SB-GCGZ-01工业过程控制实训平台

一、实训平台：

对象台架全部采用不锈钢框架。

二、实训屏：

工业过程控制实训平台控制对象接口箱分电源箱和信号接口箱。电源箱主要包含各种电源装置及电源分配开关、变频器、三相移相调压装置等强电装置；面板材质采用铝材，面板标识采用凹字烂板工艺进行加工制作，针对各种信号接口均配有文字及符号说明，方便实验接线。所有信号采用国际标准的IEC信号。执行机构接口有三相可控硅移相调压装置、电动调节阀、三相不锈钢磁力泵、电磁阀、三菱变频器及三相电加热管组成。将对象系统各传感器检测及执行器控制信号同面板上的插座相连，便于学生自己连线组成不同的控制系统。

参考图（以实物为准）

三、电脑桌×2：

型材和钣金结构，用于放置计算机，下方装有万向轮。尺寸：不小于560mm×600mm×1020mm。

四、控制对象：

包括2只上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃，结构包括缓冲槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相关实验，水箱采用优质有机玻璃，水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成。

不锈钢温控实验箱1只：由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器等组成，加热箱内配有无水断电保护装置，防止温度干烧。

储水箱自动进、排水装置1套，其中储水箱底部装有出水阀。

五、智能电动调节阀：

采用智能直行程电动调节阀，用来对控制回路的流量进行调节。电动调节阀型号为：QSTP系列。电源为单相220V，控制信号为4～20mADC或1～5VDC，输出为4～20mADC的阀位信号。

六、单相磁力

泵：单相 220VAC，90W，无泄漏，低噪音，扬程8米。

七、三相磁力泵

无泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，扬程8米。

交流变频控制：

控制信号输入为4～20mADC或0～5VDC，交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。

八、温控调压模块+散热器：

采用二相全隔离一体化交流移相调压器模块，采用SMT工艺，DCB陶瓷基板，有LED电源指示和LED输出调节量指示，控制参数：可输入0～5V、0～10V、4～20mA；输出参数：额定工作电压：380VAC±10%；电网频率：50Hz；断态峰值截止电压VP：≥1200VPK；电小负载电流：100 mA；断态漏电流：<12 mA；关断最大延时：10ms；调节响应时间：10ms。

加热环：

由三根0.6KW电加热管星形连接而成，用来对锅炉内胆内的水进行加温。

锅炉防干烧保护装置：

配备有防干烧保护系统，当锅炉内胆液位低于红色警戒水位线时，保护装置将切断调压模块输出电压，有效保护电加热管不被干烧损坏。

扩散硅压力变送器（液位）×2：

量程为0～3KPa(以实际的水箱高度为准)，用于测量水箱液位高度，直流24V供电，标准两线制接线4～20mA变送输出、精度0.5级，采用工业用的扩散硅压力变送器，带不锈钢隔离膜片，采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。带HART通讯功能。

压力变送器：

量程为0～80KPa，直流24V供电，标准两线制接线4～20mA变送输出，精度0.5级，采用工业用的扩散硅压力变送器，带不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。

Pt100温度传感器：

Pt100：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。工作电压直流24v，温度变送器输出4-20 mADC。

涡轮流量计×2：

量程：0-1200L/h；输出信号：4-20mADC；精度：0.5级。

九、DDC控制系统：

设备装有一块远程8路数据采集模块和一块4路输出数据采集模块。上位机要求采用MCGS组态软件进行监控,软件具有网络功能，采用工业以太网协议，具有良好的开放性，共享总线网络结构，以能够相互共享资源的方式结合起来。网络软件有一个工程师站和无限个操作员站组成，老师作为工程师站可以在任何地方对学生操作员站进行监控和控制，学生操作员站用密码的形式来实现。

十、智能仪表控制系统×2：

智能数字调节器，数量2套；集信号采集、运算、控制、显示记录、通信、数据转存、分析统计报表、配置、报警为一体的智能仪表，采用高亮度、宽视角的≥5.6英寸TFT液晶显示屏，至少具有320*234点阵256色显示 采用32M NAND Flash 作为历史数据的存储介质，还可通过CF 卡将组态设置和历史数据保存在计算机或其他设备中，将所需要的数据永久保存。至少具有8路模拟量输入、4路模拟量输出、4路报警输出，支持电流输入，电压输入，热电阻及热电偶信号输入。至少具有4个单回路控制模块，可实现串级控制回路、比值、前馈、三冲量等复杂控制。RS485通信。

十一、PLC控制系统：

预装64位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 P，预装CPU V1.7软件控制器和WINCC ADVANCED RUNTIME(带有2048点授权)数字量输入支持漏型/源型信号，数字量输出类型为晶体管，支持高速脉冲，最高100kHz，模拟量输入支持0-10VDC信号，模拟量输出支持0-20mA信号，支持8个模块扩展、1个信号板扩展、3个通讯模块；工作存储125kB、装载存储4MB、保持性存储10kB；4 GB RAM,16 GB CFAST；过程映像1024字节输入/1024字节输出；支持6路高速计数器输入，最高100kHz；布尔运算0.08μs、移动字1.0μs、实数数学运算1.78μs；集成2个PROFINET端口10/100Mb/s自适应，支持12个HMI设备连接、8个客户端、4个编程设备、8个开放连接；电源电压允许AC85-264V。

电磁阀：

可以实现阶跃和脉冲干扰，通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。

直流稳压电源：

提供直流24V电源。

连接导线及配件：

提供完成实验所需的连接导线及配件。

十二、主机监测单元：整个实训室配1套

采用超薄可折叠导电材料技术，实时检测主机多路运行状况（4路以上），并且带液晶显示和报警设置显示，主机检测单元可反复折叠不损坏电路，支持手机无线采集数据，并可用手机APP采集数据。

主机监测单元演示功能要求：

（1）利用手机APP采集传感器输出电压。

（2）在主机检测单元上面可以显示每个通道采集的电压。

（3）可以在主机检测单元上面设置超限电压，且能输出报警，不得少于4通道测量。

十三、过程控制传感器及过程检测仪表3D仿真软件：

▲3D 传感器仿真系统，教学仿真资源（包括3D传感器仿真系统和传感器实验教学视频）要求提供不少于15种传感器及过程检测仪表的网络教学资源包。其中必含浮子液位传感器、齿轮式转速传感器、电容式液位传感器、浮子液位电阻传感器、动态扭矩传感器、超声波、热释电报警传感器等7种传感器以及压力、流量、物位与温度检测仪表，并提供手机APP截图（须提供产品说明、零件展示、装配、应用展示四个方面的相关证明材料,一共28张截图。

十四、Python 整个实验室配1套：

数据采集卡（支持labview二次开发）：

▲该数据采集卡采用工业级，接口采用USB 接口，整个实验室配一套。

具体核心功能指标要求：

①具有 8 路模拟量输入：8 路电压输入。ADC 分辨率：14 位，最大采样速率：100K/S。

②2 路模拟量输出：12 位，0-10V，100Ksa/s；

③2 路 1MHz 计数、PWM 测量输入，2 路 1MHzPWM、脉冲发生器。

④具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样。

⑤具有输入低通滤波，过压保护功能。

实验内容：

基于Python压力PID控制实验

基于Python液位PID控制实验

基于Python流量PID控制实验

基于Python温度PID控制实验

基于Python串口通信应用

基于Python通信与显示应用

十五、物联网控制系统：

物联网无线通讯传感网（包含1个汇节点，3个节点）整个实验室配一套

主控单元模块包括主控芯片及其外围电路，3.5寸带触摸显示屏，各无线模块接口蓝牙和ZIGBEE模块接口等。各无线数据传输模块均已接入到二者上面；

主控单元模块包含蓝牙模块（主机），ZIGBEE模块（A端），和WIFI 模块；数据采集单元模块上接有蓝牙模块（从机），ZIGBEE模块（B端），分别可以和主控单元模块上的蓝牙模块（主机）和ZIGBEE模块（A端）通信，主控单元的模块与数据采集单元的模块通过交互通信实现数据交换，最终结果可通过WIFI发送到电脑终端。

配备两种及以上无线传输能力的模块，可同时完成≥8AD/8DA（ADC分辨率12位或以上）、4DI/4DO传输，能够组建实验室无线传感网络，同时提供手机端和PC端的测量和控制软件。

▲备注：手机端和PC端的测量和控制软件。

十六、虚拟仿真实训系统×1,支持工业过程控制虚拟仿真相关实训项目8个以上。

软件主要功能

（1）仿真软件能够模拟工业生产过程的四大热工参数，包括液位对象，温度对象，流量对象，压力对象，无缝对接"过程控制实验装置"的控制系统，能够完成基本对象特性测试、单闭环控制、串级控制、前馈反馈控制、流量比值控制等实验，可以替代被控对象。

（2）通过界面观察各个模块的数据，清晰简洁，并能通过软件查看控制过程中的实时曲线。

（3）基于工控软件软件开发而成，能够模拟实际对象的特性，并且能将控制计算机中的数据转换成模拟信号供外部控制系统使用。

（4）动画显示及刻度显示：该系统在具体实验的过程中，为了更加清晰地显示回路的控制效果，要求组态软件界面中各管路液体的流向必须具有动态的动画显示，各水箱液位、储水箱液位具有明显的刻度显示。

▲软件要求：在 Simulink 软件环境下，依据过程控制实验装置的实际参数对各个实验进行了仿真，并在 Matlab/RTW 实时控制模式下，实现过程控制的实物实验内容，满足毕业设计和课程设计的需要。 仿真软件要求在 MATLAB 软件环境下完成，实时控制需在 MATLAB/RTW 环境下进行，提供相关 MATLAB/RTW 实时控制的软件界面图。要求提供上下水箱串级控制、比值控制、流量液位串级控制系统3 种实验的仿真控制软件建模界面、建模响应曲线、控制响应曲线的相关截图。没有满足采购需求或没有提供截图的，按一项负偏离处理。