杭电仪表实验指导书修改版.doc
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1、杭州电子科技大学 仪表实验指导书自动化仪表实训装置实训指导书杭州言实科技有限公司2009.11目录一、前言3二、实验装置介绍4(一)、实验装置组成4(二)、实验装置工艺图6(三)、电气信号表6(四)、实验面板图8(五)、HDU300型仪表实训装置的安全保护体系12三、传感器介绍14(一)、压力差压变送器14(二)、流量计与液位计18(三)、可控硅调压模块21(四)、电动调节阀与气动调节阀22(五)、变频器23(六)、可调恒压恒流源23四、仪表操作23(一)、智能调节仪AI519、AI71923(二)、智能积算仪AI70835(三)、智能巡检仪AI70447(四)、闪光报警仪AI302M56(五
2、)、无纸记录仪MC20058五、系统主题实验61实验一、水箱液位定值控制实验61实验二、管道流量定值控制实验72实验三、管道压力定值控制实验82实验四、加热水箱温度定值控制实验92实验五、水箱液位与管道流量串级控制实验100实验六、管式电阻炉温度定值控制实验108实验七、孔板流量定值控制实验116实验八、加热水温与流量串级控制实验125实验九、无纸记录仪实验134实验十、闪光报警仪实验139实验十一、热电阻热电偶温度变送实验145实验十二、霍尔转速测量实验152实验十三、超声波液位计实验158第一部分产品使用说明一、前言职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才,而实训设备是
3、培养这种能力的关键环节。传统的实验设备更多是验证实验原理,缺乏对学生实际动手能力的培养,更无法实现生产现场的模拟,故障的发现,分析,处理能力等综合素质的培养。为了实现职业技术人才的培养,必须建立现代化的实训基地,具有现代工厂情景的实训设备。本仪表自动化实训装置把热工参数检测、变送处理、信号隔离、现场防爆、传感器仪表校验、自动化控制,数据通讯采集处理有机的糅合在一起,把理论知识与实际应用紧密的对接起来,使学生学到的知识通过本实训装置的实际应用得到检验、深化,同时加强了学生的实际动手能力。本实训装置培训的工艺流程,设备设置和操作方式与工厂现场基本一致,完全能满足实验、实训、技能鉴定等功能的需要。本
4、实验实训装置的主要功能:1、 传感器的安装、测量、只能变送、零点迁移、量程校验,现场通讯设置。2、 仪表的测量、变送、校验、控制、通信。3、 现场信号的变送、隔离、防爆。4、 各种执行器的控制、操作。5、 一体化的校验台设计,提供各种标准的信号源,方便实现传感器、仪表的检测、校验。6、 功能强大的上位机监控软件,实现现场数据的实时通讯监控,存储、分析,能实训各种需求的生产报表的制作,故障分析、报警。7、 开放的平台、能够根据自己的需求自行设计开展各种实验,技能鉴定。8、 完善的保护功能(学生接触的部分电压不超过24V),具有漏电、短路等功能、保护人身和设备的安全。二、实验装置介绍实验装置由实训
5、对象、控制柜和校验台三部分组成(一)、实验装置组成1)、实训对象表1.实训对象主要元器件序号名称分类技术参数数量备注1水泵1动力MS60/220V/0.37KW1台2水泵2动力CHL2-20,0.37kw/380V1台3铂热电阻检测传感分度号:PT1001只4铜50热电阻检测传感分度号:Cu501只5镍镉镍硅热电偶检测传感分度号:K1只6铜康铜热电偶检测传感分度号:T1只7压力变送器检测传感表压:0300KPa1台8压力变送器检测传感表压:010KPa1台9差压变送器检测传感差压:010KPa1台10磁翻板液位传感器检测传感高度:0650mm1台11涡轮流量计检测传感流量:0.66m3/h1台
6、12电磁流量计检测传感流量:02 m3/h1台13电动调节阀执行器1台14气动调节阀执行器1台15可控硅调压模块执行器1台16变频器执行器输入信号:4-20mA1台17热电阻隔离变送器变送器热电阻变送4-20mA1台18热电偶隔离变送器变送器热电偶变送4-20mA1台19热电偶、热电阻隔离变送器变送器双路变送器,可变送标准热电偶、热电阻1台20直流电源电源DC24V、DC12V1台21玻璃水箱加热管2KW1只22马弗炉加热管1KW1只2)、控制柜表2.控制柜主要组成元件一览表序号名称分类技术参数数量备注1流量积算仪1积算仪表输入信号类型:频率1块2流量积算仪2积算仪表输入信号类型:电流1块3智
7、能显示仪显示仪表输入信号类型:1-5V1块4智能调节仪1调节仪表1块5智能调节仪2调节仪表可外接信号作设定值1块6无纸记录仪智能仪表1台7手操仪1台88路报警仪输入信号:干触点1台3)、校验台表3.校验台主要组成元件一览表序号名称分类技术参数数量备注1电源(带电压指示)DC24V5路2电源(带电压指示)DC12V3路3可调恒压源DC 05V2路4可调恒流源DC 030mA2路5数字液晶电压表测量范围:DC0-20V1台6数字液晶电流表测量范围:DC0-200mA1台(二)、实验装置工艺图图1、实验装置工艺图(三)、电气信号表表4.实训系统电气信号一览表HDU300自动化仪表实训平台端子线号说明
8、端子号线号名称说明备注对象面板-端子排KXT21.FR-RC变频器RC端施耐德变频器ATV112.FR-RA变频器RA端3.FR-0V变频器0V端4.FR-AI1变频器AI1端5.FR-+5V变频器+5V端6.FR-+15V变频器+15V端7.FR-D0变频器D0端8.FR-LI1变频器LI1端9.FR-LI2变频器LI2端10.FR-LI3变频器LI3端11.FR-LI4变频器LI4端12.DTY1-CON加热管调压模块控制信号正端13.DTY1-COM加热管调压模块控制信号负端14.DTY2-CON马沸炉调压模块控制信号正端15.DTY2-COM马沸炉调压模块控制信号负端16.HL+气动调
9、节阀控制信号正端420mA信号17.HL-气动调节阀控制信号负端18.QS-1电动调节阀控制信号正端420mA信号19.QS-2电动调节阀控制信号负端20.QS-3电动调节阀阀位反馈信号正端420mA信号21.QS-4电动调节阀阀位反馈信号负端22.WG1+液位差压变送器信号正端420mA信号23.WG1-液位差压变送器信号负端24.UHZ+磁翻板液位计信号正端420mA信号25.UHZ-磁翻板液位计信号负端26.HD+超声波传感器27.HD-超声波传感器28.HD-I+超声波传感器29.WL+涡轮流量计信号端30.WL-P涡轮流量计信号端31.WL-涡轮流量计信号端32.WG2+孔板差压变送
10、器信号正端33.WG2-孔板差压变送器信号负端34.EM-I+电磁流量计信号端35.EM-I-电磁流量计信号端36.WG3+泵出口差压变送器信号正端37.WG3-泵出口差压变送器信号负端38.SM+霍尔转速传感器39.SM-out霍尔转速传感器40.SM-霍尔转速传感器41.Pt100-1Pt100温度传感器信号端42.Pt100-2Pt100温度传感器信号端43.Pt100-3Pt100温度传感器信号端44.Cu50-1Cu50温度传感器信号端45.Cu50-2Cu50温度传感器信号端46.Cu50-3Cu50温度传感器信号端47.铜-康铜+铜康铜温度传感器信号端48.铜-康铜-铜康铜温度传
11、感器信号端49.镍铬-镍硅+镍铬镍硅温度传感器信号端50.镍铬-镍硅-镍铬镍硅温度传感器信号端5155SG-24V24V开关电源正端5660SG-COM124V开关电源负端6162SG-12V12V开关电源正端6364SG-CON212V开关电源负端对象面板端子排KXT10116TT1-1TT1-167021D5变送器端子双路温度变送器1732T12-1T12-167021D5变送器端子双路温度变送器3350X1-3X1-20加热管519仪表端子5168X2-3X2-20马沸炉519仪表端子控制柜面板端子排XT10120SG-24V24V开关电源正端2140SG-COM124V开关电源负端41
12、50SG-12V12V开关电源正端5160SG-COM212V开关电源负端控制柜面板端子排XT20120X1-1X1-20显示变送仪接线端子501仪表2140X2-1X2-20智能调节仪1接线端子519仪表4160X3-1X3-20智能调节仪1接线端子719仪表控制柜面板端子排XT30120X4-1X4-20流量转速积算显示变送仪1接线端子708仪表2140X5-1X5-20流量转速积算显示变送仪2接线端子708仪表4160X6-1X6-20转速积算显示仪708仪表控制柜面板端子排XT40120X7-1X7-20报警仪接线端子控制柜面板端子排XT50120X8-1X8-23液晶无纸记录仪控制柜
13、面板端子排XT70160接线端子排(四)、实验面板图1)、对象面板图: 图2、对象面板图a如图2所示,此面板上装有加热管温度控制仪X1AI-519,加热管调压模块TY1DYT,变频器ATV11,马沸炉温度控制仪X2AI-519,马沸炉调压模块TY2DYT。此面板主要用作于加热水箱和马沸炉加热控制,以及2号水泵的变频调速作用。 图3、对象面板图b如图3所示,此面板主要提供24V开关电源,7021双路温度变送器,以及对象上所有传感器,变送器,和执行机构的接线端子,供学生实验时接线用。2)控制柜面板电源面板图4、控制柜电源面板此面板为控制柜电源面板,主要是为控制柜所有仪表提供24V电源。装有总电源空
14、气开关,总电源指示灯,10A保险丝,总电压电压指示表,总电源开关。装有端子排XT1。提供24V和12V直流电源。图5、控制柜调节显示模块如图5所示,此面板为显示调节仪模块面板,上装有显示仪AI-501-AX3S一块,智能调节仪AI519-AX3S两块,并装有端子排XT2,将仪表所有端子引到端子排,供学生实验用。智能转速流量积算仪面板图6、流量转速积算显示变送模块如图6所示为流量转速积算显示变送模块面板,在此面板中,装有AI-708HAI2X#SV24一块,AI-708HAI4X#SV24一块,并提供端子排XT3,将仪表所有的端子引到端子排,共学生实验用。闪光报警仪面板图7、闪光报警仪模块如图7
15、所示,装有闪光报警,并提供端子排XT4,将报警仪所有的端子引到端子排上,供学生实验用。3)校验台面板图8、校验台面板图8所示,为校验台面板,装有如表5所示资源:表5.校验台配置清单序号名称分类技术参数数量备注1电源(带电压指示)DC24V5路2电源(带电压指示)DC12V3路3可调恒压源DC 05V2路4可调恒流源DC 030mA2路5数字液晶电压表测量范围:DC0-20V1台6数字液晶电流表测量范围:DC0-200mA1台(五)、HDU300型仪表实训装置的安全保护体系1 每一供电支路都带有各自断路器,并带漏电保护功能。每一路电源都由电压表指示电压。所有强电都设在安全位置,防止学生实验时接线
16、发生触电事故。所有弱电电源都由端子引出,共实验仪表传感器等供电使用。2 控制屏电源由接触器通过起、停按钮进行控制。3 各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。4 实验装置强电系统采用钥匙开关控制,便于管理和防止触电事故的发生。5 实验装置和控制台均设有接地螺丝,要求可靠接地。控制台背部有警告标志,提醒实验人员在开门前必须断开电源。三、传感器介绍(一)、压力差压变送器工作原理如图10所示:外部的压力或差压加到变送器的测压口后,引起传感器电容值的变化,经数字信号转换,变为频率信号送到微处理器,微处理器运算后输出一个电流控制信号到电流控制电路,转化为标准4-20mA模拟信号输出,同时微处理器负责人机交
17、互和数字通讯。 图10、压力差压变送器工作原理图差压变送器安装方式如图11所示图11、差压变送器安装方式本装置选的B1:管装弯支架。引压方式有以下三种(本实训装置选择图:一体化三阀组安装方式,引压口有两个,H为高压口,L为低压口。):图12.1腰形法兰方式图12.2:焊管接头方式图12.3:一体化三阀组方式。压力、差压传感器的排气、排液:图13、差压变送器排气排液示意图通常排气阀和排液阀要锁紧,需要排气或排液时才打开(注意旋转方向),排气排液完毕后再锁紧。压力差压变送器锁紧盖:图14、差压变送器紧锁盖示意图需要打开盖子是,应拧紧螺丝,合上盖子后,把螺丝拧松。压力、差压变送器调零:变送器未水平安
18、装时,由于膜片或硅油的重力,会造成零位偏移,特别是对量程较小的变送器,可现场校零,再校零时,应保证传感器引压口的压力差为零(否则会引入变送器零点偏移)。操作时,按住变送器壳体左侧调零按钮5秒钟完成校零。图15、差压变送器调零示意图(二)、流量计与液位计一、电磁流量计电磁流量量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律,即导体通过磁场,切割电磁线,产生电动势。流量传感器的磁场是通过励磁实现的,分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现在大多流量传感器采用低频方波励磁。电磁流量计电导率阀值一般在10-4(510-6)S/cm,如果测量介质电导率低于
19、此阀值,不能用电磁流量计,一般工业用水的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-410-1S/cm之间,低度蒸馏水为10-5S/cm,一般不存在使用问题。石油(35)10-13丙酮(26)10-8纯水,高度蒸馏水410-8苯7.610-8液氨1.310-7甲醇(4.47.2)10-7饮用水10-4海水410-2硫酸(5%99.4%)(2.110-1)(8.510-3)氨水(4%30%)(110-3)(210-4)氢氧化钠(4%50%)(1.610-1)(810-2)食盐水(2.5%)210-1电磁流量计的安装1、直管段长度要求为获得正常测量精确度,电磁流量传感器上游也要有一定长
20、度直管段,但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。90º弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电极中心线(不是传感器进口端连接面)5倍直径(5D)长度的直管段,不同开度的阀则需10D;下游直管段为(23)D或无要求2、避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰;4、尽可能避免测量管内变成负压;5、选择震动小的场所,特别对一体型仪表。6、传感器必须单独接地(接地电阻100以下)。优点:1、 流量计量通道是一段无阻流检测件的光滑直管,因不易阻塞适。2、 不产生因检测流量所形成的压力损失,仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力,节能效果显著,对于要求低阻力损失的大管径供水
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