JG-AE01AI 型 西门子 S7-300 型 PLC 过程控制实验装置
该实验装置包括一组三容有机玻璃水箱，每个水箱均装有液位传感变送器；同时具有两路供水系统，一路由德国循环泵、调节阀、电磁流量计组成，另一路由变频器、德国循环泵、涡轮流量计组成，通过阀门切换，任何一组供水可以到达任何一个水箱。
另外，该实验装置专门设计了一只常压电加热锅炉，以完成温度控制实验。该电加热锅炉由锅炉、防干烧装置组成。锅炉分内胆和夹套两层，内胆由电加热器提供热源，由一路供水系统提供水源，锅炉内胆装有防干烧装置以确保设备安全；夹套由一路供水系统提供冷却水。通过改变电加热器的加热功率或冷却水 / 待加热水的流量来影响内胆水温和夹套水温。锅炉内胆和夹套均安装有热电阻测温元件。
此外，该实验装置还专门设计了一只强制对流换热器，用以完成传热温度控制实验；与此同时，用户可选配纯滞后盘管，用以完成纯滞后补偿控制、内模控制等实验。
一、系统组成
1 、控制对象
，;，; 不锈钢储水箱
，;，; 有机玻璃三容水箱
，;，; 不锈钢带夹套电加热锅炉
，;，; 强制对流换热器
，;，; 纯滞后盘管
2 、系统动力设备
，;，; 德国循环泵
，;，; 电加热管
3 、检测传感器
，;，; 扩散硅压力液位传感变送器
，;，; 涡轮流量计和流量积算仪
，;，; 电磁流量计
，;，;Pt100 热电阻温度测量变送器
4 、执行机构
，;，; 单相可控硅调压装置：用于调节电加热管的加热功率；
，;，; 电动调节阀：用于调节一路供水的流量；
，;，; 变频器：通过调节离心泵的转速以控制另一路供水的流量。
5 、控制系统
，;，; 学生实验控制台（柜）
，;，; 带 485 通讯数据采集与控制的 A/D 与 D/A 转换模块；
，;，; 数字仪表控制器： ，;AI818 智能调节仪；
，;，; 西门子 S7-300 系列可编程控制器。
6 、软件系统
，;，;DDC 系统实验软件；
，;，; 仪表系统实验软件；
，;，; 西门子 S7-300PLC 系统的组态软件与实验软件；
，;，;MCGS5.5 监控与组态软件。
7 、设备其他指标
，;，; 供电电源：交流电，单相三线 220V
，;，; 最大功耗： 3.0KW
，;，; 设备尺寸： 1450 × 700 × 1900
二、实验系列
1 、液位控制系列实验
，;，; 三容液位对象特性测试
，;，; 三容液位对象的单回路 PID 控制
，;，; 三容液位对象的位式控制
，;，; 上下水箱液位的串级控制与抗干扰性测试
，;，; 中下水箱液位的串级控制与抗干扰性测试
，;，; 上、中、下水箱的三闭环液位串级控制与抗干扰性测试
，;，; 上下水箱液位双回路对象特性的获取
，;，; 上下水箱液位的双回路控制
，;，; 上下水箱液位的解耦控制
2 、温度控制系列实验
，;，; 锅炉夹套温度与内胆温度双回路对象特性的获取
，;，; 锅炉夹套温度与内胆温度的双回路控制
，;，; 锅炉夹套温度与内胆温度双回路的解耦控制
，;，; 纯滞后盘管出口温度的对象特性测试实验
，;，; 纯滞后盘管出口温度的单回路控制实验
，;，; 盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级控制
，;，; 盘管出口温度的单回路 SMITH 补偿控制
，;，; 盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级 SMITH 补偿控制
，;，; 盘管出口温度的单回路内模控制
，;，; 盘管出口温度与锅炉内胆温度的串级内模控制
3 、自主设计开发控制系统实验
，;，;，;，; 基于 MCGS 实时数据库，并借助于 MCGS 脚本程序与中控教仪公司提供的范例程序，师生可自主设计开发具有个人创造性的控制系统，例如神经元控制、专家控制、自适应控制等现代控制方法；
，; ，; 基于数据采集与控制模块所提供的输入输出实时数据，学生可直接采用 Visual Basic 或 Visual C++ 自由构造控制系统，使学生体验计算机控制系统的组成与实现方式，并在实际应用中提升其编程与调试能力。
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