CS2000硬件系統(tǒng)介紹

1、浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司CS2000硬件系統(tǒng)介紹 1.1 系統(tǒng)主要特點(diǎn) 被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)。執(zhí)行器中既有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（或氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）、單相調(diào)壓裝置等儀表類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻調(diào)速器等電力拖動(dòng)類執(zhí)行器。調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有調(diào)節(jié)器的設(shè)定值階躍擾動(dòng)外，還有在對(duì)象中通過另一動(dòng)力支路或電磁閥和手操閥制造各種擾動(dòng)。一個(gè)被調(diào)參數(shù)可在不同動(dòng)力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路下演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。CS2000硬件系統(tǒng)介紹 某些檢測(cè)信號(hào)、執(zhí)行器在本對(duì)象中存在相互干擾，它們同時(shí)輸入和工作時(shí)需對(duì)原獨(dú)立調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)進(jìn)行重新整定，還可對(duì)復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較優(yōu)劣

2、。各種控制算法和調(diào)節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)上都可以實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表可以永久存儲(chǔ)，在MCGS組態(tài)軟件中也可隨時(shí)調(diào)用，以便實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行比較和分析。在整體實(shí)訓(xùn)裝置中，設(shè)有溫度故障排除功能、調(diào)節(jié)閥故障排除功能、卡件故障排除功能等。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)從工程化、參數(shù)化、現(xiàn)代化、開放性和培養(yǎng)綜合性人才的原則出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)對(duì)象中采用了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的檢測(cè)控制裝置！儀表采用具有人工智能算法及通訊接口的智能調(diào)節(jié)儀，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用MCGS工控組態(tài)軟件等。CS2000硬件系統(tǒng)介紹 基型產(chǎn)品控制系統(tǒng)中既有上位監(jiān)控機(jī)加智能儀表控制系統(tǒng)，又有無紙記錄儀控制系統(tǒng)。對(duì)象系統(tǒng)預(yù)留有擴(kuò)展信號(hào)接口，用于控制系統(tǒng)二次開發(fā)

3、，進(jìn)行DCS控制，F(xiàn)CS控制，PLC控制開發(fā)。擴(kuò)展控制系統(tǒng)為DCS分布式集散控制系統(tǒng)，西門子S7300PLC加上位WINCC組態(tài)軟件。學(xué)生們通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置的了解和使用，進(jìn)入企業(yè)后能夠很快適應(yīng)企業(yè)環(huán)境進(jìn)入角色。同時(shí)該系統(tǒng)也為教師和研究生提供了一個(gè)高水平的學(xué)習(xí)和研究開發(fā)平臺(tái)。CS2000硬件系統(tǒng)介紹l1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu) CS2000型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置包括控制臺(tái)與對(duì)象兩大部分。對(duì)象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱、圓筒形有機(jī)玻璃上水箱（250380mm）、（中水箱、）下水箱（250350mm）、單相2.5KW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）。系統(tǒng)動(dòng)力支路分為兩

4、路組成：一路由循環(huán)水泵、調(diào)節(jié)閥、孔板流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成；另一路循環(huán)水泵、變頻調(diào)速器、渦輪流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成。CS2000硬件系統(tǒng)介紹 CS2000CS2000實(shí)驗(yàn)對(duì)象的檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)對(duì)象的檢測(cè)裝置： 壓力液位傳感器。分別用來檢測(cè)上水箱、（中水箱、）下水箱液位；孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)分別用來檢測(cè)其所在動(dòng)力支路的水流量；Pt100熱電阻溫度傳感器分別用來檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套的水溫，強(qiáng)制對(duì)流換熱裝置。l 壓力液位變送器壓力液位變送器 工作原理：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)（液體）的壓力作用于傳感器時(shí)，壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)歸一化差分放大和輸V/A電壓、電流轉(zhuǎn)換

5、器，轉(zhuǎn)換成與被測(cè)介質(zhì)（液體）的液位壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。接線如圖1所示。CS2000硬件系統(tǒng)介紹芯片運(yùn)放電源1 14 43 36 6V V紅紅白白/ /藍(lán)藍(lán)m mA A負(fù)負(fù)載載2 25 50 0歐歐/ /5 50 0歐歐1 15 5V V/ /0 0. .2 21 1V V圖1CS2000硬件系統(tǒng)介紹 接線說明：傳感器為二線制接法，它的端子位于中繼管內(nèi)，電纜線從中繼箱的引線口接入，直流電源24V+接紅線，白線/藍(lán)線接負(fù)載電阻的一端，負(fù)載電阻的另一端接24V-。傳感器輸出4-20mA電流信號(hào)，通過負(fù)載電阻250/50轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。當(dāng)負(fù)載電阻接250時(shí)信號(hào)電壓為1-5

6、V，當(dāng)負(fù)載電阻切換成50時(shí)信號(hào)電壓為0.2-1V。變送器的調(diào)試：先將變送器安接線圖正確接線，旋開變送器后蓋即可看到零點(diǎn)和滿量程調(diào)節(jié)電位器如圖2.調(diào)整步驟：CS2000硬件系統(tǒng)介紹a.將壓力液位變送器裝于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上通電預(yù)熱15分鐘后，再進(jìn)行調(diào)整。b.將變送器施加下限值壓力，調(diào)整零位調(diào)節(jié)電位器使其輸出為4mA（接250負(fù)載電阻后為1V）。c.將變送器施加上限值壓力，調(diào)整滿度調(diào)節(jié)電位器使其輸出為20mA（接250負(fù)載電阻后為5V）。d.反復(fù)b、c兩個(gè)步驟，直到使變送器輸出達(dá)到規(guī)定的要求。e.旋緊變送器后蓋。調(diào)零位調(diào)滿度CS2000硬件系統(tǒng)介紹圖2l溫度傳感器 在CS2000過程控制系統(tǒng)中，我們采用Pt

7、100熱電阻作為溫度傳感器對(duì)系統(tǒng)中的溫度進(jìn)行檢測(cè)。工作原理：利用Pt電阻阻值與溫度之間的良好線性關(guān)系。 CS2000硬件系統(tǒng)介紹圖3 接線說明：連接兩端元件熱電阻采用的是三線制接法，以減少測(cè)量誤差。在多數(shù)測(cè)量中，熱電阻遠(yuǎn)離測(cè)量電橋，因此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，連接導(dǎo)線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，采用三線制接法。CS2000硬件系統(tǒng)介紹即在兩端元件的一端引出一條導(dǎo)線，另一端引出兩條導(dǎo)線，這三條導(dǎo)線的材料、長度和粗細(xì)都相同，如圖3中所示的a、b、c。它們與溫度變送器輸入電橋相連接時(shí)，導(dǎo)線a和c分別加在電橋相鄰的兩個(gè)橋臂上，導(dǎo)線b在橋路的輸出電路上

8、，因此，a和c阻值的變化對(duì)電橋平衡的影響正好抵消，b阻值的變化量對(duì)儀表輸入阻抗影響可忽略不計(jì)。l渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì) 渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，測(cè)量范圍：01.0m3/h。接線如圖4所示。CS2000硬件系統(tǒng)介紹-p+5 2 4 V D C脈 沖 輸 出l壓力表壓力表安裝位置：?jiǎn)蜗啾弥?，調(diào)節(jié)閥之前。測(cè)量范圍：00.25MPa如圖5所示。圖4CS2000硬件系統(tǒng)介紹圖5壓力表CS2000CS2000實(shí)驗(yàn)對(duì)象的實(shí)驗(yàn)對(duì)象的執(zhí)行裝置：執(zhí)行裝置：l電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QSTP-16K智能電動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥，主要技術(shù)參數(shù)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)：010mA/420mADC/05VD

9、C/15VDC輸入阻抗：250/500CS2000硬件系統(tǒng)介紹輸出信號(hào)：4-20mADC輸出最大負(fù)載：500信號(hào)斷電時(shí)的閥位：可任意設(shè)置為保持/全開/全關(guān)/0-100%間的任意值電源：220V10%/50Hz l單相可控硅移相調(diào)壓模塊單相可控硅移相調(diào)壓模塊 通過4-20mA電流控制信號(hào)控制單相220V交流電源在0-220V之間根據(jù)控制電流的大小實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化。l變頻器變頻器 系統(tǒng)中所用的變頻器的為三菱變頻調(diào)速器，其型號(hào)為：FR-S520S-0.4K-CHR。變頻器的輸出端與丹麥循CS2000硬件系統(tǒng)介紹環(huán)泵相連，實(shí)現(xiàn)丹麥循環(huán)泵支路的流量控制?？刂婆_(tái)組成結(jié)構(gòu)控制臺(tái)組成結(jié)構(gòu) 控制臺(tái)由噴塑鋼板作為框架

10、，以防火材料為桌面板，桌底裝有滾動(dòng)輪子和固定地盤，外觀優(yōu)美，耐用結(jié)實(shí)。面板用噴塑鋁合金板制作，容易安裝拆卸。控制面板上安裝了智能調(diào)節(jié)儀控制面板、C3000控制面板、信號(hào)面板、強(qiáng)電面板。l電源和電源和I/OI/O信號(hào)面板信號(hào)面板 電源和I/O信號(hào)面板上有總電源開關(guān)和各種元器件的電源開關(guān)，還有各種檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)的接線端子。l智能數(shù)字儀表智能數(shù)字儀表C3000C3000控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)CS2000硬件系統(tǒng)介紹 智能數(shù)字儀表控制系統(tǒng)的核心是浙大中控的C3000智能調(diào)節(jié)記錄儀?？刂乒δ埽嚎刂乒δ埽?C3000多功能控制器具有單回路控制和串級(jí)控制功能。用戶可以根據(jù)需要選擇表達(dá)式和控制模式。在表達(dá)式功能

11、中，定時(shí)器和控制回路可以用來特殊控制。串聯(lián)多臺(tái)C3000多功能控制器可以執(zhí)行更復(fù)雜的控制功能。表達(dá)式運(yùn)算：表達(dá)式運(yùn)算： C3000多功能控制器具有表達(dá)式功能，使用表達(dá)式可以對(duì)儀表內(nèi)部信號(hào)的算術(shù)運(yùn)算、乘方運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及條件運(yùn)算，以達(dá)到復(fù)雜的運(yùn)算和控制功能的CS2000硬件系統(tǒng)介紹要求。要求。自整定功能：自整定功能： C3000多功能控制器控制回路具有參數(shù)自整定功能，每個(gè)回路啟動(dòng)自整定功能需要在組態(tài)中設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)。在儀表正常運(yùn)行中將自動(dòng)禁止自整定功能。密碼保護(hù)：密碼保護(hù)： C3000多功能控制器具有四種登陸模式：操作員1、操作員2、工程師1及工程師2，每種登陸模式都有獨(dú)立的密碼保護(hù)，

12、其中工程師2可以任意修改其他登陸模式的密碼。歷史數(shù)據(jù)記錄控制功能：歷史數(shù)據(jù)記錄控制功能：CS2000硬件系統(tǒng)介紹 C3000多功能控制器具有歷史數(shù)據(jù)記錄控制功能?？梢宰杂蛇x擇需要記錄的數(shù)據(jù)；儀表修改記錄間隔，不會(huì)影響已有的記錄，即支持記錄間隔的修改；支持更多的記錄間隔，最小支持0.125s記錄間隔；可以手動(dòng)啟動(dòng)（或停止）或自動(dòng)啟動(dòng)（或停止）儀表的記錄，自動(dòng)方式可以通過定時(shí)方式啟動(dòng)（或停止）記錄或使用表達(dá)式邏輯功能啟動(dòng)（或停止）記錄。儀表界面顯示：不連續(xù)的兩段數(shù)據(jù)之間用固定長度的空白段顯示；一段連續(xù)的數(shù)據(jù)顯示中，兩個(gè)連續(xù)點(diǎn)時(shí)間的差值是該段數(shù)據(jù)記錄間隔的X倍（其中X是縮小倍數(shù)）。其他曲線畫面、棒圖

13、畫面及控制畫面可以橫向顯示和縱向顯示。CS2000硬件系統(tǒng)介紹l智能調(diào)節(jié)儀面板智能調(diào)節(jié)儀面板 智能調(diào)節(jié)儀型號(hào)為上海萬迅儀表有限公司AI818A，除具備AI708A的全部功能特點(diǎn)外，還具備外給定、手動(dòng)/自動(dòng)切換操作、手動(dòng)整定及顯示輸出值等功能，并具備直接控制閥門的位置比例輸出（伺服放大器）功能，也可獨(dú)立做手動(dòng)操作器或伺服放大器用。此外，還具備可控硅移相觸發(fā)輸出功能，可節(jié)省可控硅移相觸發(fā)器，能精確控制溫度、壓力、流量、液位等各種物理量。智能調(diào)節(jié)儀使用參數(shù)設(shè)置：智能調(diào)節(jié)儀使用參數(shù)設(shè)置：修改參數(shù)時(shí)，按住鍵3秒，即可調(diào)出如下表第一個(gè)HIAL，用CS2000硬件系統(tǒng)介紹、修改參數(shù)的值。修改好第一個(gè)參數(shù)后，

14、再按一下即可進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)的修改。表1CS2000硬件系統(tǒng)介紹CS2000硬件系統(tǒng)介紹根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)，以上參數(shù)有所改變，請(qǐng)參看實(shí)驗(yàn)部分說明。輸入規(guī)格：根據(jù)實(shí)際所測(cè)的信號(hào)不同，sn=0-37之間選擇表2CS2000硬件系統(tǒng)介紹圖中的黑體字符表示常用的輸入規(guī)格。圖中的黑體字符表示常用的輸入規(guī)格。小數(shù)點(diǎn)位置DIP：例：DIP=1 小數(shù)點(diǎn)在十位。輸入下限顯示值DIL：用于定義線性輸入信號(hào)下限刻度值，對(duì)外給定、變送輸出、光柱顯示均有效。例：上水箱液位傳感器檢測(cè)范圍為0100cm，則DIL=0，DIP=1輸入上限顯示值DIH：用于定義線性輸入信號(hào)上限刻度CS2000硬件系統(tǒng)介紹值，與DIL配合使用。例：上

15、水箱液位傳感器檢測(cè)范圍為0-100cm，則DIH=100，DIP=1輸出方式OP1：OP1=4，4-20mA線性電流輸出。輸出下限值OPL：OPL=0 調(diào)節(jié)器輸出最小值輸出上限值OPH：OPH=100 調(diào)節(jié)器輸出最大值。 系統(tǒng)功能選擇CF：CF=0 調(diào)節(jié)器為反作用；CF=1 調(diào)節(jié)器為正作用 通訊地址ADDR：ADDR=0-100 有效，作為輔助模塊用于測(cè)量值變送輸出時(shí)，ADDR及bAud定義對(duì)應(yīng)測(cè)量值變送輸出的線性電流大小，其中ADDR表示輸出下限，bAud表示輸出上限。單位為0.1mA。CS2000硬件系統(tǒng)介紹l變頻器參數(shù)設(shè)置變頻器參數(shù)設(shè)置表3CS2000硬件系統(tǒng)介紹變頻器使用說明：變頻器使

16、用說明： 本裝置中使用變頻器時(shí)，主要有兩種輸出方式：一種是直接調(diào)面板旋鈕輸出頻率，另一種是用外部輸入控制信號(hào)改變變頻器輸出頻率。兩種輸出方式具體接線方法如下：A.變頻器面板旋鈕輸出接線方法： SD與STF（或STR）短接，當(dāng)需要改變輸出頻率時(shí)，旋動(dòng)面板上的旋鈕，順時(shí)針旋可增大輸出頻率，逆時(shí)針旋可減小輸出頻率。待旋至所需要的頻率時(shí)，按變頻器上白色的SET鍵，即可選定所需的輸出頻率。B.變頻器外部控制信號(hào)控制輸出接線方法：CS2000硬件系統(tǒng)介紹 SD與STF（或STR）、RH兩端都短接，在控制信號(hào)輸入端接入控制信號(hào)（正極、負(fù)極應(yīng)對(duì)應(yīng)，不能接錯(cuò)），打開變頻器的電源開關(guān)即可輸出。通過改變控制信號(hào)的大小來改變輸出頻率。*注：附FR-S520S-0.4K-CHR三菱變頻調(diào)速器使用手冊(cè)（基本篇）RS-485RS-485接口轉(zhuǎn)換器與通訊電纜接口轉(zhuǎn)換器與通訊電纜lRS-485RS-485接口轉(zhuǎn)換器接口轉(zhuǎn)換器 ATC-106型接口轉(zhuǎn)換器可將RS-232C串行口的數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩線平衡的半雙工RS-485信號(hào)。它是遠(yuǎn)距離控制設(shè)備或點(diǎn)到多點(diǎn)總線通訊的最佳旋轉(zhuǎn)。CS2000硬件系統(tǒng)介紹 ATC-106型接口轉(zhuǎn)換器，不需要外接交流直流電源，可直接從RS-232端口內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)（