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過程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量,諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù),對其進(jìn)行測量、控制,分析過程參數(shù)變化特性,研究過程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,過程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表,接近工業(yè)實(shí)際,使用安全,運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)簡單,性價(jià)比優(yōu)越。過程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置可滿足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”,“過程控制”,“控制儀表”,“自動(dòng)檢測技術(shù)與傳感器”,“計(jì)算機(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求;
一、過程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn):
1、分體式設(shè)計(jì),模塊化組裝式結(jié)構(gòu),可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制,儀表控制,DDC控制無線網(wǎng)絡(luò)組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多臺電腦控制系統(tǒng),進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制.
2、三水箱配置;雙路供水系統(tǒng)。
3、實(shí)驗(yàn)柜完全敞開設(shè)計(jì),內(nèi)部器件全部可視,有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
4、人性化設(shè)計(jì),配有儲水箱,進(jìn)排水自控裝置,減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。為實(shí)驗(yàn)文明操作提供條件。
5、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品,智能化程度高。精度好,規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
6、安全度高,系統(tǒng)配有漏電保護(hù),帶保護(hù)套的專用實(shí)驗(yàn)電源連線,及溫控箱防止無水加溫自動(dòng)控制等,力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
7、開放度好,在教師指導(dǎo)下,學(xué)生可觀察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時(shí)曲線進(jìn)行理論分析等。
8、鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)
8.1加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過載保護(hù);
8.2鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置,水位不達(dá)到一定的高度,控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
9、電源保護(hù)措施
9.1加有電流型漏電保護(hù)器,防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。
9.2各控制電路加有保險(xiǎn)管,有效保護(hù)器件因過載造成損壞。
10、電源啟?刂品绞;采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
11、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾;
11.1各種電源及各種儀表的可靠的保護(hù)功能
11.2各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開關(guān)控制,學(xué)生不自行接線,不存在強(qiáng)弱電混插的問題。
11.3實(shí)驗(yàn)強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu),防止觸電事故的發(fā)生。
二、技術(shù)參數(shù):
1、供電電源:單相交流電源:220VAC±10%、50Hz±5%、16A,系統(tǒng)必需接地良好。
2、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米
3、系統(tǒng)儀表的輸入、輸出信號符合IEC標(biāo)準(zhǔn):變送器電流源信號:4-20mADC。儀表采樣:1-5V(250Ω)/0.2-1V(50Ω)
4、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源(朝陽電源產(chǎn)品) 24VDC/1A。
5、上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件:應(yīng)用MCGS全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求,參見MCGS用戶指南?梢越M成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機(jī)可以控制十幾臺學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
一)特性實(shí)驗(yàn):
1、水箱單容特性實(shí)驗(yàn)
2、水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
3、上下水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
4、電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗(yàn)
5、變頻器流量特性實(shí)驗(yàn)
6、溫度特性實(shí)驗(yàn)
7、壓力特性實(shí)驗(yàn)
8、箱液位數(shù)學(xué)模型的測定實(shí)驗(yàn)
二)單回路控制實(shí)驗(yàn):
1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
2、變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、上水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
4、上下水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
5、三容液位控制實(shí)驗(yàn)
6、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制實(shí)驗(yàn)
7、變頻器支路流量控制實(shí)驗(yàn)
8、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
9、鍋爐內(nèi)膽溫度位式控制
三)串級控制實(shí)驗(yàn):
1、上水箱雙容串級控制實(shí)驗(yàn)
2、上水箱液位與電動(dòng)閥支路流量串級控制實(shí)驗(yàn)
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實(shí)驗(yàn)
4、三閉環(huán)三容液位串級控制實(shí)驗(yàn)
5、溫度流量串級控制實(shí)驗(yàn)
四)比值控制實(shí)驗(yàn):
1、單閉環(huán)比值流量控制實(shí)驗(yàn)
2、隨動(dòng)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
五)解耦控制實(shí)驗(yàn):
1、雙容解耦控制
2、液位流量解耦控制
3、液位壓力解耦控制
六)滯后控制實(shí)驗(yàn)
七)Smith預(yù)估控制實(shí)驗(yàn)
八)教師機(jī)內(nèi)容:
1、主機(jī)監(jiān)測單元測試
2、手機(jī)app控制
3、手機(jī)模擬量和開關(guān)量控制實(shí)驗(yàn)
4、手機(jī)微信端報(bào)警設(shè)置
九)過程控制模擬對象仿真實(shí)驗(yàn):
1、上水箱特性測試
2、下水箱特性測試
3、二階液位特性測試
4、溫度加熱器特性測試
5、調(diào)節(jié)閥特性測試
6、壓力單閉環(huán)控制系統(tǒng)
7、溫度單閉環(huán)控制系統(tǒng)
8、液位單閉環(huán)控制系統(tǒng)
9、流量單閉環(huán)控制系統(tǒng)
10、二階液位控制系統(tǒng)
11、上水箱液位和流量串級控制系統(tǒng)
12、上、下水箱液位串級控制系統(tǒng)
13、前饋反饋控制系統(tǒng)
四、過程裝備與控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置配置:
1、執(zhí)行機(jī)構(gòu):
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名稱
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型號
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技術(shù)參數(shù)
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數(shù)量
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智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
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QSTP-16K
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電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是新一代超小型電子式一體化直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。采用精小型電動(dòng)執(zhí)行器伺服放大器,它以220V交流電源為驅(qū)動(dòng)電源,輸入標(biāo)準(zhǔn)的4~20mADC控制信號,經(jīng)伺服放大器控制,使電機(jī)帶動(dòng)減速器運(yùn)行而產(chǎn)生軸向推力,使閥芯移動(dòng),改變閥門的開度,達(dá)到對液位,流量等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。超小型直行程單座電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。廣泛應(yīng)用于電力、暖通中央空調(diào)、冶金、輕工等行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng),更適用于高校教學(xué)和科研設(shè)備。 閥體為鑄鐵材質(zhì),閥芯為不銹鋼材質(zhì),國標(biāo)法蘭安裝,DC4~20mA電流信號控制,工稱通徑DN15。該調(diào)節(jié)閥為直行程氣動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥,具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門定位器,閥門定位器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使用和校正都非常方便;進(jìn)口閥門定位器帶HART通信功能,可與HART手持操作器進(jìn)行通訊。電源為單相220V,控制信號為4~20mADC或1~5VDC,輸出為4~20mADC的閥位信號,使用和校正非常方便。
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1只
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磁力泵
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上海西山MP-55R-220
上海西山MP-55R-380
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本裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)是泵,流量為30升/分,揚(yáng)程為8米,功率為180W。泵體完全采用不銹鋼材料。本裝置采用兩只磁力驅(qū)動(dòng)泵,一只為二相380V恒壓驅(qū)動(dòng),另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動(dòng)。
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1臺
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交流變頻控制
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FR-D720S-0.4Kw-CHR
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1、交流變頻器電壓和功率范圍:
2、200-240 V,± 10%,單相交流,0.75KW;
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1臺
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單相可控硅裝置
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DTY-220D25E
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1、輸入電壓為交流220V 50Hz,負(fù)載10A。
2、控制輸入信號為4-20mADC或0~5VDC可選。通過改變控制信號的輸入來控制強(qiáng)電的輸出,最終控制加熱管加熱。
3、移相角范圍 150°~0°。
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1套
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加熱環(huán)
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定制
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功率:1800W,220VAC。
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1只
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2、傳感變送器:
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名稱
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數(shù)量
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技術(shù)參數(shù)
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YC801擴(kuò)散硅壓力(液位)變送器
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4只
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4個(gè)液位變送器分別用來對三個(gè)水箱的液位進(jìn)行檢測,其量程為0~5Kpa,精度為0.5級。工作電壓為DC24v,G1/2″外螺紋。采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器,帶不銹鋼隔離膜片,同時(shí)采用信號隔離技術(shù),對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。
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LMGY-10渦輪流量計(jì)及流量變送器
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1套
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渦輪流量計(jì)分別用來對由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制的動(dòng)力支路、采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式,工作時(shí)需提供DC24V直流電源。流量范圍:0~1.2m3/h;精度:1.0%;輸出:4~20mA。
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FMCLDE電磁流量計(jì)及變送器
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1套
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由變頻器控制的動(dòng)力支路及盤管出口處的流量進(jìn)行檢測, (1)量程:選0-800L/h;(2)輸出信號:4-20mADC;(3)精度:0.5級。結(jié)構(gòu)小巧精致,安裝方便,精度高。
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8017,8024
DDC
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1臺
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1、模擬量輸入模塊
分辨率:16位模擬輸入范圍:±150mV、±500mV、±1V、±5V、±10V、±20mA
通道數(shù):6路差動(dòng)/2路單端或8路差動(dòng)采樣頻率10KHz
2、模擬量輸入模塊
分辨率:14位模擬輸入范圍:0~20mA、4~20mA通道數(shù):4路D/A通道需外配電源供電
3、網(wǎng)絡(luò)控制軟件:計(jì)算機(jī)控制技術(shù)現(xiàn)場總線,采用工業(yè)以太網(wǎng)IEEE802.3協(xié)議族,具有良好的開放性,共享總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以能夠相互共享資源的方式結(jié)合起來。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)具有自治特點(diǎn),他們以傳輸數(shù)據(jù)和控制為目的。一個(gè)工程師站,可以控制無限個(gè)操作員站,老師可以在任何地方對他進(jìn)行監(jiān)控和控制,用密碼的形式來實(shí)現(xiàn)。
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PLC-200SMART
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1臺
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SMARTPLCSR20AC/DC/RLY,繼電器型,12輸入/8輸出,EM AM06,4入2出模擬量。
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AI808P智能儀表控制
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2臺
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智能數(shù)字調(diào)節(jié)記錄儀:集信號采集、運(yùn)算、控制、顯示記錄、通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、分析統(tǒng)計(jì)報(bào)表、配置、報(bào)警為一體的智能儀表,采用32M NAND Flash 作為歷史數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì),還可通過CF 卡將組態(tài)設(shè)置和歷史數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備中,將所需要的數(shù)據(jù)永久保存。具有8路模擬量輸入、4路模擬量輸出、4路報(bào)警輸出,支持電流輸入,電壓輸入,熱電阻及熱電偶信號輸入。
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▲主機(jī)監(jiān)測單元
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1套
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電路部分采用超薄可折疊導(dǎo)電材料技術(shù),實(shí)時(shí)檢測主機(jī)多路運(yùn)行狀況(4路以上),并且?guī)б壕э@示和報(bào)警顯示,主機(jī)檢測單元可反復(fù)折疊不損壞電路,支持手機(jī)無線采集數(shù)據(jù)。不推薦手機(jī)數(shù)據(jù)線導(dǎo)入數(shù)據(jù)模式、不推薦WIFI及藍(lán)牙等手機(jī)數(shù)據(jù)接受模式。
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▲過程控制仿真軟件
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1套
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(1)仿真系統(tǒng)模擬工業(yè)生產(chǎn)過程的四大熱工參數(shù),包括液位對象,溫度對象,流量對象,壓力對象,無縫對接“過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”的控制系統(tǒng),能夠完成基本對象特性測試、單閉環(huán)控制、串級控制、前饋反饋控制、流量比值控制等實(shí)驗(yàn),可以替代被控對象。
(2)仿真軟件要求在軟件設(shè)計(jì)有原理結(jié)構(gòu)圖,具有可開發(fā)性。同時(shí)要求可開放源代碼給學(xué)校,供學(xué)生自己研究和設(shè)計(jì),既滿足基本教學(xué)同時(shí)也可作為研究創(chuàng)新平臺使用。
▲(3)要求提供流量和液位單回路、比值控制、串級控制系統(tǒng) 3 種實(shí)驗(yàn)的Simulink 控制軟件建模界面和響應(yīng)曲線。
(4)軟件具有以下界面圖:
1)單容水箱建模界面圖;
2)單容水箱建模響應(yīng)曲線圖;
3)單容水箱控制界面圖;
4)單容水箱液位控制響應(yīng)曲線;
5)比值流量實(shí)物控制圖;
6)比值流量控制響應(yīng)曲線;
7)比值流量仿真圖;
8)比值流量仿真響應(yīng)曲線;
9)上下水箱串級實(shí)物控制圖;
10)上下水箱串級液位控制響應(yīng)曲線;
11)上下水箱液位串級模型仿真圖;
12)上下水箱串級液位仿真響應(yīng)曲線;
13)上水箱液位流量串級實(shí)物控制圖;
14)上水箱液位流量串級試驗(yàn)曲線;
15)上水箱液位流量串級仿真圖;
16)上水箱液位流量串級仿真響應(yīng)曲線。
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3、其他設(shè)備:
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名稱
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數(shù)量
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技術(shù)參數(shù)
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實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱
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3只
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1、采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃由幾部分組成,工作槽需要穩(wěn)定;
2、水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力變送器,對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。水箱上部全部帶開口,方便清洗。上水箱半徑:11cm,高度30cm;下水箱半徑:12.5cm,高度30cm。
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不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱
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1只
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由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成,加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Wo(hù)裝置,也防止溫度干燒。
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不銹鋼儲水箱
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1只
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內(nèi)有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過濾網(wǎng),拆洗方便,采用1.5厚304不銹鋼板制成,容量為150L以上,儲水箱內(nèi)部有過濾網(wǎng)罩,如果要清洗水箱內(nèi)部的污垢可以把過濾網(wǎng)罩卸下來,以防雜物進(jìn)入水泵和管道。水箱的上部和底部裝須有注水不銹鋼閥門和不銹鋼排水閥門,方便實(shí)驗(yàn)用水的更換。
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電磁閥
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1套
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電磁閥安裝在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路,電磁閥工作壓力:最小壓力為0kg/cm2,最大壓力為10kg/cm2;工作溫度:-5~60℃。工作電壓交流220v。
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接觸器
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2只
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220V交流接觸器
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盤管
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1只
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模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié),在盤管上有三個(gè)不同的溫度檢測點(diǎn),它們的滯后時(shí)間常數(shù)不同,在實(shí)驗(yàn)過程中可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需要選擇不同的溫度檢測點(diǎn)。盤管的長度為20米,直徑為DN15.盤管的出水通過手動(dòng)閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽。
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閥門
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15只
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整個(gè)系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成,其中儲水箱底部裝有出水閥,當(dāng)水箱需要更換水時(shí),把出水閥打開將水直接排出。
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實(shí)驗(yàn)對象:不銹鋼支架
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1套
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1、304不銹鋼管焊接而成;
2、尺寸:1.8×0.8×1.8(m),承重250kg,結(jié)構(gòu)為全不銹鋼焊接框架結(jié)構(gòu)。1800mm(高)×2000mm(長)×800mm(寬);采用全開放式設(shè)計(jì),美觀大方,操作維護(hù)方便。
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鍋爐
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1套
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需有1800w二相電加熱管加熱的常壓加熱爐,容量為1升。包括加熱層(鍋爐內(nèi)膽)和冷卻層(鍋爐夾套),均由304不銹鋼精制而成,主要完成相關(guān)的溫度實(shí)驗(yàn)。做溫度實(shí)驗(yàn)時(shí),冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā),使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度,可完成溫度的定值控制、串級控制,前饋-反饋控制,解耦控制等實(shí)驗(yàn)?刂凭仍谡`差5%以內(nèi)。
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控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺
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1套
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實(shí)訓(xùn)操作臺架:外型尺寸為1730mm×730mm×1650mm(長*寬*高),實(shí)訓(xùn)操作臺架為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),操作面具有防火、防水、耐磨高密度板, 尺寸為于1730×380mm(長*寬),結(jié)構(gòu)堅(jiān)固;臺架下半部設(shè)有兩個(gè)大抽屜、柜門。操作面中不低于1250mm×300mm(長*寬)面積用于安裝電源控制屏。臺架底部設(shè)有4—6個(gè)萬向輪。
(3)提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)及I/O信號接口面板:所有信號采用國際標(biāo)準(zhǔn)的IEC信號。提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口有三相可控硅移相調(diào)壓裝置1只、提供電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1只、提供三相不銹鋼磁力泵2只(變頻泵1只、恒壓泵1只)、提供電磁閥標(biāo)識1只、提供智能電動(dòng)球閥1只、提供變頻器輸入及輸出接口及三相電加熱管組成,另外電加熱鍋爐帶有防干燒保護(hù)設(shè)備、磁力驅(qū)動(dòng)泵防反轉(zhuǎn)裝置。各傳感器接口有液位變送器3只,提供溫度傳感器6只、提供渦輪流量傳感器2只、提供電磁流量計(jì)1只、提供壓力變送器1只。以上提供的各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號在面板上的插座設(shè)計(jì)體現(xiàn),便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。
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4、軟件系統(tǒng):
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名稱
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數(shù)量
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技術(shù)參數(shù)
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MCGS組態(tài)軟件
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1只
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昆侖通態(tài)MCGS 通用版
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DDC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件
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1套
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北京集智達(dá)RemoDAQ-8000 Utility
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PLC編程軟件
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1套
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西門子step 7 MicroWIN
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▲網(wǎng)絡(luò)控制軟件
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1套
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昆侖通態(tài)MCGS 網(wǎng)絡(luò)版上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件應(yīng)用MCGS(Monitor andControl Generated System)全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求,參見MCGS用戶指南?梢越M成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機(jī)可以控制十幾臺學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
1、工程師站,可以操作網(wǎng)內(nèi)所有的設(shè)備,可以直接監(jiān)控和修改程序;
2、監(jiān)控中心,可以監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù);
3、操作員站,可以操作現(xiàn)場設(shè)備,支持所有帶網(wǎng)口的觸摸屏;
4、客戶端,網(wǎng)內(nèi)的所有客戶端都可以訪問監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)。)
投標(biāo)時(shí)帶演示
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儀表控制軟件
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