SBYCEW-9液位流量压力温度实验装置
液位流量压力温度实验装置,过程控制实验装置是模仿现代工业生产过程中常见的物理量,诸如温度、压力、流量、液位等参数,对其进行测量、控制,分析过程参数变化特性,研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备,过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表,接近工业实际,使用安全,运行稳定,维护简单,性价比优越。本装置集合多种控制方式,再现实际工业现场使用的控制手段,并提供用户更友好的二次开发接口。能满足本科院校电气工程及自动化、电子信息、机电类等相关业教学的需要。要求该过程控制实验装置是一套基于智能仪表、远程数据模块控制的实验设备,系统至少包括流量、温度、液位、压力等热工参数,可实现系统参数测定、单回路控制、串级控制等多种控制形式。
系统总体结构原理图和实物图如下:
图1液位流量压力温度实验装置系统总体结构原理图
图2液位流量压力温度实验装置全透明实物图
主要配置和详细指标
1.智能电动调节阀
（1）实物图
（2）技术指标
型号：02型V口。
工作电压：220v交流,控制信号4-20ma。反馈信号4-20ma,位置进度±1%,有OLED大屏显示。
功率：待机功率5w,堵转功率30w。
系统最大误差,误差≤（定位精度+0.1%+0.1%）
特点：电动调节阀是新一代超小型电子式一体化直行程电动调节阀。
采用精小型电动执行器伺服放大器,经伺服放大器控制,使电机带动减速器运行而产生轴向推力,使阀芯移动,改变阀门的开度,达到对液位,流量等工艺参数的调节,从而实现自动控制的目的。
阀体为铸铁材质,阀芯为不锈钢材质,国标法兰安装,DC4～20mA电流信号控制,工称通径DN15。该调节阀为直行程气动控制调节阀,具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。
由控制器直接发送模拟信号控制阀门定位器,阀门定位器驱动执行机构动作,使用和校正都非常方便；使用和校正非常方便。
2.磁力泵
（1）实物图
（2）技术指标
型号：MP-20R低噪音。
供电电压：二相交流220VAC。
功率20W。
扬程2米,流量20l/min.
3.扩散硅压力（液位）变送器
（1）实物图
（2）技术指标
型号：YC-800。
供电电压：24v,两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
特点：螺纹接口M20*1.5选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一个一体式压力送器用来对水箱压力进行检测,其测量量程为0～5Kpa,精度为0.5级。接液件材质为JIS SCS14A哈氏合金C-276 JIS SUS316,带不锈钢隔离膜片,NEPSI隔爆许可：dⅡCT6环境温度为-40-60℃电气接口为1/2NPT,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。
4.扩散硅压力（管道压力）变送器
（1）实物图
（2）技术指标
型号：YC-801。
供电电压：24v,两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
特点：螺纹接口M14*1.5选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一个一体式压力送器用来对水箱压力进行检测,其测量量程为0～5Kpa,精度为0.5级。接液件材质为JIS SCS14A哈氏合金C-276 JIS SUS316,带不锈钢隔离膜片,NEPSI隔爆许可：dⅡCT6环境温度为-40-60℃电气接口为1/2NPT,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。
5.温度传感器PT100和温度变送器
（1）实物图
（2）技术指标
型号：PT100。
供电电压：24v,两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
分度号：PT100.常温-100°。
特点：Pt100传感器精度高,热补偿性较好,用于做标准校验用热电阻。变送器部分供电DC24V,输出4-20mA DC通信功能,用于测量加热模块内部的温度,是工业现场中常用的一温度测量仪表。精度为0.5级
5.涡轮流量计及流量变送器
（1）实物图
（2）技术指标
型号：FMCLWGY-10。
供电电压：24v,两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
量程：流量范围：0.2～1.2m3/h。
特点：口径DN15,外螺纹M20*15连接。 进度0.5
6.控制器NI USB-600812
（1）实物图
（2）技术指标
型号：NI USB-6008。
供电电压：USB
特点：
模拟输入
通道数4 , 8
单端通道8
差分通道4
分辨率12 bits
采样率10 kS/s
吞吐量(所有通道)10 kS/s
最大模拟输入电压10 V
最大电压范围-10 V - 10 V
最大电压范围的精度138 mV
最小电压范围-1 V - 1 V
最小电压范围的精度37.5 mV
量程数8
同步采样否
板上存储量512 B
模拟输出
通道数2
分辨率12 bits
最大模拟输入电压5 V
最大电压范围0 V - 5 V
最大电压范围的精度7 mV
最小电压范围0 V - 5 V
最小电压范围的精度7 mV
频率范围150 S/s
单通道电流驱动能力5 mA
总电流驱动能力10 mA
数字I/O
双向通道12
内置信号连接兼容LabVIEW、LabWindows/CVI和Measurement Studio for Visual Studio .NETNI USB-6008为简单的数据记录、便携式测量和院校实验室实验等应用提供基本的数据采集功能。该产品价位适于学生购买,但其强大的功能足以应对更为复杂的测量应用。 借助NI USB-6008及其内含的即用型数据记录仪软件,几分钟内就可完成基本的测量,或使用LabVIEW或C语言以及内含的NI-DAQmx Base测量服务软件编程自定义测量系统。为了能够让仿真、测量和自动化理论课程与实际实验操作相结合,NI还开发了包含LabVIEW学生版副本的USB-6008学生套件。
Labview数据采集和控制软件
LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器（NI）公司研制开发,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。
LabVIEW软件是NI设计平台的核心,也是开发测量或控制系统的理想选择。LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具,旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。
附件及详细说明
附件详细说明 |
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实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 |
只 |
2 |
2个圆型有机玻璃水箱,直径20cm,实验水箱设计要求：水箱结构独特,由三个槽组成,分别为缓冲槽、工作槽和出水槽,进水时水管的水先流入缓冲槽,出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽,这样经过缓冲和线性化的处理,工作槽的液位较为稳定,便于观察。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器,可对水箱的压力和液位进行检测和变送。 |
储水箱 |
只 |
1 |
10MM厚的有机玻璃0.5mm*0.5mm*0.5mm,加上不锈钢盖子。内有独特的结构设计和不锈钢过滤网,拆洗方便,如果要清洗水箱内部的污垢可以把过滤网罩卸下来,以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和底部装须有注水不锈钢阀门和不锈钢排水阀门,方便实验用水的更换。 |
不锈钢支架 |
套 |
1 |
镜面不锈钢管30*30管子做成。700*600*600 |
阀门 |
套 |
7 |
整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成,其中储水箱底部装有出水阀,当水箱需要更换水时,把出水阀打开将水直接排出。 |
接触器 |
只 |
2 |
电磁阀安装在电动调节阀的旁路,电磁阀工作压力：最小压力为0kg/cm2,最大压力为10kg/cm2；工作温度：－5～60℃。工作电压交流220v。 |
配有24v直流稳压电源 |
只 |
朝阳电源 |
|
全部不锈钢管及配件,增加设备的使用寿命。 |
套 |
1 |
管道及阀门：整个系统管道由不锈钢管连接而成,所有的手动阀门均须采用优质球阀,避免管道系统生锈。 |
加热温控实验箱 |
套 |
1 |
由加热铝锭、加热电阻、Pt100、温度变送器组成,降温装置。 |
不锈钢储水箱 |
只 |
1 |
内有独特的结构设计和不锈钢过滤网,拆洗方便 |
储水箱自动进、排水装置 |
套 |
1 |
自动进排水减轻实验老师工作 |
系统配置清单
名称 |
型号 |
厂家 |
智能电动调节阀 |
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磁力泵 |
MP-20RV |
新西山 |
扩散硅压力（液位）变送器 |
YC800 |
上海硕博 |
压力变送器 |
YC801 |
上海硕博 |
涡轮流量计及流量变送器 |
FMCLWGY-10 |
合肥福斯达 |
温度传感器 |
PT100 |
上海硕博 |
调压模块 |
DTY-220D10G |
杭州西子 |
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 |
YC-001 |
上海硕博 |
有机玻璃储水箱 |
YC-002 |
上海硕博 |
不锈钢支架 |
YC-002 |
上海硕博 |
配有24v直流稳压电源 |
MD50-24 |
鸿海电源 |
全部不锈钢管及配件,增加设备的使用寿命。 |
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加热温控实验箱 |
YC-003 |
上海硕博 |
NI数据采集板卡 |
NI USB-6008 |
美国NI公司 |
装置技术条件
1）输入电源：二相三线AC220V±10％50Hz；
2）工作环境：温度-10℃- +40℃,相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m；
3）装机容量：<0.5kVA；
4）外形尺寸：700mm×650mm×500mm；偏差为5%以内。
实验内容
过程控制调节装置特性实验
1.水箱单容特性实验
2.温度特性实验
3.电动阀流量特性实验
4.压力特性实验
过程控制系统实验-单回路控制系统实验
1、单容液位控制实验
2、流量控制实验
3、温度控制实验
4、压力控制实验
过程控制系统实验-串级控制系统实验
1、上水箱液位与电动阀支路流量串级控制实验
2、上下水箱串级控制实验
过程控制系统实验-比值控制系统实验
1、单闭环比值流量控制实验
2、随动流量比值控制实验
过程控制系统实验-前馈反馈控制系统实验
1、单容液位前馈反馈控制实验
复杂控制系统
1.液位和压力解耦控制实验
虚拟仪器技术实验
1.LabVIEW软件的基本认识
2.LabVIEW软件的编程练习--单回路控制系统实验
3.LabVIEW软件的编程练习--串级控制系统实验
4.LabVIEW软件的编程练习--比值控制系统实验
5.LabVIEW软件的编程练习--前馈反馈控制系统实验
