AFM023P Тренажер для базового управления технологическими процессами — Учебное оборудование для обучения управлению процессами1 Обзор продукта
1.1 Общее описание
Термин «управление технологическими процессами» (process control) представляет собой сокращенное обозначение автоматического управления производственным процессом и является важной составляющей технологий автоматизации. Как правило, под этим подразумевается непрерывное или автоматизированное управление производственными процессами в таких отраслях промышленности, как нефтегазовая, химическая, электроэнергетика, металлургия, легкая промышленность, производство строительных материалов, ядерная энергетика и др. В современных промышленных производственных процессах технологии управления технологическими процессами играют все более важную роль в достижении оптимальных технико-экономических показателей, повышении экономической эффективности и производительности труда, улучшении условий труда, а также в охране окружающей среды.
Опираясь на ключевые технологии и аппаратные комплексы, лежащие в основе систем автоматизации и информатизации промышленных предприятий, мы разработали и изготовили передовой учебно-практический стенд для специализированных лабораторий по управлению технологическими процессами, а также создали на его базе инженерно-практическую основу для профильных учебных дисциплин.
Данное учебное оборудование отличается продуманной конструкцией и высокой универсальностью. Оно позволяет не только обеспечить проведение лабораторных занятий по смежным дисциплинам в рамках таких специальностей бакалавриата и среднего профессионального образования, как «Промышленная автоматизация», «Автоматическое управление» и др., но и служит эффективным инструментом для научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы аспирантов.
1.2 Особенности
1. В конструкции используется каркас из промышленного алюминиевого профиля, обеспечивающий прозрачность структуры и открытый доступ к интерфейсам.
2. Изделие выполнено в настольном форм-факторе с цельноалюминиевым каркасом; при этом объект управления и система управления конструктивно разделены. Компоненты могут размещаться на рабочем столе как в собранном виде (в комплексе), так и по отдельности — в зависимости от учебных задач.
3. Входные и выходные интерфейсы устройства отличаются высокой совместимостью. Приводной блок и основной блок управления на базе ПЛК (программируемого логического контроллера) легко заменяются; оборудование может использоваться как в качестве нагрузочного элемента при изучении электронных схем, так и в качестве исполнительного объекта для систем управления на базе ПЛК, а также допускает дальнейшее расширение и модернизацию по мере необходимости.
4. Стенд оснащен пятью типами датчиков и измерительных приборов (температуры, расхода, уровня жидкости, давления и состава среды), широко применяемыми в промышленности, что позволяет варьировать учебные задачи и разрабатывать разнообразные лабораторные эксперименты.
5. Реализованный принцип мультиплексного (с разделением по времени) управления позволяет одновременно осуществлять сбор данных по двум или трем параметрам — например, выполнять одновременное измерение расхода и температуры. Конструкция системы объекта управления выполнена полностью из алюминиевого сплава. С эстетической точки зрения — и без ущерба для инженерной концепции — была пересмотрена и сформирована объектная система профессиональной лаборатории технологического оборудования; в результате будет создана демонстрационная лаборатория, отвечающая духу времени.
6. Данная установка позволяет выполнять базовые учебные проекты по технологическому управлению, реализует функции контроля и ПИД-регулирования пяти параметров (расход, температура, давление, уровень жидкости и состав), а также позволяет достигать широкого спектра учебно-тренировочных целей.
2 Эксплуатационные параметры
1. Электропитание: трехфазное, пятипроводное, 380 В ± 5%, 50 Гц;
2. Управляющий сигнал: напряжение 0–10 В / 4–20 мА;
4. Условия эксплуатации: температура от -10°C до +40°C; относительная влажность: 20–90% (без конденсации);
5. Рабочие условия: температура окружающей среды от -10°C до +40°C; относительная влажность < 85% (при 25°C).
3 Состав изделия
(1) Секция управления
1. Промежуточное реле
2. Блок питания измерительных приборов
3. ПЛК (программируемый логический контроллер)
4. Секция автоматических выключателей
5. Контактор переменного тока
6. Датчик температуры
7. Выключатель
8. Сенсорный экран
9. Источник питания 24 В
10. Преобразователь частоты (инвертор)
11. Регулируемый источник питания
12. Клеммный блок для подключения проводки
13. Кнопки и индикаторы
(2)
1. Акриловый резервуар для воды
2. Блок питания (корпус)
3. Схема принципа работы
4. Резервуар для нагрева воды
5. Спиральный змеевик
6. Накопительный резервуар для воды
4 Содержание экспериментов
1. Эксперимент по изучению структуры системы управления технологическими процессами
(1) Изучение аппаратной структуры оборудования для управления и контроля технологических процессов; эксперимент по сборке и подключению схемы управления
(2) Эксперименты по эксплуатации и настройке параметров интеллектуальных приборов (например, интеллектуальных преобразователей сигналов)
(3) Калибровка датчиков (смещение нуля и настройка диапазона измерений)
2. Эксперимент по исследованию характеристик объекта управления
(1) Исследование характеристик резервуара с одной емкостью
(2) Исследование характеристик резервуара с двумя емкостями (двухемкостного резервуара)
3. Эксперимент с одноконтурной системой управления
(1) Практические занятия по работе с одноконтурной системой управления
(2) Эксперимент по поддержанию постоянного уровня воды в верхнем (или среднем, или нижнем) резервуаре
(3) Эксперимент по поддержанию постоянного уровня воды в двухемкостном резервуаре
(4) Эксперимент по поддержанию постоянной температуры неподвижной воды в резервуаре-бойлере
(5) Эксперимент по поддержанию постоянной температуры проточной воды в резервуаре-бойлере
(6) Эксперимент по поддержанию постоянной температуры воды в водяной рубашке бойлера
(7) Эксперимент по поддержанию постоянного расхода в ветви с электрическим регулирующим клапаном
4. Эксперимент с каскадной системой управления
(1) Практика подключения каскадной системы управления
(2) Эксперимент по каскадному управлению уровнем воды в резервуаре
(3) Эксперимент по каскадному управлению уровнем жидкости в нижнем резервуаре и расходом через электрический регулирующий клапан
5. Эксперимент с системой пропорционального управления
(1) Эксперимент по пропорциональному регулированию расхода в одноконтурной замкнутой системе
(2) Эксперимент по пропорциональному регулированию расхода в двухконтурной замкнутой системе
6. Эксперимент по управлению с использованием конфигурационного ПО для промышленных систем автоматизации
(1) Температура воды Эксперимент по управлению с чистым запаздыванием
(2) Эксперимент по управлению расходом с чистым запаздыванием
7. Эксперимент по управлению давлением
