高级过程控制系统

MCG30高级过程控制实验系统由现场系统（对象系统），上位控制系统，上位计算机（选配）三部分构成。
产品经过5代改进，包括MCG30高级过程控制系统，MCG30-II型工厂实训系统，支持Profibus DP/PA, ProfiNet, FF , DeviceNet, Modbus，PowerLink等现场总线。从而形成MCG30FF、MCG30PA、MCG30DV等型号产品。

高级过程控制系统

产品介绍

【高级过程控制系统】

在基于自动化学习的基础上，不断改进，推出MCG30过程控制实验系统系列装置。本产品可满足各大高等院校所开设的《传感器检测与转换技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《自动控制理论》、《计算机控制》等课程实验的教学要求。

 MCG30作为国家自动化工程师认证技能测试平台，产品和指导书经过国内很多位专家教授的反复审核，具有很高的教学推广价值。和其他厂家的产品比较具有明显的特色，系统更加符合工业现场，具有非常好的可扩展性、安全性、可维护性。

 MCG30高级过程控制实验系统由现场系统（对象系统），上位控制系统，上位计算机（选配）三部分构成。

 产品经过5代改进，包括MCG30，MCG30-II型工厂实训系统，支持Profibus DP/PA, ProfiNet, FF , DeviceNet, Modbus，PowerLink等现场总线。从而形成MCG30FF、MCG30PA、MCG30DV等型号产品。

【MCG30高级过程控制实验系统产品优势】

对象系统优势

 经过5次系统升级，我们对现场系统进行了很大的改进，提供全开放式，模块化设计，从现场系统或对象系统上比较优势如下所示：

 更符合工业现场，可维护性和扩展性好

1、提供圆罐非线性容器，圆罐容器具有很好的耐压特性，所以化工等行业使用很多。

2、提供竖直多容和水平多容，水平多容在工业现场使用更多，各个容器之间相互影响。 

设计更具有合理性

 1、尽可能使管道口径更大，装备截面积大的水箱系统460*440*250MM。

 2、提供特殊闸板，从而使出水口开度可以准确控制，而且避免虹吸效果。出水口直径38毫米，使得流量可控范围更大。

 3、提供锅炉与工业换热器系统。具有联锁保护功能，以及用户可编程的联锁保护和紧急停车系统。

 4、提供经典的管道压力和流量耦合实验。两输入两输出，而且与温度和时间无关，可以更快速更容易地重复。

控制系统优势

我们对控制系统也进行了很大的改进，提供全开放式、模块化设计，其总体网络结构如图所示。

完整的*网络架构

1、可以提供*控制系统，例如各种DCS、FCS系统，甚至包括了硬件软件的各种等级的冗余。

2、可以提供*现场总线系统，包括Profibus、 DeviceNet 、FF等等，并可以提供这些总线的仪表。

3、实现E网到底，提供工业网关，把RS232、 RS485设备连接到以太网上。

4、体系结构更好地体现了四层工业控制层次，仪器仪表层、控制层、监控层、管理层。可以提供管理层的REALMIS演示系统

控制系统非常全

1、提供西门子、贝加莱、Smar、研华、欧姆龙全系列控制器，以及总线支持。

2、提供和利时MACS、浙大中控JX300、ABB AC800F、霍尼维尔TDC3000，横河CS3000等DCS产品。

更符合工业现场

1、采用开放式机柜，所有的接线部分不用拆任何螺钉，就可以打开，并方便地维修。没有任何隐蔽的设备。

2、全部采用端子到设备的接线方式，方便检测、维护、更改各个端子。用户可以方便地搭建自己的控制系统。

3、单一控制机柜提供多三个控制系统，可以提供多个机柜之间的级联。

实验上的优势

 1、可以实现非常多的实验，特别是高级*实验。包括数字PID、模糊控制、神经网络控制、推理控制等等。

 2、非常多的结构特殊的液位容器，可以进行各种工业容器特性的研究，例如圆罐容器，倒锥形容器等等。

实验装置在对象系统上采用工厂立体结构化设计，满足仪表系统的压力、流量、温度、液位四大热工参量，配有变频器、调节阀、电磁阀、浮球液位等，支持DCS信号接口。在控制系统采用现场智能仪表、DDC 控制器、PLC可编程逻辑控制器等，并配置多种上位计算机软件。由本公司自主研发的操作控制软件，此软件既可以直接与设备进行通讯，完成各种各样的控制实验。另外我公司自主研发的基于MATLAB的实时工具篇RTW和RTWT来建立用于过程控制器开发与测试的实时混合仿真平台，完成实际现场与MATLAB工作空间的数据交换。将实际系统引入到仿真回路里，根据硬件，建立数学模型，进行控制仿真，仿真参数，仿真效果的优化设计。

【数字仪表控制系统】 

数字仪表控制系统采用了智能多功能控制器XMA5000。该多功能控制器具有单回路内给定和外给定PID调节控制模式，该多功能控制器具有PID参数自整定功能。

【Silk2000控制系统】 

Silk2000控制系统采是基于Linux或VxWorks实时系统开发的一款高速采集平台，具有运行稳定性好，响应速度快等特点。该系统支持标准USB协议，A/DD/A,DI/DO，用户根据需要利用上位机作为控制器在过程控制实验装置上实现常规PID控制与*控制方案。该系统还可在Matlab下编程，通过Simulink工具进行高速时实仿真和下载，在各种高等算法验证和产品研中发挥高效的作用。

【DDC控制系统】

DDC控制系统采用研华的ADAM4000系列智能模块，该系统选用ADAM4024、ADAM4017+、ADAM4050带485通讯支持标准MODBUS协议A/DD/A,DI/DO，用户根据需要利用上位机作为控制器在过程控制实验装置上实现常规PID控制与*控制方案。

【PLC控制系统】

梦潮科技公司采用国内工业主流PLC控制器为主控制器， PLC厂家由用户，并配置控制所需的模拟输入模拟输出模块，数字量输入输出模块。

基本指标

 

计算机控制一般性实验

（需要测量对象特性，依靠Silk2000或DDC）

1 BANG-BANG控制

2 数字程序控制实验

3 数字滤波技术、标度变换、非线性校正数据处理方法实验

4 数字PID控制实验

5 非线性校正网络滤波器实现

 

位式和复杂控制

(1)下水箱液位式控制

(2)比值控制系统实验

(3)流量-液位串级控制实验

(4)前馈-反馈控制系统实验

(5)经典解耦控制系统实验

 

电源要求 AC380V,三相四线制 ,开启加热大负荷4.5KW左右 ，带漏电保护器。单要求从其中一相分得，单相功率1KW。

对象尺寸 控制对象—1500mm(长度)*800mm（宽度）*2000mm（高度）控制机柜—600mm(长度)*800mm（宽度）*2000mm（高度）包括操作台总占地面积

工艺要求 安装方式—不锈钢框架式，不锈钢锅炉，带保护罩，不锈钢管道，储水箱,除三个上中下液位测量水箱其它均为不锈钢材质。

控制支路—双支路（两个水泵）。

测量仪表 2个压力变送器，1个涡轮流量计，1个电磁流量计，3个液位变送器，5温度变送器（一体化），2开关型液位。

执行器 2个电磁阀，1个霍尼韦尔电动调节阀，1个西门子或三菱变频器。2个静音泵。1个调压模块。

控制器 西门子s7-1200，s7-200，s7-300选择其一,或者用户的其他厂家控制器。2个智能PID仪表，DDC控制器ADAM4000(可选),梦潮Silk2000(可选)。

操作方式 插接线模式—信号线，控制信号线已经连接信号面板，依靠连接导线完成IO口对接。DCS远程切换信号接口，能够实现远程与就地的实验切换，与第三方的DCS连接方便。

实验内容 

特性测量

1、单容水箱液位数学模型的实验

2、多容水箱液位数学模型的测定

3、中水箱变容数学模型测定

4、水泵—调节阀—管道综合特性测量

5、调压器数学模型试验

 

1 单容下水箱液位调节阀PID单回路控制             

2 单容下水箱液位变频器PID单回路控制

3 竖直双容液位调节阀PID单回路控制               

4 竖直双容液位变频器PID单回路控制

5 竖直三容液位调节阀PID控制系统                     

6 竖直三容液位变频器PID控制系统

7 水平双容液位调节阀PID单回路控制(需要配置LT104液位) 

8 水平双容液位变频器PID单回路控制(需要配置LT104液位)

9 单容锅炉液位调节阀PID单回路控制(需要配置LT104液位，共用)

10 单容锅炉液位变频器PID单回路控制(需要配置LT104液位，共用)

11 流量调节阀PID单回路控制                          

12 流量变频器PID单回路控制

13 压力调节阀PID单回路控制                          

14 压力变频器PID单回路控制

15 锅炉动态水温度PID单回路控制                      

16 换热器冷水出口温度调节阀PID单回路控制

17 换热器热水出口温度变频器PID单回路控制            

18 锅炉温度位式控制系统

19 倒锥形非线性液位PID单回路控制（需要配置斜板模块）

20 卧式圆筒非线性液位PID单回路控制

 

扩展实验

对象数学模型的测定与建立

1、单容水箱液位数学模型的实验

2、阻力系数的改变与影响实验

3、多容水箱液位数学模型的测定 

4、中水箱变容数学模型测定

5、非线性容积的水箱测定 

6、锅炉与加热器对象数学模型 

7、滞后管数学模型

8、换热器数学模型实验

9、泵特性实验

10、管道压力和流量耦合特性测量

11、调节阀特性实验

12、调压器数学模型实验

    

高等控制实验系统

1、自适应控制实验

2、预测控制控制实验

3、专家系统控制实验

4、模糊控制控制实验

5、神经网络控制实验

6、推理控制控制实验

7、延迟系统的SMITH预估补偿验

 

FCS系统实验（PROFIBUS或其他总线）

1、总线型压力控制系统实验

2、总线型流量控制系统实验

3、总线型液位控制系统实验

4、总线型温度控制系统实验

5、总线型流量-液位串级控制系统实验

6、总线型液位前馈反馈控制系统实验

7、总线型仪表远程校正实验

8、总线型智能设备实验

9、现场总线仪表（PA或FF）控制研究实验