安全注意事项

平安考前须知在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下平安考前须知，并且要在熟悉设备的知识、平安信息及全部有关考前须知以后使用。在本使用说明书中，将平安考前须知等级分为“危险〞和“注意〞。不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤。不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。注意：根据情况的不同，“注意〞等级的事项也可能造成严重后果。请遵循两个等级的考前须知，因为它们对于个人平安都是重要的。1、防止触电测试系统的控制系统供电一般为DC24V，漏电保护器和开关电源的端子上带有220V电压。正常漏电保护30毫安。物理受控系统分别引入三相电和单相电，整个现场系统没有任何可以接触到的端子。正常漏电保护30毫安。尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下平安事项。当通电或正在运行时，非专业人员不要进行任何维护、维修操作，不要翻开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否那么会发生触电的危险。要求现场系统可靠接地。每隔一定时间，对漏电保护器进行漏电测试试验，即按下测试按钮。即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要翻开控制箱接触变频器的输出裸露端子，可能会出现充电回路放电的现象，造成伤害。水泵、电磁流量计，以及灯管都是220V供电，维修时请断开电源。对于交流220V或380V供电电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。否那么可能会导致触电。2、防止烫伤加热情况：锅炉结构为内容器，内有4.5KW〔局部产品6KW〕加热管。外容器为隔热保护，不会有高温，同时封闭所有强电端子。锅炉常压，最高温度不超过100度，建议保持70度以下。支路中会流通热水。在热水没有冷却时，不要进行任何翻开锅炉维修维护工作。不要接触热水管道过长时间〔例如3秒以上〕，防止高温烫伤。锅炉中的水最好不要超过锅炉高度的2/3，请尽量控制水温在70度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。3、防止损坏在水箱水位没有到达一定高度，不能启动调压器输出，否那么可能损坏加热器。该系统增加了硬件的连锁保护，但是在操作时也要注意。系统应远离可燃物体，系统发生故障时，请断开电源。操作的环境温度-10℃-50℃，湿度90%RH以下，存储温度计算机或其他不能溅水的设备最好距离三个水箱2米以外。A3000高级过程控制实验系统介绍A3000高级过程控制实验系统独创现场系统概念，而不是对象系统。现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器(包括电动调节阀、变频器及调压器)、以及半模拟屏，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。A3000高级过程控制系统由操作台、控制系统〔控制机柜〕、现场系统三局部组成，如图1.1所示。其中现场系统包含三个水箱，一个大的蓄水箱，一个锅炉，一个工业用板式换热器，两个水泵，大功率加热棒，滞后系统以及加热联锁保护系统。传感器和执行器包含5个温度、3个液位、1个压力、1个电磁流量计，1个涡轮流量计,1个电动调节阀，2个电磁阀，以及2个锅炉液位开关。图0.1A3000高级过程控制系统组成图控制系统根本的控制系统安装在一个或两个标准机柜中。控制系统可能有智能仪表，PCI多功能卡，ADAM4000控制系统、ADAM5510EKW/TP，西门子S7-300PLC，等等。〔1〕控制机柜和IO面板采用标准机柜安装控制系统，要求可靠接地。机柜尺寸800宽X600深X1900高，单位mm。如果控制系统均为24V供电。那么提供24V10A开关电源供电，如果局部控制系统为220V供电，那么提供24V5A开关电源供电。机柜面板包括：Ø 电源：220VAC单相总电源空开，380VAC三相总电源空开。Ø 开关：两个两位自锁旋钮开关，分别是加热器电源开关和变频器电源开关。四个三位自锁旋钮开关，分别是1#、2#电磁阀手自动以及关闭开关。变频器手自动启动信号以及关闭开关，2#水泵手自动运行以及关闭开关。Ø 电压表：显示24VDC开关电源的电压值。Ø 变频器：对于A3000FBS系统，那么具有ProfibusDP控制端子。Ø 指示灯：安装有8个指示灯和滞后管系统的两手动调节阀。分别为单相电，三相电通电指示。以及两个水泵、两个电磁阀开启时，其状态指示灯分别点亮。当锅炉内水位低于低限液位开关时，液位开关断开，联锁控制的低限液位指示灯点亮，说明锅炉内液位很低或无液位。提示禁止对锅炉加热。往锅炉内注水等到当锅炉内水位到达或超过低限液位开关时，液位开关闭合，联锁控制的低限液位指示灯灭，可以开始对锅炉加热。当锅炉内水位超过高限液位开关时，液位开关闭合，联锁控制的高限液位指示灯点亮，说明锅炉内液位很高或超过高位限制，应及时把锅炉内液体排出一局部。机柜系统结构如图1.2所示。图0.2控制机柜〔2〕通讯面板通讯面板具有三个串行口。一般情况下1#串口连接智能PID控制器，2#串口连接ADAM4000DDC控制系统。具体操作请参考接线图。一般控制器信号连接和操作控制器的信号直接连接到面板上，再通过插孔和锁紧连接线连接到现场系统的IO信号面板上。计算机和控制系统通过RS232，或者以太网，或者专门的卡件进行联接。面板接线一般控制系统IO接口图，如图0.3所示。图0.3一般控制系统面板图其中，ADAM4000，ADAM5000的DOCOM连接了24V，DICOM连接GND。一般情况下，PLC〔S7-200，S7-300，ADAM8000，FX2N，SLC500〕和MACSDCS的DOCOM连接了GND，DICOM连接24V。现场的干接点闭上时，输入为0，否那么为1。数字量输出1时，外部负载变化。控制箱操作控制箱面板如图0.4所示。图0.4控制箱面板1、三相剩余电流保护器。合上该空气开关，才能加热。2、单相剩余电流保护器。合上该空气开关，所有设备才能上电。3、三相电供电时亮起。4、单相电供电时亮起。5、对象顶部照明电灯旋钮开关。6、水泵1#的变频器供电旋钮开关，翻开变频器电源。7、水泵2#供电旋钮开关，翻开水泵电源。8、变频器正转启动旋钮开关。9、电压表，调压模块输出端电压。10、变频器。现场系统本节通过大量的示意图介绍各个工艺设备结构和操作，其中包括各个水箱、锅炉、换热系统，以及管路。如图0.5所示。图0.5现场系统示意图现场系统包括了测试对象单元、供电系统、传感器、执行器〔包括变频器及移相调压器〕，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。总体的测点清单如表0.1所示。表0.1整体流程测点清单序号位号或代号设备名称用途原始信号类型工程量1TE-101热电阻锅炉水温Pt100AI0～1002TE-102热电阻锅炉回水温度Pt100AI0～1003TE-103热电阻换热器热水出口水温Pt100AI0～1004TE-104热电阻换热器冷水出口水温Pt100AI0～1005TE-105热电阻储水箱水温Pt100AI0～1006LSL-105液位开关锅炉液位极低联锁干接点DINC7LSH-106液位开关锅炉液位极高联锁干接点DINC8XV-101电磁阀一支路给水切断光电隔离DONC9XV-102电磁阀二支路给水切断光电隔离DONC10AL-101警告光电隔离DONC11FT-101涡轮流量计一支路给水流量4～20mADCAI0～3m312FT-102电磁流量计二支路给水流量4～20mADCAI0～3m313PT-101压力变送器给水压力4～20mADCAI150kPa14LT-101液位变送器上水箱液位4～20mADCAI15LT-102液位变送器中水箱液位4～20mADCAI16LT-103液位变送器下水箱液位4～20mADCAI17LT-104液位变送器锅炉/中水箱右液位4～20mADCAI0～5kPa18FV-101电动调节阀阀位控制4～20mADCAO0～100％19GZ-101调压模块锅炉水温控制4～20mADCAO0～100％20U-101变频器频率控制4～20mADCAO0～100％注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4～20mA。一般两线制信号在IO面板上已经连接了24V和GND，可以按照四线制方式使用。执行机构一般为2～10V控制，控制信号经过500欧姆采样电阻，被转换成4-20毫安控制。〔1〕上水箱上水箱位于框架右上方，模拟一个工业上常见的卧式圆罐。水平方向的截面积在各个高度不同，中间最大，两端最小，具有典型的非线性特性。上水箱透视图如下图。图0.6上水箱透视图〔2〕中水箱中水箱是一个结构复杂的容器。提供变容结构，以及水平多容结构。中水箱透视图如下图。图中水箱透视图变容的实现过程：〔1〕分隔闸板拔很高，例如2厘米以上，那么中水箱左右两边容器合在一起，通过出水闸板控制出口流量。总截面积=中水箱左容器+中水箱右容器。〔2〕出口闸板拔很高，例如2厘米以上，通过分隔闸板控制出口流量。总截面积=中水箱左容器。水平多容实现过程：分隔闸板作为左右两边容器的导通流量控制，出水闸板控制右边容器出口流量。〔3〕下水箱下容器可以更换不同形状的出口闸板，从而改变系统特性，还可放入一个斜体，从而模拟倒锥形工业容器。下水箱透视图结构如下图。图下水箱透视图〔4〕常压锅炉锅炉是一个常压电加热锅炉，大气压力，没有高温。如下图。图常压电加热锅炉〔5〕换热系统该换热器采用工业高效板式换热器。换热器具有一个冷水入口，一个冷水出口，一个热水入口，一个热水出口〔热水和冷水的位置可以互换，但是出口和入口不能互换〕。如下图。图换热系统示意图〔6〕温度检测设备本装置中温度传感器为PT100。其外形如下图。图温度传感器为PT100〔7〕压力和液位检测设备可以采用扩散硅压力/液位变送器，也可以选择电容式或者应变电阻式。压力变送器如下图。图0.12压力变送器〔8〕流量检测设备现场系统一般包括一个涡轮流量计，一个电磁流量计。涡轮流量计涡轮流量计管道里有一个叶轮随着流量转动，通过霍尔效应产生脉冲，然后进行F/I转换为4~20mA信号。涡轮流量计如下图。图涡轮流量计电磁流量计电磁流量计利用法拉第电磁感应定律来测量流量。电磁流量计如下图。图电磁流量计注意：不要在没有水的情况下给电磁流量计加电。加电几分钟后才能获得准确数值。〔9〕调节阀接线和操作调节阀特性：单座阀，螺纹连接，线性流量。调节阀外观如下图。图调节阀〔11〕管路系统管路系统如下图。图现场对象系统管路通过该图可以了解各个阀门的位置，以及管道上的各个过程设备。现场系统包含两个支路。支路1有1#水泵，换热器，锅炉，还可以直接注水到三个水箱以及锅炉。支路2有2#水泵，压力变送器，电动调节阀，三个水箱，还有一路流入换热器进行冷却。(1)支路1分析支路1包括左边水泵，1#流量计，电磁阀等组成，可以到达任何一个容器，锅炉以及换热器。水泵可以使用变频器控制流量，电磁阀可能没有。由于支路1可以与锅炉形成循环水，可以做温度控制实验。为了保证加热均匀，应该使用动态水，本系统设计了一个水循环回路来到达此目的。即翻开JV304、JV106、XV101，关闭其它阀门(注意JV104)，开启1#水泵，那么锅炉内的水通过1#水泵循环起来。锅炉内有高、低限两个液位开关，可以进行联锁保护。当锅炉内液位低于低限液位开关时，液位开关翻开，使移相调压模块断电，加热器无法开启。当液位超过它时，液位开关合上，加热器信号连通，因此可以防止加热器干烧。高限液位开关有两个作用：第一，当锅炉内水温超过温度上限时，通过联锁控制，翻开2#电磁阀，注入冷水，使锅炉内温度快速下降；第二，当锅炉内水量超过液位上限时，高限液位开关闭合，通过联锁控制，关闭2#电磁阀，不再注入冷水。支路1上有一个工业用板式换热器，其冷、热水出口各有一个温度传感器，可以做热量转换实验。锅炉底部连接有滞后管系统。翻开JV501、JV502，关闭JV503，锅炉内的水只流过第一段滞后管，进入储水箱。翻开JV503，关闭JV502，水流过两段滞后管，即增加了滞后时间。在滞后管出口装有一个温度传感器，可以做温度滞后实验。(2)支路2分析支路2包括右边的水泵，2#流量计，压力变送器，电动调节阀。可以到达任何一个容器，锅炉以及换热器。水泵可以使用变频器控制流量，也可以使用电动调节阀，对于小流量使用调节阀比拟准确，对于要求快速控制的，那么使用变频器比拟方便。支路2有一个电动调节阀，配合三个水箱(各装一个压力变送器)，可以做单容、双容、三容实验，以及液位串级实验、换热器温度串级实验，以及换热器解耦控制实验。水箱装有压力变送器，测得水箱的压力信号，之后转