CS2000硬件系统介绍

1、浙江中控科教仪器设备有限公司CS2000硬件系统介绍 1.1 系统主要特点 被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相调压装置等仪表类执行机构，又有变频调速器等电力拖动类执行器。调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或电磁阀和手操阀制造各种扰动。一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。CS2000硬件系统介绍 某些检测信号、执行器在本对象中存在相互干扰，它们同时输入和工作时需对原独立调节系统的被调参数进行重新整定，还可对复杂调节系统比较优劣

2、。各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。实验数据及图表可以永久存储，在MCGS组态软件中也可随时调用，以便实验者在实验结束后进行比较和分析。在整体实训装置中，设有温度故障排除功能、调节阀故障排除功能、卡件故障排除功能等。 该系统设计从工程化、参数化、现代化、开放性和培养综合性人才的原则出发，在实验对象中采用了工业现场常用的检测控制装置！仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件等。CS2000硬件系统介绍 基型产品控制系统中既有上位监控机加智能仪表控制系统，又有无纸记录仪控制系统。对象系统预留有扩展信号接口，用于控制系统二次开发

3、，进行DCS控制，FCS控制，PLC控制开发。扩展控制系统为DCS分布式集散控制系统，西门子S7300PLC加上位WINCC组态软件。学生们通过对该实验装置的了解和使用，进入企业后能够很快适应企业环境进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供了一个高水平的学习和研究开发平台。CS2000硬件系统介绍l1.2 实验对象组成结构 CS2000型过程控制实验装置包括控制台与对象两大部分。对象系统包含有：不锈钢储水箱、圆筒形有机玻璃上水箱（250380mm）、（中水箱、）下水箱（250350mm）、单相2.5KW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成）。系统动力支路分为两

4、路组成：一路由循环水泵、调节阀、孔板流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路循环水泵、变频调速器、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。CS2000硬件系统介绍 CS2000CS2000实验对象的检测装置实验对象的检测装置： 压力液位传感器。分别用来检测上水箱、（中水箱、）下水箱液位；孔板流量计、涡轮流量计分别用来检测其所在动力支路的水流量；Pt100热电阻温度传感器分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套的水温，强制对流换热装置。l 压力液位变送器压力液位变送器 工作原理：当被测介质（液体）的压力作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经归一化差分放大和输V/A电压、电流转换

5、器，转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。接线如图1所示。CS2000硬件系统介绍芯片运放电源1 14 43 36 6V V红红白白/ /蓝蓝m mA A负负载载2 25 50 0欧欧/ /5 50 0欧欧1 15 5V V/ /0 0. .2 21 1V V图1CS2000硬件系统介绍 接线说明：传感器为二线制接法，它的端子位于中继管内，电缆线从中继箱的引线口接入，直流电源24V+接红线，白线/蓝线接负载电阻的一端，负载电阻的另一端接24V-。传感器输出4-20mA电流信号，通过负载电阻250/50转换成电压信号。当负载电阻接250时信号电压为1-5

6、V，当负载电阻切换成50时信号电压为0.2-1V。变送器的调试：先将变送器安接线图正确接线，旋开变送器后盖即可看到零点和满量程调节电位器如图2.调整步骤：CS2000硬件系统介绍a.将压力液位变送器装于实验台上通电预热15分钟后，再进行调整。b.将变送器施加下限值压力，调整零位调节电位器使其输出为4mA（接250负载电阻后为1V）。c.将变送器施加上限值压力，调整满度调节电位器使其输出为20mA（接250负载电阻后为5V）。d.反复b、c两个步骤，直到使变送器输出达到规定的要求。e.旋紧变送器后盖。调零位调满度CS2000硬件系统介绍图2l温度传感器 在CS2000过程控制系统中，我们采用Pt

7、100热电阻作为温度传感器对系统中的温度进行检测。工作原理：利用Pt电阻阻值与温度之间的良好线性关系。 CS2000硬件系统介绍图3 接线说明：连接两端元件热电阻采用的是三线制接法，以减少测量误差。在多数测量中，热电阻远离测量电桥，因此与热电阻相连接的导线长，当环境温度变化时，连接导线的电阻值将有明显的变化。为了消除由于这种变化而产生的测量误差，采用三线制接法。CS2000硬件系统介绍即在两端元件的一端引出一条导线，另一端引出两条导线，这三条导线的材料、长度和粗细都相同，如图3中所示的a、b、c。它们与温度变送器输入电桥相连接时，导线a和c分别加在电桥相邻的两个桥臂上，导线b在桥路的输出电路上

8、，因此，a和c阻值的变化对电桥平衡的影响正好抵消，b阻值的变化量对仪表输入阻抗影响可忽略不计。l涡轮流量计涡轮流量计 涡轮流量计的输出信号为频率信号，测量范围：01.0m3/h。接线如图4所示。CS2000硬件系统介绍-p+5 2 4 V D C脉 冲 输 出l压力表压力表安装位置：单相泵之后，调节阀之前。测量范围：00.25MPa如图5所示。图4CS2000硬件系统介绍图5压力表CS2000CS2000实验对象的实验对象的执行装置：执行装置：l电动调节阀电动调节阀QSTP-16K智能电动单座调节阀，主要技术参数：执行机构型式：智能型直行程执行机构输入信号：010mA/420mADC/05VD

9、C/15VDC输入阻抗：250/500CS2000硬件系统介绍输出信号：4-20mADC输出最大负载：500信号断电时的阀位：可任意设置为保持/全开/全关/0-100%间的任意值电源：220V10%/50Hz l单相可控硅移相调压模块单相可控硅移相调压模块 通过4-20mA电流控制信号控制单相220V交流电源在0-220V之间根据控制电流的大小实现连续变化。l变频器变频器 系统中所用的变频器的为三菱变频调速器，其型号为：FR-S520S-0.4K-CHR。变频器的输出端与丹麦循CS2000硬件系统介绍环泵相连，实现丹麦循环泵支路的流量控制。控制台组成结构控制台组成结构 控制台由喷塑钢板作为框架

10、，以防火材料为桌面板，桌底装有滚动轮子和固定地盘，外观优美，耐用结实。面板用喷塑铝合金板制作，容易安装拆卸。控制面板上安装了智能调节仪控制面板、C3000控制面板、信号面板、强电面板。l电源和电源和I/OI/O信号面板信号面板 电源和I/O信号面板上有总电源开关和各种元器件的电源开关，还有各种检测信号和控制信号的接线端子。l智能数字仪表智能数字仪表C3000C3000控制系统控制系统CS2000硬件系统介绍 智能数字仪表控制系统的核心是浙大中控的C3000智能调节记录仪。控制功能：控制功能： C3000多功能控制器具有单回路控制和串级控制功能。用户可以根据需要选择表达式和控制模式。在表达式功能

11、中，定时器和控制回路可以用来特殊控制。串联多台C3000多功能控制器可以执行更复杂的控制功能。表达式运算：表达式运算： C3000多功能控制器具有表达式功能，使用表达式可以对仪表内部信号的算术运算、乘方运算、关系运算、逻辑运算及条件运算，以达到复杂的运算和控制功能的CS2000硬件系统介绍要求。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参数自整定功能，每个回路启动自整定功能需要在组态中设定相应的参数。在仪表正常运行中将自动禁止自整定功能。密码保护：密码保护： C3000多功能控制器具有四种登陆模式：操作员1、操作员2、工程师1及工程师2，每种登陆模式都有独立的密码保护，

12、其中工程师2可以任意修改其他登陆模式的密码。历史数据记录控制功能：历史数据记录控制功能：CS2000硬件系统介绍 C3000多功能控制器具有历史数据记录控制功能。可以自由选择需要记录的数据；仪表修改记录间隔，不会影响已有的记录，即支持记录间隔的修改；支持更多的记录间隔，最小支持0.125s记录间隔；可以手动启动（或停止）或自动启动（或停止）仪表的记录，自动方式可以通过定时方式启动（或停止）记录或使用表达式逻辑功能启动（或停止）记录。仪表界面显示：不连续的两段数据之间用固定长度的空白段显示；一段连续的数据显示中，两个连续点时间的差值是该段数据记录间隔的X倍（其中X是缩小倍数）。其他曲线画面、棒图

13、画面及控制画面可以横向显示和纵向显示。CS2000硬件系统介绍l智能调节仪面板智能调节仪面板 智能调节仪型号为上海万迅仪表有限公司AI818A，除具备AI708A的全部功能特点外，还具备外给定、手动/自动切换操作、手动整定及显示输出值等功能，并具备直接控制阀门的位置比例输出（伺服放大器）功能，也可独立做手动操作器或伺服放大器用。此外，还具备可控硅移相触发输出功能，可节省可控硅移相触发器，能精确控制温度、压力、流量、液位等各种物理量。智能调节仪使用参数设置：智能调节仪使用参数设置：修改参数时，按住键3秒，即可调出如下表第一个HIAL，用CS2000硬件系统介绍、修改参数的值。修改好第一个参数后，

14、再按一下即可进入下一个参数的修改。表1CS2000硬件系统介绍CS2000硬件系统介绍根据不同的实验，以上参数有所改变，请参看实验部分说明。输入规格：根据实际所测的信号不同，sn=0-37之间选择表2CS2000硬件系统介绍图中的黑体字符表示常用的输入规格。图中的黑体字符表示常用的输入规格。小数点位置DIP：例：DIP=1 小数点在十位。输入下限显示值DIL：用于定义线性输入信号下限刻度值，对外给定、变送输出、光柱显示均有效。例：上水箱液位传感器检测范围为0100cm，则DIL=0，DIP=1输入上限显示值DIH：用于定义线性输入信号上限刻度CS2000硬件系统介绍值，与DIL配合使用。例：上

15、水箱液位传感器检测范围为0-100cm，则DIH=100，DIP=1输出方式OP1：OP1=4，4-20mA线性电流输出。输出下限值OPL：OPL=0 调节器输出最小值输出上限值OPH：OPH=100 调节器输出最大值。 系统功能选择CF：CF=0 调节器为反作用；CF=1 调节器为正作用 通讯地址ADDR：ADDR=0-100 有效，作为辅助模块用于测量值变送输出时，ADDR及bAud定义对应测量值变送输出的线性电流大小，其中ADDR表示输出下限，bAud表示输出上限。单位为0.1mA。CS2000硬件系统介绍l变频器参数设置变频器参数设置表3CS2000硬件系统介绍变频器使用说明：变频器使

16、用说明： 本装置中使用变频器时，主要有两种输出方式：一种是直接调面板旋钮输出频率，另一种是用外部输入控制信号改变变频器输出频率。两种输出方式具体接线方法如下：A.变频器面板旋钮输出接线方法： SD与STF（或STR）短接，当需要改变输出频率时，旋动面板上的旋钮，顺时针旋可增大输出频率，逆时针旋可减小输出频率。待旋至所需要的频率时，按变频器上白色的SET键，即可选定所需的输出频率。B.变频器外部控制信号控制输出接线方法：CS2000硬件系统介绍 SD与STF（或STR）、RH两端都短接，在控制信号输入端接入控制信号（正极、负极应对应，不能接错），打开变频器的电源开关即可输出。通过改变控制信号的大小来改变输出频率。*注：附FR-S520S-0.4K-CHR三菱变频调速器使用手册（基本篇）RS-485RS-485接口转换器与通讯电缆接口转换器与通讯电缆lRS-485RS-485接口转换器接口转换器 ATC-106型接口转换器可将RS-232C串行口的数据发送和数据接收信号转换成两线平衡的半双工RS-485信号。它是远距离控制设备或点到多点总线通讯的最佳旋转。CS2000硬件系统介绍 ATC-106型接口转换器，不需要外接交流直流电源，可直接从RS-232端口内的数据发送信号（