过程控制综合实训装置
PCS3000型现场总线高级过程控制系统实训设备(DCS分布式过程控制系统)指导书(基础篇)
第一章认识设备1.1过程控制装置主要器件1.1.1主要器件位置如下图：1）左水箱；2）右水箱；3）称重装置；4）称重传感器；5）原水箱；6）锅炉；7）消防小屋；8）涡轮流量计；9）电磁流量计；10）电动调节阀；11）压力表；12>单相水泵；13）三相水泵；1.1.2主要器件参数检测器件执行器件1.2控制柜主要技术参数1.2.1 主要器件位置1.2.2 PLC各模块位置1.2.3接线端子SM322的3号端子接变频器的3号端子DIN0，5号端子接电磁阀的24V；SM331的2、3号端子接左水箱液位传感器，4、5号端子接涡轮流量计，6、7号端子接右水箱液位传感器，8、9号端子接接热电偶温度传感器，12、13号端子接Pt100热电阻温度传感器，14、15号端子接称重传感器，16、17号端子接电磁流量传感器，18、19号端子接Cu50温度传感器；sm332的2号端子接变频器的ADC端子，5号端子接变频器的0V。
第二章实训实训一 S7 PLC硬件组态一、实训目的1．掌握STEP7 软件硬件组态的步骤与方法，并根据系统实际配置制作硬件组态二、实训设备PCS3000型现场总线高级过程控制系统实训设备<DCS分布式过程控制系统）二、实训步骤建立一个新项目并进入硬件组态的步骤：1、双击计算机桌面上的SIMATIC Manager图标，打开STEP7 主画面。
2、点击文件→新建，出现新建对话框。
在“名称”下输入项目名称<PCS）。
在“存储位置<路径）”下输入项目存储的路径，然后点击“确定”。
系统将自动生成项目。
3、右击项目名称，选中“插入新对象”→“SIMATIC 300 站点”，插入一个S7-300的项目。
4、单击项目名称前面的+号或双击项目名称，再选中“SIMATIC 300<1）”，然后右击“硬件”→“打开对象”或直接双击“硬件”，进入“HW Config”进行站点的硬件组态。
硬件组态画面打开如下。
SMPT资料汇总
SMPT-1000技术资料目 录一、高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000简介 (2)二、SMPT-1000可开设的实验内容 (7)三、SMPT-1000详细说明 (14)四、SMPT-1000使用说明 (31)五、各类外控通讯方式配置说明 (46)六、SMPT-1000内控实验指导书 (85)七、基于PCS7控制SMPT-1000实验指导书 (85)一、高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000简介（西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛比赛设备）1. 简介近年来，教育部强调学校教育要突出工程能力的培养，并对实验环节提出了设计型、综合型、创新型和探索型四个更高层次的目标。
传统水槽等小型实物装置由于与实际生产装置相差太远，只能进行一些简单的认知实验，已经无法满足当前新形势下对过程控制专业学生培养的要求。
然而，由于过程工业流程相对复杂，生产过程往往伴有高温、高压、强非线性等单元，把实际生产装置直接移植到实验室进行控制实验同样也是不现实的。
SMPT-1000最新一代高级过程控制实验装置成功地解决了当前过程控制专业技能培养的难题。
它运用高精度动态仿真技术，将实际工业装置的各种对象特性用数字化手段完整地在小型化半实物实验装置上得到再现。
学生可以安全地在该实验装置上开展所有过程控制相关知识与技能的培训。
由于实验对象特性与工业装置完全一致，多种信号与通讯方式、数十个检测点与十多个执行机构可以允许学生自由地设计、探索各种控制算法与方案，真正实现教育部提出的四个更高水平的培养目标，同时也满足了行业对人才培养的需求，是目前过程控制专业最为理想的实验装置。
同时，我们吸取了第一代产品设计的不足，对SMPT-1000的流程采用了工艺机理更为通用的水汽热能系统，能够适合更广泛的过程行业对控制专业技能培养的要求。
由于采用了大量最新的技术，因此SMPT-1000在实验种类、扩展能力、设备可靠性、配套教学体系等方面有了质的飞跃。
过程控制实验的实训报告
一、实训目的通过本次过程控制实验实训，使我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有一个全面的认识，提高我运用理论知识解决实际问题的能力。
同时，通过实验操作，掌握实验设备的使用方法，培养我的动手能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 实验设备本次实验使用的设备包括：过程控制系统实验台、传感器、执行器、控制器、计算机等。
2. 实验内容（1）过程控制系统基本原理及组成（2）传感器特性及测量方法（3）执行器特性及控制方法（4）控制器特性及控制策略（5）过程控制系统设计及应用三、实验步骤1. 观察实验设备，了解其组成及功能。
2. 搭建实验系统，连接传感器、执行器、控制器等。
3. 根据实验要求，设置控制器参数，实现过程控制。
4. 观察实验现象，分析实验结果，调整控制器参数，优化控制效果。
5. 实验结束后，整理实验数据，撰写实验报告。
四、实验结果与分析1. 实验现象通过搭建实验系统，观察实验现象，发现当控制器参数设置合理时，系统能够实现稳定的控制效果。
2. 实验结果（1）传感器输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系。
（2）执行器响应速度快，控制精度高。
（3）控制器参数对系统控制效果有显著影响。
3. 实验分析（1）传感器在过程控制系统中起到采集被测参数的作用，其输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系，为后续控制策略的制定提供了基础。
（2）执行器作为控制系统的输出环节，其响应速度快、控制精度高，对系统控制效果有重要影响。
（3）控制器参数的设置对系统控制效果有显著影响，合理设置控制器参数可以提高控制效果。
五、实训体会1. 通过本次实训，我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我掌握了实验设备的使用方法，提高了自己的动手能力。
3. 实验过程中，我学会了与团队成员沟通协作，提高了自己的团队协作精神。
4. 实验过程中，我认识到理论知识与实际应用之间的联系，为今后学习和工作打下了基础。
可编程控制器系统应用实训装置实训模块
可编程控制器系统应用实训装置实训模块可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）系统应用实训装置是一种用于培训和实践PLC系统的教学设备。
它通过模拟真实的工业自动化场景，让学生在实际操作中学习PLC的原理、编程和应用。
本文将从实训装置的功能、结构和应用等方面进行介绍。
一、实训装置的功能可编程控制器系统应用实训装置是一种模拟工业控制系统的设备，它可以模拟各种自动化控制场景，如自动化生产线、输送系统、机械加工等。
通过实际操作，学生可以学习到PLC的编程思想、信号输入输出、逻辑控制等基本知识，并能够了解到PLC在工业自动化中的应用。
二、实训装置的结构实训装置一般由工业控制柜、可编程控制器、输入输出模块、执行器和传感器等组成。
其中，工业控制柜是装置的主体，负责提供电源和安装各种控制设备；可编程控制器是实训装置的核心，用于编写PLC程序并控制整个系统的运行；输入输出模块用于连接传感器和执行器，实现对外部信号和设备的控制。
三、实训装置的应用1. 自动化生产线实训：实训装置可以模拟自动化生产线，学生可以通过编写PLC程序，控制机械手臂、电机、传送带等设备的运行，实现自动化生产过程。
2. 输送系统实训：实训装置可以模拟输送系统，学生可以学习如何通过PLC控制输送带的启停、速度调节和物料分拣等操作，提高物料输送的效率。
3. 机械加工实训：实训装置可以模拟数控机床的控制系统，学生可以学习如何通过PLC编程实现机械加工的自动化控制，提高加工精度和效率。
四、实训装置的优势1. 实践性强：实训装置可以模拟真实的工业自动化场景，让学生在实际操作中学习PLC的原理和应用，培养实际操作能力。
2. 安全性高：实训装置采用低压电源和安全保护措施，保证学生在实训过程中的安全。
3. 灵活性强：实训装置可以根据不同的教学要求进行调整和改装，满足不同学生的学习需求。
4. 易于理解：实训装置采用直观的操作界面和实时监控系统，让学生能够直观地了解PLC的工作原理和控制过程。
过程控制实训指导书
过程控制工程实训报告学号：班别：姓名：实验一上水箱特性测试实验一、实验目的：了解调节器的功能和操作方法，学会使用调节器。
通过实验，了解对象特性曲线的测量的思路和方法，掌握对象模型参数的求取方法。
二、实验设备：水泵Ⅰ、变频器、压力变送器、调节器、主回路调节阀、上水箱、上水箱液位变送器、调节器、电流表。
图1.1实验接线图三、实验步骤：1、认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。
了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。
熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。
熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。
本实验采用调节器手动输出控制调节阀，计算机采集并记录数据。
图1.2 上水箱特性测试（调节器控制）系统框图图1.3 恒压供水（调节器控制）系统框图2、将上水箱特性测试（调节器控制）实验所用的设备，参照流程图和系统框图接线。
3、确认接线无误后，接通总电源、各仪表的电源，打开上水箱进水阀和下水箱排水阀。
4、设置调节器参数，使用手动输出功能。
（注意：更改调节器参数时，严禁用指甲按调节器面板，为防止损坏面板上的按钮，应用手指均匀用力）按调节器的增/减键改变输出值，使上水箱的液位处于某一平衡位置，记下此时手动输出值。
5、按调节器的增/减键增加调节器手动输出，给系统输入幅值适宜的阶跃信号(阶跃信号不要太大)，使系统的输出产生变化，在液位较高处达到新的平衡状态。
6、观察计算机采集的上水箱液位的阶跃响应和历史曲线。
7、调节器的手动输出回到原来的输出值，记录液位下降的曲线。
8、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格1。
四、试验报告：根据试验结果编写实验报告，并计算出K、T、τ的平均值，写出系统的广义传递函数（等效成惯性环节，K为静态增益，T为时间常数，τ为延迟时间）。
实验二压力单闭环实验一、实验目的：通过实验掌握单回路控制系统的构成。
中试装置JX-300XP DCS控制系统的调试
工 程 师 站 操 作 员 站 操 作 员 站 操 作 员 站 操 作 员 站
１ 工艺简介
乙烯 加氢 中试实训装置 （ 简称 中试装 置 ） 生产 工 艺按 物料 流动的顺序可分为反应 、 精馏 和罐区３ 个工 序。 首先主要原料Ｃ （ 水替代 ） 经预热 、 汽化后， 与Ｈ：空 （ 气替代 ） 混合进入反应器 ， 进行 加氢反应， 反应物经冷 凝后 ， 再进入精馏塔进行精馏 ， 从塔侧 线抽 出产品 乙 烯， 经冷却后， 最后进入产 品罐 。 罐区提供了原料罐 、 反
Ｄ 投运和实时监控的关键环节， ＣＳ 包括ＤＣ 输入／ Ｓ 输出 通道 调试、 控制 回路调试、 联锁 回路调试 。
自动化应 用 ２ １ ４期 ００
５
系 统 解 决 方 案
参毒 √ｊ 囊 誊 曩誊
３１Ｄ Ｓ输入 ／ 出通道 调试 ． Ｃ 输
在ＤＣ 组态及安装完成后， Ｓ 实施ＤＣ 输入／ Ｓ 输出通 道调试， 除软件组态遗漏 、 排 错误， 确保控制站和操作 站之 间每个输入／ 输出软通道贯通、 正确 、 可靠 。
关键词： 中试装 置； ＤＣＳ 制 系统 ； 控 调试
Ｄｅ ｕ ｇｎ ｆ ｉ ｔ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｖｃ Ｘ一０ ＸＰ Ｄ ｎｒｌ ｙ ｔｍ ｂ ｇ ｉｇｏ ｌ ｐ ｒ Ｐｏ Ｅ ｍｅ ｔｌ Ｄｅ ｉ Ｊ ３ ０ ＣＳ Ｃｏ ｔ ｓｅ ｅ ｏＳ
SG-HD8 计算机过程控制间歇反应操作实训装置
SG-HD8 计算机过程控制间歇反应操作实训装置分项说明装置功能1. 反应釜岗位技能：原料配料加料操作；水浴温度控制操作、反应控制操作；搅拌器操作；反应回流操作；物料出料操作。
2. 中和釜岗位技能：后处理（中和）液配料加料操作；搅拌器操作；物料中和操作；物料出料操作。
3. 换热岗位技能：列管换热器操作；夹套式换热器操作；蛇管式换热器操作；汽-水换热体系操作。
4. 流体输送岗位技能：离心泵的开停车及流量调节操作；真空泵及真空度调节操作。
5. 现场工控岗位技能：泵的变频调节及手阀调节；换热器温度测控；反应器温度测控；手动闸阀调节；贮罐液位低报警，液位调节控制；加热系统与物料流量的联调操作；物料配送及取样检测操作。
6. 化工仪表岗位技能：流量计、液位计、变频器、电磁阀、差压变送器、热电阻、过程控制器、声光报警器、调压模块及各类就地弹簧指针表等的使用；单回路、串级控制和比值控制等控制方案的实施。
7. 就地及远程控制岗位技能：现场操作报表的制作、记录，现场控制台仪表与微机通讯，实时数据采集及过程监控；总控室控制台与现场控制台通讯，各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载。
设计参数装置整体采用工程化布局，两层布置，一层为主操作区，二层主要为观察区。
反应釜内压力（表压）：0～0.05MPa。
中和釜内压力（表压）：0～0.05MPa。
反应釜容积50L，反应温度50-80℃。
加料量为16L左右。
整机参数设备尺寸：3700x2000x3500mm（长x宽x高），可根据实训场地实际高度和场地面积进行调整，整机采用钢制喷塑框架，带两层操作平台，一层平面方便安装、检修，二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板。
电气系统标准工业操作台，内安装漏电保护空气开关、电流型漏电保护器充分考虑人身安全保护；同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相指示灯，开关电源等。
外型尺寸：1400x800x1300mm（长x宽x高）。
过程控制实训总结报告
一、引言过程控制是自动化技术中的一个重要分支，它通过对生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制，实现生产过程的稳定、高效和节能。
为了更好地掌握过程控制技术，我们参加了为期两周的过程控制实训。
本文将总结实训过程中的学习内容、收获体会以及存在的不足，以期提高自身的过程控制能力。
二、实训内容1. 实训模块：本次实训主要涉及THKGK-1过程控制实验装置、计算机及STEP7运行环境、MPI电缆线、组态王软件等。
2. 实训项目：（1）过程控制基本原理：了解过程控制系统的组成、工作原理以及各种控制策略。
（2）传感器特性：认识传感器的工作原理、性能指标以及应用领域。
（3）自动化仪表：学习自动化仪表的使用方法、调试技巧以及常见故障处理。
（4）变频器：掌握变频器的基本原理、接线方式以及调试方法。
（5）电动调节阀：了解电动调节阀的结构、工作原理以及调节特性。
（6）被控对象特性测试：学习测定被控对象特性的方法，包括单容水箱和双容水箱特性测试。
（7）单回路控制系统参数整定：掌握单回路控制系统参数整定的方法，包括PID参数整定。
（8）串级控制系统参数整定：学习串级控制系统参数整定的方法，包括串级控制系统的设计、计算和投运。
（9）控制系统设计：运用所学知识，设计并实现一个简单的控制系统。
三、实训收获1. 理论与实践相结合：通过实训，我们将所学的过程控制理论知识与实际操作相结合，提高了自身的实践能力。
2. 掌握过程控制技术：掌握了过程控制系统的基本原理、传感器特性、自动化仪表使用、变频器调试、电动调节阀调节特性等过程控制技术。
3. 培养团队协作精神：在实训过程中，我们分成小组进行项目合作，提高了团队协作能力。
4. 增强动手能力：通过实际操作，我们提高了动手能力，为今后的工作打下了基础。
四、实训不足1. 理论知识掌握不够扎实：在实训过程中，我们发现自己在理论知识方面还存在不足，需要进一步学习和巩固。
2. 实践操作经验不足：虽然我们掌握了过程控制技术，但在实际操作中，仍存在操作不够熟练、故障处理不够及时等问题。
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HKDG-B1型过程控制实训装置
一、系统概述
产品强烈体现工程化概念，强调工程化、实践化、开放性强，既能完成相关课程实验实训的开设，又是学生进行工程训练、毕业设计、课程设计的平台。
系统以提高学生的动手能力及就业竞争力为主要目的而设计。
体现流程企业自动化与信息系统典型技术与装备，将实践教学与教师科研提高层次。
控制系统基础理论知识在实际工程中应用结合，常用的调节系统、调节方法，不同的控制工艺工程对象控制系统设计，调节控制算法设计。
工业广泛使用的温度、流量、液位、压力四大热工检测传感装置，能够多样化的体现，并设计相关的实验实训。
企业过程自动化广泛采用控制硬件系统控制软件得以体现。
提供合适的理论研究硬件，使教师在理论层次的研究有自由的实验实训平台，同时也可以做为学生课程设计、毕业设计的装置。
系统以基于工作过程的系统化的课程体系为依据，采用项目教学法作为基本的实训方法，选用生产中的实际项目，把项目要求的岗位工种、技能要求及相关知识作为教学目标。
教师是项目的组织者，负责项目的讲解、示范、指导、讲评，学生是项目的实施者，通过项目内容、项目分析、项目实施、项目总结和能力测评，完成基本技能、专业技能及岗位技能的训练。
二、技术特点
（1）、整套系统安放在可移动的试验台桌上，小巧且试验装置占地面积小。
（2）、外型开放：整个装置采用仪表控制台与实训对象一体化设计，实训对象则采用透明敞开式设计，构建系统的器件对用户完全开放，一方面方便器件的熟悉、调试、维护及研究；另一方面可以根据实际需要开设不同深度的实验实训，也可以方便地对各设备进行升级换代。
（3）、最全面的上位控制系统：过程控制实训装置提供远程数据采集控制系统、智能仪表控制系统、S7200系列PLC控制系统。
（4）、过程控制实训装置具有成熟的先进控制系统的扩展功能，成功的将DCS系统和FCS系统糅合到整个装置中去，并可以根据需要按不同形式组网。
三、技术指标
外形尺寸：2300×850×1850mm
工作电源：三相四线AC380V
额定功率：<1.5KW
四、设备功能及实训
过程控制的四大热工参数在实验台都有设计，可以满足不同人员的实训要求，系统以提高学生的动手能力及就业竞争力为主要目的而设计。
体现流程企业自动化与信息系统典型技术与装备，将实践教学与教师科研提高层次。
实验实训项目
过程控制系统的组成认识实验实训：
（1）过程控制及检测装置硬件结构组成的认识，控制方案的组成及控制系统连接实验实训。
（2）智能调节仪表、智能变送仪表等各种智能仪表的操作及参数设定。
（3）传感器的校正（零点迁移与量程调整）
PLC模块实训
PLC与计算机的通讯连接实训
PLC对模拟量数据的采集与处理实训
简单PLC编程实训
PID复杂程序及调整实训
对象特性测试实验实训
单容水箱液位数学模型的测试实验实训
双容水箱液位数学模型的测试实验实训
锅炉内胆水温特性测试实验实训
单回路控制系统实验实训
单容水箱液位定值控制实验实训
双容水箱液位定值控制实验实训
锅炉内胆水温定值控制实验实训
单闭环流量定值控制实验实训
锅炉内胆压力定值控制实验实训
串级控制系统实验实训
水箱液位串级控制实验实训
锅炉内胆水温与循环水流量串级控制实验实训
水箱液位与进水口流量串级控制实验实训
前馈-反馈控制系统实验实训（软件上实现）
锅炉内胆水温与流量前馈-反馈控制实验实训
水箱液位前馈-反馈控制实验实训
比值控制系统实验实训
流量比值控制系统实验实训
变频恒压供水实验实训
工控制组态软件组态控制实验实训
所有实验实训均包括数据库组态、图形动画、报表、曲线、报警组态、设备通讯组态、算法组态等实验实训
五、配置清单。