Plataforma experimental de competencia de trabajadores de mantenimiento de instrumentos químicos DYHGDY-10

1. Características del dispositivo de entrenamiento
Los parámetros a ajustar incluyen los cuatro parámetros comúnmente utilizados en la industria: nivel de líquido, temperatura, flujo y presión.
Los actuadores incluyen tanto actuadores de instrumentos de válvulas reguladoras , como accionamientos eléctricos como convertidores de frecuencia. y módulos de regulación de voltaje. Actuador dinámico;
además de cambiar el valor de configuración del regulador para generar perturbaciones escalonadas, el sistema también puede crear varias perturbaciones en el objeto a través de válvulas operadas manualmente que
se pueden usar con diferentes fuentes de energía; diferentes actuadores y diferentes La línea de proceso se puede convertir en una variedad de bucles de ajuste para facilitar la discusión y comparación de las ventajas y desventajas de varios esquemas de ajuste. Se pueden llevar a cabo varios experimentos en sistemas de control de múltiples variables y sistemas de control de procesos
específicos ; los algoritmos de control y las reglas de ajuste se pueden utilizar en una plataforma de software experimental abierta; los datos y gráficos experimentales se pueden almacenar y recuperar fácilmente en el sistema de software MCGS para facilitar el análisis y la comparación posteriores al experimento del experimentador ; también se reserva un conjunto completo de interfaces de señal, que se pueden utilizar en futuras expansiones del sistema, como bus de campo, DCS y otros sistemas de control. Puede utilizar el potente sistema de software de MCGS para establecer un control de red de área local pequeña. En el dispositivo de entrenamiento general, hay funciones de resolución de problemas de temperatura, funciones de resolución de problemas de válvulas reguladoras, funciones de resolución de problemas de tarjetas, etc. 2. Composición de los objetos del dispositivo de entrenamiento El dispositivo de entrenamiento incluye un conjunto de tanques de agua de vidrio orgánico con tres capacidades, cada uno de ellos con agua. El tanque contiene un sensor de nivel de líquido ; también tiene un sistema de suministro de agua de dos vías. Uno está compuesto por una bomba de circulación de agua, una válvula reguladora, un medidor de flujo de orificio + un transmisor de presión diferencial de EJA y el otro está compuesto por un convertidor de frecuencia. bomba de circulación de agua y caudalímetro de turbina. A través de la válvula conmutada, cualquier conjunto de suministros de agua puede llegar a cualquier tanque. Además, para lograr el control de la temperatura, el dispositivo experimental está especialmente diseñado con una caldera de calentamiento eléctrica de presión normal y un intercambiador de calor de convección forzada. La caldera de calefacción eléctrica de presión normal se divide en dos capas: un tanque interior y una camisa. El tanque interior cuenta con una fuente de calor mediante un calentador eléctrico y una fuente de agua mediante un sistema de suministro de agua. dispositivo de combustión en seco para garantizar la seguridad del equipo; la chaqueta es proporcionada por un sistema de suministro de agua. La temperatura del agua del tanque interior y la temperatura del agua de la camisa se ven afectadas al cambiar la potencia de calentamiento del calentador eléctrico o el caudal de agua de refrigeración/agua a calentar. El revestimiento y la camisa de la caldera están equipados con elementos de medición de temperatura de resistencia térmica. También hay un instrumento de visualización de temperatura local dentro del revestimiento. El dispositivo de entrenamiento de presión y nivel de líquido proporciona un sistema de nivel de tanque de agua de tres capacidades. Este producto proporciona un sistema de investigación de objetos de nivel de líquido de tanque de agua de vidrio orgánico transparente de tres capacidades. Cada tanque de agua está equipado con un transmisor de nivel de líquido convencional a través de conmutación de válvula. , dos grupos cualesquiera El flujo de agua alimentado puede llegar a cualquier tanque. Por lo tanto, el sistema puede completar experimentos de nivel de líquido, flujo y combinación de varias maneras: volumen único, volumen doble (primer orden, segundo orden) experimento de prueba de características del objeto de nivel de líquido experimento de control de nivel de líquido de bucle único: control de nivel de líquido experimentos con diferentes métodos de interferencia; experimentos de control en cascada de diferentes niveles de tanques de agua; experimentos de control acoplados; El dispositivo de entrenamiento de temperatura proporciona un sistema experimental de temperatura de retraso pura de la caldera de calefacción. El sistema proporciona un experimento de temperatura de retraso pura de la caldera de calefacción. La caldera de calefacción y el sistema de retraso puro están equipados con resistencias térmicas Pt100 en diferentes posiciones de constante de tiempo para detectar la temperatura. La temperatura es detectada por un tiristor. El tubo calefactor eléctrico se controla para proporcionar una fuente de calor ajustable, y el sistema puede completar una variedad de experimentos de temperatura: experimentos de prueba de características de objetos de temperatura (incluidos experimentos de control de posición de temperatura de histéresis pura); estados de flujo de agua; experimentos de control PID de bucle único de diferentes temperaturas de estado de flujo de agua; experimento de control de temperatura de histéresis pura constante. El dispositivo de entrenamiento de flujo proporciona un sistema de flujo de doble tubería: dos sistemas de energía de vía fluvial independientes, uno que consta de una bomba de agua, una válvula reguladora eléctrica y un medidor de flujo electromagnético (tubería principal). La válvula reguladora eléctrica regula el flujo y el electromagnético. El medidor de flujo detecta el flujo; el otro está compuesto por un convertidor de frecuencia, una bomba de agua y un medidor de flujo de turbina (tubería auxiliar). El convertidor de frecuencia regula el flujo y el medidor de flujo de turbina detecta el flujo. Los experimentos de control de flujo se pueden completar de varias maneras: experimentos de control de flujo de bucle único; Software de simulación virtual de educación en seguridad para capacitación mecánica : este software está desarrollado en base a unity3d. El software adopta la forma de itinerancia tridimensional. El movimiento se puede controlar mediante el teclado y la dirección de la lente se puede controlar mediante el mouse. experimentos de distancia de seguridad, experimentos de dispositivos de protección de seguridad mecánica y diseño de protección de seguridad mecánica. Para la evaluación básica, cuando el experimento está en progreso, la pantalla itinerante tridimensional utiliza flechas y huellas para indicar al usuario que se mueva a la ubicación experimental. El círculo alrededor del objeto mecánico muestra el radio de trabajo. El proceso experimental va acompañado de un cuadro de diálogo que recuerda al robot tridimensional. A. El contenido del experimento de distancia de seguridad mecánica incluye el experimento de distancia de seguridad para evitar que las extremidades superiores e inferiores toquen la zona de peligro (dividida en dos alturas de cerca y tamaños de apertura después de seleccionar la entrada, GB23821-2009 "Seguridad mecánica para prevenir"). Las extremidades superiores e inferiores tocan la zona de peligro" aparece frente a la cámara. Requisitos de "Distancia segura", demostración de error: el proceso experimental es que después de que el cuerpo humano ingresa al radio de trabajo del objeto mecánico y se lesiona, el rojo La pantalla y la voz indican que el cuerpo humano ha recibido daños mecánicos, regresa a la posición original y realiza el siguiente experimento. El último paso es el enfoque correcto. B. Los experimentos con dispositivos de protección de seguridad mecánica se dividen en interruptores de enclavamiento de seguridad, cortinas de luz de seguridad, tapetes de seguridad, escáneres láser de seguridad y otros experimentos de dispositivos de protección (entrada de seguridad, control de seguridad, salida de seguridad, otros), fabricantes y lista de productos (. interruptor de bloqueo de seguridad, cortina fotoeléctrica de seguridad, alfombra de seguridad, escáner láser de seguridad, controlador de seguridad, relé de seguridad, barandilla de seguridad). Hay un recordatorio de marco azul parpadeante en la posición de instalación. Proceso experimental: seleccione la barandilla de seguridad e instálela, seleccione el interruptor de bloqueo de seguridad (o seleccione la cortina de luz de seguridad, la alfombra de seguridad, el escáner láser de seguridad) e instálelo, seleccione la seguridad. controlador e instálelo en la caja de control eléctrico , seleccione el relé de seguridad e instálelo en la caja de control eléctrico , haga clic en el botón de inicio en la caja de control eléctrico. Si ingresa a un área peligrosa, el sistema hará sonar una alarma y el objeto mecánico dejará de funcionar. Seleccione el botón de reinicio en la caja de control eléctrico para detenerse. C. La evaluación básica del diseño de protección de seguridad mecánica requiere la finalización de la instalación del sistema de seguridad mecánico y la instalación correcta de barandillas de seguridad, interruptores de enclavamiento de seguridad, cortinas de luz de seguridad, tapetes de seguridad, escáneres láser de seguridad, controladores de seguridad, relés de seguridad. , fuentes de alimentación de 24 V, luces de señalización y botón de parada de emergencia, la evaluación se divide en diez puntos de evaluación. Algunos puntos de evaluación tienen 3 opciones, que los estudiantes eligen libremente. Después de seleccionar los 10 puntos de evaluación finales, se envían para confirmación. El sistema obtendrá automáticamente la puntuación total y la puntuación de cada punto de evaluación. D. El software debe estar en la misma plataforma en su totalidad y no debe mostrarse como recursos separados. Al mismo tiempo, el paquete de instalación de realidad virtual de este software se proporciona a los clientes para facilitar a los usuarios la expansión a los experimentos de realidad virtual y no es necesario instalar ni depurar el software. 3. Objetos de intercambio de calor.
El dispositivo de entrenamiento proporciona un intercambiador de calor de convección forzada especial y un sistema de calefacción de caldera para formar un objeto de simulación complejo de importancia universal adecuado para trabajos de investigación (se utilizan el caudal de agua fría, el caudal de agua caliente y la temperatura del agua de la caldera del intercambiador de calor de convección forzada Como variables de ajuste de entrada del sistema, la temperatura de salida del agua fría y la temperatura de salida del agua caliente del intercambiador de calor de convección forzada se utilizan como variables controladas de salida del sistema. Este sistema no solo puede realizar experimentos generales de desacoplamiento, sino también guiar experimentos integrales de desacoplamiento de ingeniería y. Algoritmos de control de sistemas multivariables y multiacoplados.
4. Sistema de seguridad del dispositivo de entrenamiento.
El entrenamiento competitivo de los trabajadores de mantenimiento de instrumentos químicos es una fuente de alimentación monofásica de tres cables, después de ser instalada por el protector de fugas, ingresa al sistema para la fuente de alimentación. . El diseño del sistema auxiliar se basa en estudios exhaustivos y en la rica experiencia de Zhongkong Education Instrument en la producción de instrumentos de enseñanza, lo que realmente hace que la enseñanza sea conveniente y el aprendizaje eficaz, y considera plenamente la protección de seguridad del funcionamiento del equipo. Las medidas específicas incluyen:
clasificar las señales de E/S por tipo y convertir entre señales estándar;
cada equipo eléctrico de corriente fuerte tiene un interruptor de control independiente para el control, y se considera plenamente la conexión a tierra del equipo,
la calefacción de la caldera y otras operaciones fáciles que causan daños al equipo; están restringidos y protegidos;
todos los accesorios eléctricos están fabricados con productos de alta calidad reconocidos por la industria.
5. Serie de experimentos prácticos con dispositivos de entrenamiento
Experimentos básicos
(1) Experimento de comprensión de la composición del sistema de control
Este grupo de experimentos está diseñado para permitir que los estudiantes se familiaricen con los objetos de entrenamiento y puedan conectarse hábilmente para formar diferentes bucles de control para poder; comprender la estructura y configuración de varios dispositivos en los objetos; tener cierta comprensión de los principios y poder operarlos con competencia; ser capaz de utilizar software experimental con competencia; tener una cierta comprensión de la plataforma de desarrollo de software experimental para sentar las bases para el posterior; experimentos y mejorar la eficiencia de experimentos posteriores.
Comprensión de la estructura del dispositivo de hardware del objeto y funcionamiento del instrumento, calibración del sensor (migración del punto cero y ajuste de rango) Experimentos
Experimentos de familiaridad con el software experimental y su plataforma de desarrollo
Selección de bucles de control y experimentos de líneas de conexión de bucles (2) Determinación del modelo
matemático del objeto Este grupo de experimentos se combina Análisis de los modelos matemáticos de tanques de agua simples y dobles en libros de texto relacionados con la teoría de control y métodos de medición de modelos matemáticos de objetos en libros de texto relacionados con el control de procesos, utilizando métodos experimentales para confirmar teorías y conocimientos relevantes; cultivar el estilo de aprendizaje de los estudiantes de integrar la teoría con la práctica; guiar a los estudiantes para que aprendan desde diferentes perspectivas. Experimento de determinación del modelo matemático del nivel de líquido en un tanque de agua de capacidad única. Experimento de determinación del modelo matemático del nivel de líquido de un tanque de agua de doble capacidad (3) Experimento de control de temperatura posicional Este experimento combina los conocimientos relevantes de la electricidad. principios y control de procesos para controlar diferentes requisitos de precisión en el sistema de control de temperatura, guiar a los estudiantes a diseñar sistemas de control basados en aplicaciones prácticas y considerar integralmente los requisitos de control y los intereses económicos; Experimento de control de posición de temperatura del agua del revestimiento de la caldera (4) El sistema de control simple de bucle único con ajuste multivariable representa más del 80% de los sistemas de control industriales. Esta serie de experimentos proporciona tres conjuntos de experimentos con diferentes parámetros de detección, y también proporciona los mismos parámetros de detección. El experimento de objetos comparativos permite a los estudiantes familiarizarse rápidamente con sistemas de control simples de bucle único, lo que resulta útil para que los estudiantes comparen y comprendan de manera integral las características de varios parámetros de detección con los que están familiarizados utilizando la "proporcionalidad crítica". método" y "método de curva de atenuación" para diseñar parámetros de control PID; guiar a los estudiantes para que comiencen desde la teoría y aprendan y apliquen. Experimento de control de valor fijo (seguimiento) del nivel de líquido del tanque de agua superior Experimento de control de valor fijo de temperatura del agua del revestimiento de la caldera (agua que fluye dinámicamente) Experimento de control de valor fijo de flujo del medidor de flujo de turbina Experimento de mejora (1) Experimento de control en cascada El sistema de control en cascada es un control complejo Esta serie de experimentos, el sistema de control más utilizado en el sistema, muestra a los estudiantes el sistema de control en cascada desde las ideas de control del sistema, la composición de la estructura del sistema, los métodos de trabajo del sistema, el rendimiento del control del sistema, etc., lo que permite a los estudiantes profundizar su comprensión y apreciar profundamente. los conocimientos que han aprendido. Al mismo tiempo, los estudiantes aprenderán a utilizar los métodos de sintonización de "dos pasos" y "un paso" para sintonizar el sistema de control en cascada. Experimento de control en cascada de la temperatura del agua de la camisa de la caldera y temperatura del agua del revestimiento de la caldera Experimento de control en cascada de los niveles de líquido del tanque de agua superior e inferior  (2) Experimento del sistema de control de relación Este grupo de experimentos muestra a los estudiantes el principio y la composición estructural de un control de relación de circuito cerrado doble sistema y guía a los estudiantes a "comparar" el "sistema de seguimiento" y el "sistema en cascada" para cultivar la capacidad de los estudiantes para pensar y analizar problemas de manera integral. Ampliar el pensamiento de los estudiantes. Experimento de control de relación de flujo de caudalímetro de turbina y caudalímetro electromagnético Experimento de control de relación variable Experimento de solución de problemas 1. Fallo en el suministro de energía de la bomba de la tubería principal o de la bomba de la tubería auxiliar 2. Fallo en el suministro de energía de calefacción del tanque interno 3. Fallo en el suministro de energía de la válvula de control eléctrico 4. PT100; Falla en el cableado; 5. Otras fallas del PT100; 6. Falla en la línea de señal de la válvula de control; 7. Falla en la línea de señal del sensor de presión del tanque de agua; Falla en el flujo anormal de la tubería principal; 1/1. Fallo de conversión de señal I/V del transmisor de dos hilos; 12. Fallo del cableado del termopar;
6. Lista de equipos de dispositivos de capacitación competitivos para trabajadores de mantenimiento de instrumentos químicos.