过程控制实训系统.docx

GK0108】过程控制实训台（GK0108）实训指导书2014目录一、 系统概述 3二、 系统组成 41．流体流量测量与控制 42．水管管件 53．检测系统 64．执行器系统 75．PLC控制模块与上位机组态 86．触摸屏模块 97．接线操作模块接线操作模块 10三、 操作与维护 12四、 实验步骤索引 13五、 附件一GK0108接线原理图 14六、 附件二 PLC IO 符号表 28七、 附件三 PLC程序结构 29八、 附件四GK0108运行程序 29九、 实验实训 301．恒压供水实训 302．流体流量测量与控制 323．液位的非接触式测量与液位保持 344．液体加热与温度测量 36一、 系统概述本系统以工业过程控制为设计蓝本；系统包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管件、检测系统、执行器系统等模块利用各类工业检测装置及执行器实现对水温、液位等热工参数的控制实训在具备PLC编程、安全配线、组态、电气调试、管路搭建、变频调速、可控硅调压控制的同时，重点突出流体过程控制传感器的配线、信号转换、变送、采集、PID控制、组态控制的主要实训功能系统涵盖了扩散硅式液位变送器、PT100温度变送器、磁浮球液位开关等常用传感器，覆盖开关量、模拟量等两种信号类别。

除此之外系统还可扩展安全配线、多种实训模式切换功能该系统适用于大中专职业院校和高等院校实训室建设需要；针对性培养学生传感器应用能力的实训设备；并且以典型工业控制项目为导向，体现温度/液位检测与控制项目二、 系统组成过程控制传感器实训平台采用模块化设计，其中包括：【实训/储水箱】、【水管管件】、【检测系统】、【执行器系统】、【PLC控制模块与上位机组态】、【电源与按钮组模块】、【接线操作模块】1．流体流量测量与控制实训储水箱2实训水箱1 l 功能或工艺过程实训水箱1：位于上水位，配有水位标识，用于液位测量和控制实训的实施，配合主管路上压力和流量传感器可进行压力和流量控制实训储水箱2：位于中水位，配有水位标识，用于上水位溢流回收、和温度采集及控制,为实训水箱供水l 技术参数实训/储水箱容积20L、水箱高度350mm、水箱材质进口亚克力、水箱颜色透明2．水管管件内牙直接弯通T型三通 PVC水管截止阀内牙直接 l 功能或工艺过程用于管路的搭建；包含（内牙直接、外牙直接、弯通、T型三通、截止阀、PVC水管）l 技术参数管件颜色黑色、水管颜色灰色、螺纹制式英制1/2英寸（圆柱管螺纹、圆锥管螺纹）。

3．检测系统液位开关流量变送器压力变送器温度变送器液位变送器l 功能或工艺过程用于检测液位高度、液体温度、上下水位报警，并将采集信号输出至控制器l 技术参数压力变送器：扩散硅式、量程0-0.2Mpa、精度0.2级、模拟量4～20mA输出液位变送器：扩散硅式、量程0～500mm、精度0.2级、模拟量4～20mA输出流量传感器：涡轮式、量程0.6～6m/h、精度0.5级、模拟量4～20mA输出温度变送器：PT100热电阻式、量程0～100C、精度1级、模拟量4～20mA输出液位开关：磁浮球式、开关量4．执行器系统磁力泵加热管 调节阀电磁阀 l 功能或工艺过程根据控制器指令执行如调整加热管功率、调节电动球阀开度、电磁阀开关、调节三相磁力泵频率等工作l 技术参数射流式自吸泵: 380VAC（50Hz）；0.37KW；三相；304不锈钢；承压6bar；扬程35m；流量3L/min；进/出口径G1；介质水调节阀：扭矩4Nm；空载运行时间35sec；供电24VAC/DC；2.5W/4.0W；控制信号0-10V；无电位计输出；工作范围0-90；球阀口径DN15；G1/2内螺纹；两通型；工作压力4Mpa加热管可控硅调压：工作电压AC220V、功率1500W、调压控制输入4～20mA。

电磁阀（流体）：二位二口电磁阀；常闭式；通径16mm；内螺纹G1/2；304不锈钢；24VDC；承压1bar；DIN插座式；介质水5．PLC控制模块与上位机组态功率调整器变频器PLCl 技术参数CPU（313C）：内置RS485接口（MPI）；数字量输入点数24；数字量输出点数16；模拟量输入点数4；模拟量输出点数2；计数器数量3；频率测量；PID控制器；脉冲输出数量3；供电20.4-28.8VDC；尺寸120*125*130mm；SIMATIC S7-300SM332 模拟量输出模块：电压/电流的模拟量输出通道数2；供电24VDC；尺寸40*125*120mm；SIMATIC S7-300变频器（SINAMICS V20）：额定0.55KW；单相220VAC；0.75HP；4个数字输入；1个继电器输出；1个晶体管输出；2个模拟输入（也可作为数字输入）；1个模拟输出；线性V/f控制、平方V/f控制、多点V/f控制；SINAMICS系列变频器功率调整器（固态功率控制器）：（外形尺寸94.6*124.8*92mm；220VAC供电；35A（单相）；控制范围0-100%；控制输入1-5VDC、4-20mADC、ON/OFF、外部VR、输出限制输入、外部24VDC。

6．触摸屏模块l 技术参数型号：TPC7062KD；7"；TFT液晶显示、LED背光；真彩65535色；分辨率800*480；24VDC供电7．接线操作模块接线操作模块PLC接线端子被控接线端子多模式选择开关按钮组电源端子插座24V电源通断开关电压表主电源开关技术参数：φ22按钮（启动按钮、停止按钮、复位按钮、急停按钮）、DC24V（100W）开关电源、总电开关、DC24V电源开关、0～450V电压表、DC24V电压指示灯、三孔带盖电源插孔、信号塔（φ56mm、两层、常亮型、DC24V、红绿两色、桌面安装）多模式切换选择开关功能”φ3安全插孔φ3安全导线L=800mm模式一：运行模式；自动激活控制台柜，使其无需完成配线模块直接控制被控部分模式二：空档模式，此时控制部分与被控完全断开，并且未上电，在此模式下进行配线连接，并检查配线结果模式三：训练模式；可激活实训台柜，检验系统电源（DC24V）、控制信号连接正确性，准确无误可控制被控部分三、 操作与维护1、操作流程（1）清除所有设备上的训练导线2）将“模式转换开关”切换至“运行模式”3）给系统供电（380V）4）将DC24V电源打开（船型开关指示灯亮）。

5）检查用电设备供电情况6）检查储水箱水量（标准水位250mm）7）电动阀上电后会自动复位（初始状态默认为全开启）8）将“模式转换开关”切换至“空档模式”，进行接线实训9）检查无误后，再将“模式转换开关”切换至“训练模式”10）下载程序11）按下启动按钮，系统开始运行12）按下停止按钮，系统停止运行13）重新启动设备前，先按下复位按钮，使程序内部参数复位2、日常维护实验用水：使用干净的自来水进行实验，发现污垢后要及时更换实验用水储/实训水箱：要定期用抹布清洁水箱内壁桌面清洁：平时注意清理设备上的尘土配件管理：平时要保管好实验柜的钥匙、安全导线、测量工件、以及设备相关资料四、 实验步骤索引步 骤内 容步骤1对设备选型、元件规格、参数进行了解步骤2根据元件实际安装情况定义线号分配表步骤3根据线号表绘制设备电路原理图步骤4按照原理图完成电路连接（训练模式）步骤5检查无误后，设备上电（空档模式） 步骤6设计设备运动过程，并参照线号表编写程序流程图步骤7根据程序流程图中要求、编写PLC程序步骤8对变频器参数进行相应的设置步骤9进行PLC程序调试，对PID参数进行调整步骤10教师考核步骤11 37 / 37 【GK0108】 五、 附件一GK0108接线原理图六、 附件二 PLC IO 符号表序号符号地址数据类型注释1DI1_S1I 0.0BOOL上水箱上限液位开关S12DI2_S2I 0.1BOOL中水箱加热保护液位开关S23DI3_S3I 0.2BOOL中水箱下限液位开关S34DI4_STAI 0.3BOOL面板启动5DI5_STOI 0.4BOOL面板停止6DI6_RESETI 0.5BOOL面板复位7DI7_VFD1_FAULTI 0.6BOOL变频故障8DI8I 0.7BOOL备用9DO1_VFD1_STAQ 0.0BOOL变频启动10DO2_VFD1_RESETQ 0.1BOOL变频复位11DO3_KV1Q 0.2BOOL电磁阀KV112DO4_ILT1_GQ 0.3BOOL设备运行绿色灯13DO5_ILT1_RQ 0.4BOOL设备停止红色灯14AI1_FT1PIW 256WORD涡轮流量计FT115AI2_PT1PIW 258WORD扩散硅压力变送器PT116AI3_LT1PIW 260WORD扩散硅压力液位传感器LT117AI4_TT1PIW 262WORD温度传感器TT118AO1_VFD1PQW 270WORD变频器频率给定19AO2_HEAT1PQW 272WORD功率调整器给定20AO3_VALVE1PQW 274WORD调节阀阀位给定七、 附件三 PLC程序结构八、 附件四GK0108运行程序在编写程序过程中如遇到问题，请参考《过程控制实训系统全资料》光盘中的【STEP7编程手册】和【梯形逻辑（LAD）编程】等相关手册。

在《过程控制实训系统全资料》光盘中刻录了该套设备出厂时的程序【GK0108运行程序】，供您参考九、 实验实训1．恒压供水实训一、项目目标利用扩散硅压力传。