HTD9000-X5S仪表自动化培训与技能竞赛综合装置

一、设备概述

   本装置为集自动化控制、仪表安装调校、PLC编程及安全联锁系统于一体的综合实训与竞赛平台，适用于工业自动化领域的技能培训与考核。

二、装置组成

• 控制系统：

    组成：由操作台、工控PC机、PLC控制器、组态界面、智能仪表模块及电器配电盘等组成。

    功能：实现逻辑控制、数据监控、报警联锁及参数整定。

• 工况系统：

    闭环控制对象：双串级回路组成的微缩工况系统。

    检测单元：流量计（涡轮、孔板）、液位计（差压式、磁翻板）、温度/压力传感器。

    执行单元：气动调节阀（配智能定位器）、电控开关阀。

    工艺单元：敞口液位罐、加热釜、不锈钢管路系统（含干扰旁路）。

    材质要求：304不锈钢，符合化工设备标准，支持拆卸、自由组合安装。

三、实训（考核）内容

1. 工况系统的识图与安装：

• 系统结构：开放式设计，可模拟实训化工流程的识图、安装及故障诊断。
• 掌握四大参数检测仪表（液位、流量、温度、压力）的选型与安装规范。
• 熟悉气动调节阀与定位器的安装场景，理解主回路与旁路阀的作用。

2.  现场仪表的安装与调校：

• 液位变送器：熟练掌握智能压力检定台对变送器做投运前的零点迁移、量程调校以及静压测试验证。
• 气动薄膜调节阀：掌握阀门定位器安装、调试，并与气动薄膜调节阀完成零点/满程精确联调联校，确保行程线性度≤1%。掌握灵敏度测试及泄漏测试能力。

3. PLC技术的应用

• PLC配置：采用西门子S7-1200 PLC（CPU 1214C），支持PROFINET通信。
• 编程应用：通过博图V15软件及组态王软件编程，实现双串级系统的逻辑控制与联锁保护。
• 控制功能：通过定义报警阈值、联锁逻辑、干扰测试逻辑，实现回路调试、系统投运与参数整定。
• 数据监控：系统后台实时监控系统参数（如液位、流量曲线），支持历史数据存储、回放及数据验证。

4. 液位-流量串级控制要点：

• 系统一：液位罐→涡轮流量计→气动调节阀（主回路：液位；副回路：流量）；
• 系统二：加热釜→孔板流量计→气动调节阀（主回路：温度/液位；副回路：流量）；
• 动态组合：由这两套液位-流量串级控制系统，通过动态组合，随机抽取液位/流量/压力/温度系统实训题目，深化对自动化控制系统的调试与运维能力的理解。
• 绘制流程图：理解并掌握主回路（液位控制）与副回路（流量控制）的耦合关系，绘制PID流程图。
• 控制策略：启动PC工控机，通过PID参数整定，采用两步整定法（先主环后副环），确保衰减比4:1（临界阻尼），稳态误差≤±0.2%。
• 抗干扰测试：通过阶跃扰动验证系统鲁棒性，优化控制参数。

四、安全仪表系统（SIS）

• 核心功能：独立于基本控制系统，实现故障诊断与紧急停车（如液位超限联锁停机）。
• 联锁设置：支持双系统独立测试，定位故障点并验证联锁逻辑。

五、自动评分要点

评分依据：操作规范性、参数精度、响应速度及系统稳定性。

• 启动组态软件，选择控制系统（液位罐/加热釜）。
• 填写工位号，启动计时与评分模块。
• 完成变送器迁移与调校、阀门联校与测试。
• PID参数整定（支持4:1衰减比判定）
• SIS联锁测试、系统安全复位。

六、系统主要配置