SBGCS-68E現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置
一、使用條件
輸入電源：三相四線（或三相五線）AC380V±10% 50Hz 、AC220V±10% 50Hz。
工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔<400m。
裝置容量：＜1.5KVA。
重 量：＜130Kg。
5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標(biāo)準。
A．~220V，通過安全插座輸出。
B．直流穩(wěn)壓電源：±5V/1A ±12V/2A。
6、安裝地點：職業(yè)學(xué)校實習(xí)場實訓(xùn)室。
二、技術(shù)參數(shù)
2.1、概述
現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置"是從高校自動化相關(guān)專業(yè)教學(xué)實驗的需求出發(fā)，采用代表自動化行業(yè)技術(shù)潮流的現(xiàn)場總線技術(shù)，開發(fā)出來的進行通訊和遠程控制的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化實驗裝置。由現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和對象系統(tǒng)組成。裝置結(jié)合當(dāng)前我國工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實用性、先進性。能滿足適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的《現(xiàn)場總線控制技術(shù)》、《傳感器技術(shù)》、《自動檢測》等課程的教學(xué)與技能實訓(xùn)。實訓(xùn)裝置也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所各工種實操、技能鑒定考核。
2.2、裝置特點
實驗裝置既包含了各種常規(guī)的檢測裝置，又包含了SIEMENS
PA接口的總線檢測裝置；被控參數(shù)全面，涵蓋了連續(xù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位、壓力、流量及溫度等典型參數(shù)；真實性、直觀性、綜合性強，控制對象組件全部來源于工業(yè)現(xiàn)場；執(zhí)行器中既有氣動調(diào)節(jié)閥，又有變頻器、可控硅移相調(diào)壓裝置。調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有設(shè)定值的階躍擾動外，還可以通過對象中的電磁閥和手動操作閥制造各種擾動；一個被調(diào)參數(shù)可在不同的動力源、不同的執(zhí)行器和不同的工藝管路下演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣；系統(tǒng)設(shè)計時考慮到兩個信號在本對象中存在著相互耦合，二者同時需要對原獨立調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)進行整定，或進行解耦實驗，以符合工業(yè)實際的性能要求；能進行單變量到多變量控制系統(tǒng)及復(fù)雜過程控制系統(tǒng)實驗；可構(gòu)成從現(xiàn)場檢測到上位機監(jiān)控檢測之間的全數(shù)字通道。
2.3現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置硬件要求
1、電氣部分給各種工作部件提供電源
2、SIEMENS 315-2DP CPU一個（含MMC卡）
3、CP343-1以太網(wǎng)通訊模塊一個
4、DP LINK 鏈路器一個
5、DP/PA Coupler 耦合器一個
6、遠程分布式I/O模塊ET200M一個
7、模擬量輸入模塊SM331模塊兩個
8、模擬量輸出模塊SM332模塊一個
9、SIEMENS MICROMASTER 420變頻器一個
10、SIEMENS 變頻器DP通訊模塊一個
11、SIEMENS SITRNS PA 溫度變送器一個
12、普通網(wǎng)卡一個
13、DP通訊線和DP接頭若干
14、10/100M交換機一只
15、電腦實訓(xùn)桌：實訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅固，造型美觀大方。設(shè)有抽屜和元器件儲存柜。
16電腦：四核、集成聲卡、DVD光驅(qū)、獨立顯卡、大于160G硬盤、2G內(nèi)存，22寸平板顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。（設(shè)備所需軟件，給安裝完畢）。
17、每套配備電工常用工具及儀表：兆歐表、數(shù)字萬用表（VC890C）、壓線鉗，剝線鉗、電烙鐵、鑷子、克絲鉗（5寸）、偏口鉗、尖嘴鉗等。
18、每套配備兩個椅子。
19、常用耗材及配件。
2.4現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置軟件介紹：
控制系統(tǒng)下位機編程軟件采用SIEMENS公司的下位機編程軟件STEP 7。STEP 7是用于SIMATIC
S7-300/400站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表。它是SIEMENS
SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。STEP
7以其強大的功能和靈活的編程方式廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，總體說來，它有如下的功能特性：
1、可通過選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進行擴展
2、為功能摸板和通訊處理器賦參數(shù)值
3、強制和多處理器模式
4、全局數(shù)據(jù)通訊
5、使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送
6、組態(tài)連接：控制系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件采用SIEMENS公司的上位機監(jiān)控組態(tài)軟件SIMATIC Wincc。
Wincc指的是Windows Control
Center，它是在生產(chǎn)過程自動化中解決可視化和控制任務(wù)的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)交換使其具有高度的實用性。
Wincc 是基于Windows NT 32位操作系統(tǒng)的，在Windows NT或Windows
2000標(biāo)準環(huán)境中，Wincc具有控制自動化過程的強大功能，它是基于個人計算機，同時具有極高性價比的操作監(jiān)視系統(tǒng)。Wincc的顯著特性就是全面開放，它很容易結(jié)合用戶的下位機程序建立人機界面，精確地滿足控制系統(tǒng)的要求。不僅如此，Wincc還建立了像DDE、OLE等在Windonws程序間交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準接口，因此能毫無困難的集成ActiveX控制和OPC服務(wù)器、客戶端功能。
Wincc軟件是基于多語言設(shè)計的，這意味著可以在中文、德語、英語等眾多語言之間進行選擇。
2.4現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置系統(tǒng)特點現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)從上位機控制系統(tǒng)到現(xiàn)場儀表之間清晰的分為三層，其中操作員站和服務(wù)器之間，服務(wù)器和主控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，構(gòu)成了整個控制系統(tǒng)的管理級；主控制器、遠程分布式I/O模塊、變頻器、DP/PA耦合器之間通過PROFIBUS-DP協(xié)議進行通信，構(gòu)成了控制系統(tǒng)的控制級；控制級通過DP/PA鏈路延伸出下一級PROFIBUS-PA網(wǎng)絡(luò)，壓力傳感器、電磁流量計、溫度變送器和閥門定位器直接掛接在同一條PROFIBUS-PA總線上，這樣就實現(xiàn)了現(xiàn)場儀表通過DP/PA鏈路和主控制器之間的數(shù)據(jù)交換。
三、現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置能完成的實訓(xùn)項目：
1、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認識實驗。
2、下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫。
3、上位機軟件中的通信建立和界面組態(tài)。
4、一階單容上水箱對象特性測試實驗。
5、二階雙容水箱對象特性測試實驗。
6、上水箱液位PID整定實驗。
7、串接雙容下水箱液位PID整定實驗。
8、三容液位定值控制實驗。
9、鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實驗。
10鍋爐夾套水溫PID控制實驗。
11、單閉環(huán)流量PID控制實驗。
12、鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實驗。
13、水箱液位串級控制實驗。
14、三閉環(huán)液位控制實驗。
15、鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級控制實驗。
16、鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級控制實驗。
17、上水箱液位與進水流量串級控制實驗。
18、單閉環(huán)流量比值控制實驗。
19、下水箱液位前饋-反饋控制實驗。
20、鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實驗。
21、溫度純滯后控制實驗。
22、流量純滯后控制實驗。
23、鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫解耦控制實驗。
24、上水箱液位與出口水溫解耦控制實驗。
四、現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)實驗裝置供貨范圍
4.1、供貨方提供隨機資料包括：
1變頻器使用手冊（電子版和紙介質(zhì)版）
2Plc手冊（電子版和紙介質(zhì)版）
3實驗手冊（電子版和紙介質(zhì)版）
4實驗課件（電子版）
5上位機監(jiān)控組態(tài)軟件
6PLC軟件
