制信号通(tōng)過DA轉換發給執行機構（如：調節閥、變頻器、可(kě)控矽移相調壓裝置）。整個控制系統的(de)控制算(suàn)法及監控功能都在上位PC機中實現。 4.現場總線控制系統結構圖如下(xià)： 六、DCS分(fēn)布式過程控制 1. DCS系統硬件組件
(1) ZY-31 FM148 8路模拟量輸入（電流型〈4～20mA〉/電壓型〈0～5V/1～5V〉）現場總線I/O模塊
(2) ZY-32 FM143 8路熱電阻（Pt100）輸入現場總線I/O模塊
(3) ZY-33 FM151 8路模拟量輸出（電流型〈4～20mA〉/電壓型〈0～5V/1～5V〉）現場總線I/O模塊
(4) ZY-34 MACS控制系統網絡示意圖
2. DCS配套系統硬件單元
(1) MCU主控單元（帶PROFIBUS-DP總線通(tōng)訊接口卡）
(2) 24V直流電源模塊
(3) 以太網卡（Realtek8139 100M自适應以太網卡1張）
(4) 數據交換機（8端口10/100M雙速交換機1隻）
3. DCS系統軟件提供MACS V組态軟件，具體分(fēn)爲：
(1) 數據庫總控組态軟件
(2) 設備組态軟件
(3) 算(suàn)法組态軟件
(4) 圖形組态軟件
(5) 操作員站在線監控軟件
(6) 服務器軟件
4. 系統特點
DCS過程控制系統硬件部分(fēn)完全采用(yòng)“和(hé)利時”的(de)MACS V系統，它能直觀清晰的(de)将集散控制系統I/O模塊、現場控制站等展現給學生，讓學生對DCS現場控制站的(de)組成有一個充分(fēn)的(de)認識。軟件部分(fēn)完全采用(yòng)“和(hé)利時”的(de)算(suàn)法組态控制軟件和(hé)操作員站上位機監控軟件，該軟件功能強大(dà)，中文界面簡單易學，學生可(kě)在操作員站和(hé)工程師站上進行DCS組态控制實驗。實驗對象采用(yòng)了(le)很多(duō)工業現場常用(yòng)的(de)檢測控制裝置。學生通(tōng)過對該系統的(de)了(le)解和(hé)使用(yòng)，一旦進入企業後就能夠很快(kuài)适應工作環境。同時該系統也(yě)爲教師和(hé)研究生提供了(le)一個高(gāo)水(shuǐ)平的(de)學習場所和(hé)科研開發平台。
5.對象系統總貌圖
七、S7-300 PLC過程控制
1. S7-300系統硬件組件
ZY-41A S7-300可(kě)編程控制器（包含主機CPU315-2DP、MMC卡、SM331 8路模拟量輸入模塊、SM332 4路模拟量輸出模塊） 2. S7-300其它系統硬件
(1) CP5611通(tōng)訊網卡
(2) DP通(tōng)訊專用(yòng)電纜 3. S7-300系統編程軟件
下(xià)位S7-300 PLC控制系統運行程序采用(yòng)STEP7軟件編譯，并下(xià)裝到CPU315-2DP主機模塊中。系統控制運算(suàn)主要由下(xià)位的(de)S7-300PLC執行。上位PC機中監控軟件采用(yòng)WINCC V6.0人(rén)機界面軟件編寫，上位PC監控軟件可(kě)進行控制算(suàn)法參數設定，被控參數實時曲線、曆史曲線、動态顯示，實驗流程圖的(de)顯示及本實驗相關的(de)被控參數動态數據顯示。 4. SIMATIC WinCC—視窗(chuāng)控制中心軟件
目前，在PC基礎上的(de)操作員監控系統已經迅速地發展起來，SIMATIC WinCC在使用(yòng)最新軟件技術上是潮流的(de)帶頭人(rén)，WinCC代表Windows Control Center（視窗(chuāng)控制中心），換句話說，它在Windows标準環境中的(de)各種便利功能，能夠确保安全可(kě)靠的(de)控制生産。WinCC的(de)特性之一是全面開放，它可(kě)以方便地結合标準和(hé)用(yòng)戶程序生成人(rén)機界面，準确地滿足實際要求。WinCC既可(kě)以用(yòng)來完成小規模的(de)，簡單的(de)過程控制和(hé)監控，也(yě)可(kě)以用(yòng)來完成複雜的(de)應用(yòng)。在任何情況下(xià)WinCC都可(kě)以生成漂亮的(de)人(rén)機對話接口，保證生産過程的(de)安全，使操作員能夠優化(huà)生産過程。WinCC使用(yòng)所配置的(de)人(rén)機接口，可(kě)以清晰地管理(lǐ)和(hé)優化(huà)生産過程的(de)事件。此外，WinCC還提供了(le)有效、安全的(de)過程操作功能。 八、S7-200 PLC過程控制 1. S7-200系統硬件組件
西門子S7-200主機CPU224（自帶PPI/MPI通(tōng)訊口），4路模拟量輸入和(hé)1路模拟量輸出模塊EM235，通(tōng)過帶有PC/PPI通(tōng)訊電纜線可(kě)将開發好的(de)程序下(xià)裝至PLC主機中，可(kě)完成所有多(duō)通(tōng)道輸出、多(duō)通(tōng)道輸入控制實驗，實驗開放性好。其運行安全可(kě)靠，穩定性高(gāo)，也(yě)是工業現場最常用(yòng)的(de)控制器。 2. S7-200 PLC可(kě)編程控制軟件
S7-200PLC的(de)編程環境軟件爲STEP7-Micro/WIN32，通(tōng)過PC/PPI通(tōng)訊電纜線使PLC與計算(suàn)機使用(yòng)本軟件建立通(tōng)訊關系後，使用(yòng)本軟件可(kě)以對S7-200PLC的(de)所有功能進行編程，對編寫好的(de)程序進行下(xià)裝，對已運行程序進行在線編程或監控等。
九、單片機過程控制
1. 單片機硬件組件
單片機控制系統挂箱擁有5通(tōng)道模拟量輸入和(hé)1通(tōng)道模拟量輸出功能，自帶RS232通(tōng)訊接口，可(kě)完成兩種控制方式：一種是其本身具有的(de)閉環控制功能，另外一種是結合上位PC機的(de)相關通(tōng)訊監控軟件實現更爲先進和(hé)開放的(de)計算(suàn)機控制。單片機硬件上可(kě)以同時進行5路模拟量輸入和(hé)1路模拟量輸出，此外它還具有常規PID控制程序，所以可(kě)以不與計算(suàn)機通(tōng)訊的(de)情況下(xià)實現獨立控制器功能。 2. 單片機控制軟件
在單片機控制系統中，PC機安裝有單片機上位機監控軟件和(hé)MATLAB軟件，通(tōng)過單片機軟件，可(kě)完成壓力、流量、液位、溫度四大(dà)熱工參數的(de)單閉環控制，還可(kě)完成模糊控制和(hé)神經元控制等先進算(suàn)法；另外本套單片機控制系統還可(kě)在MATLAB中自行編輯算(suàn)法，完成後放入相應的(de)目錄，本單片機上位機監控軟件可(kě)啓動預先編好的(de)MATLAB算(suàn)法，并對算(suàn)法進行驗證性的(de)操作，真正來控制本套系統，所以本套系統可(kě)完成開放性的(de)算(suàn)法開發實驗。
十、以太網控制
1. 硬件組成
(1) ZY-61 研華ADAM-6015 6路以太網分(fēn)布式熱電阻模塊 1隻
(2) ZY-62 研華ADAM-6024分(fēn)布式綜合模塊(6路模拟量輸入/2路模拟量輸出；2路開關量入/2路開關量出) 1隻
(3) ZY-64 8口集線器 1隻；網卡 1張
2. 系統軟件
上位機采用(yòng)組态王組态軟件，該組态軟件是一套基于Windows平台的(de)，用(yòng)于快(kuài)速構造和(hé)生成上位機監控系統的(de)組态軟件系統，可(kě)運行于Microsoft Windows 98/NT/2000/XP等操作系統。組态王采用(yòng)了(le)多(duō)線程、COM+組件等新技術，能實現實時多(duō)任務，運行穩定可(kě)靠。所有實驗均包括組态王實時數據庫組态、圖形動畫、報表、曲線、報警組态、設備通(tōng)訊組态等實驗。 3. 實驗内容
除了(le)能完成“第三大(dà)項”中的(de)所有實驗外，還能夠完成如下(xià)實驗：
(1) Smith預估控制
(2) 内模控制
(3) 二維模糊控制
(4) 單神經元控制 十一、嵌入式以太網控制 1. 系統硬件
(1) ZY-61 研華ADAM-6015 6路以太網分(fēn)布式熱電阻模塊 1隻
(2) ZY-62 研華ADAM-6024分(fēn)布式綜合模塊(6路模拟量輸入/2路模拟量輸出；2路開關量入/2路開關量出) 1隻
(3) ZY-63 研華ADAM-6500 嵌入式以太網分(fēn)布式通(tōng)信控制模塊 1隻
(4) ZY-64 8口集線器 1隻；網卡 1張
十二、三菱PLC控制
1. 三菱系統硬件組件
三菱PLC控制裝置（包含FX2N-48MR主機、FX2N-4AD 4路模拟量輸入模塊（配兩塊）、FX2N-4DA 4路模拟量輸出模塊及FX2N-4AD-PT 4路鉑電阻輸入模塊）。
2. GX系統編程軟件
下(xià)位三菱PLC控制系統的(de)運行程序采用(yòng)GX軟件編譯，并下(xià)載到FX2N-48MR主機模塊中。系統控制運算(suàn)主要由下(xià)位三菱PLC執行。上位PC機中監控軟件采用(yòng)MCGS組态軟件，上位PC監控軟件可(kě)進行控制算(suàn)法參數設定，被控參數的(de)實時曲線、曆史曲線、動态顯示，實驗流程圖的(de)顯示及本實驗相關的(de)被控參數動态數據顯示。 十三、PCI采集卡控制
1. ZY-81 PCI數據采集卡，采用(yòng)美(měi)國NI公司PCI-6024數據采集卡，主用(yòng)來進行 MATLAB實時仿真，
以實現MATLAB的(de)快(kuài)速原型化(huà)。
2. ZY-82 PCI數據采集卡，采用(yòng)台灣研華公司PCI-1711數據采集卡，MCGS組态軟件直接支持該闆卡，
另配備兩隻ZY-12 智能儀表挂箱作溫度變送後，可(kě)完成所有實驗項目。研華PCI-1711數據采集卡是功能強大(dà)的(de)多(duō)功能PCI總線數據卡，完全符合PCI規格Rev2.1标準，支持即插即用(yòng)，MCGS直接支持研華PCI-1711數據采集卡，采樣時可(kě)完成多(duō)路選通(tōng)開關的(de)控制，可(kě)根據每個通(tōng)道不同的(de)輸入電壓類型，來進行輸入範圍的(de)确定。其配備了(le)16路單端模拟量輸入，12位A/D轉換器，采樣速率可(kě)達100k，每個輸入通(tōng)道的(de)增益可(kě)編程，具有自動通(tōng)道/增益掃描功能，卡上有1k的(de)采樣FI/FO緩沖器，兩路12位模拟量輸出，16路數字量輸入，16路數字量輸出，給學生做(zuò)設計性實驗提供了(le)前提和(hé)基礎。
