[实用新型]一种用于冶金自动化过程控制及通讯的实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化控制及数据通讯领域，特别是一种用于冶金自动化过程控制及通讯的实验系统。

背景技术

目前，冶金工业生产中所采用的控制系统通常是DCS控制系统和PLC控制系统；据申请人所知，现应用于各种加热炉、制氧、焦化、电站、水处理中的的控制系统一般是DCS控制系统，用于炼铁、炼钢、轧钢、热处理水泵房等生产线的的控制系统多为PLC控制系统。上述二种控制系统均采用多种通讯方式来传输数据。

申请人经过研究发现，由于现有的DCS控制系统和PLC控制系统的控制点多、控制面广，其操作起来不是很简单，而且出现的问题比较多，现场处理起来较为困难，特别是DCS控制系统尤为突出。据申请人了解，DCS控制系统所采用的联锁控制程序相当复杂，这就加大和加重了工作人员的劳动强度；在工作的过程中，使用DCS控制系统，如果工作人员不熟悉该系统，就可能会遇到麻烦；操作时稍有不慎，就可能失误，会造成停车，给生产带来影响，给国家和企业造成不必要的财产损失。因此，长期从事DCS控制系统和PLC控制系统的工作人员一直期待着有一种能够实现理想控制的实验系统，其应当具有方便实用的特点和好的工作性能，该实验系统除了能够进行通常的过程控制实验外，还可以进行多种新设备的应用试验；既可以灵活地进行多种过程控制的实验，还可以实现对操作人员的技术培训。

发明内容

本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的不足进行改进，提出并研究一种用于冶金自动化过程控制及通讯的实验系统。其能很好地解决DCS和PLC控制系统在运行过程不能随便更改工艺运行参数的实际问题，还能够实现对维护人员的技术培训，当出现故障时能做到及时排除,充分发挥整个控制系统的潜能为生产服务, 在工艺更新时还能够及时地使整个控制系统得到优化。

本实用新型的技术解决方案是，包括控制柜，电能数据采集系统、网络通讯系统，其特征在于，采用了控制系统、过程控制实验装置，控制系统通过网络通讯系统与控制柜、过程控制实验装置、电能数据采集系统配连；控制柜配合过程控制实验装置，完成PLC基础实验项目；控制柜配合电能数据采集系统，完成能源数据采集应用实验项目。

其特征在于，电能数据采集系统包括有智能电能表、数据采集站。

其特征在于，网络通讯系统包含网络交换机。 

其特征在于，控制柜采用了PC工控机、交流变频器、直流变频器。

其特征在于，控制系统由电源卡、一个带以太网通讯接口的主控卡、通讯卡、AI电流卡、AO卡、RTD 热电阻卡、DI卡以及DO卡组成。 

其特征在于，过程控制实验装置由上储水罐、下储水罐、水位控制阀、电磁流量计、加热器、供水泵、电磁阀、测温元件以及若干管路系统组成；上储水罐位于下储水罐的上方通过管路系统配接在一起；上储水罐上安装有加热器、测温元件；上储水罐通过管路系统与水位控制阀和电磁流量计配连；下储水罐配有测温元件，下储水罐通过管路系统与水位控制阀和电磁流量计配连。

其特征在于，控制柜采用DCS主控柜。

其特征在于，控制柜采用PLC主控柜。

本实用新型的创新点在于，1、可真实实现水位、水流量、加热水温度等自动控制及PIC调节。2、通过水位、水流量、加热水温度与调节阀不同的组合实现自动给水、自动加温控制， 还可真实演练冶金工厂实际工况，如制氧空气加热器装置、预冷系统和水处理中的各种过程控制等。3、能够提供直接操作和运行过程的环境，给操作人员以全真实的空间位置感觉、全真实的操作力度感觉和过程变化的时间特性感觉。4、在实验中可以模拟各种DCS控制系统日常维护运行中遇到的故障情况，教会操作人员掌握如何处理的方法。

本实用新型的优点是，设计新颖、结构合理、方便实用，能够进行通常的过程控制实验外，还可以进行多种新设备的应用试验；既可以灵活地进行多种过程控制的实验，还可以实现对操作人员的技术培训。能够给操作人员提供自行学习的条件，允许操作人员自行设计控制方案。

附图说明

图1、本实用新型的基本结构方框图。

图2、本实用新型采用的DCS主控柜的结构示意图。

图3、本实用新型采用的PLC主控柜的结构示意图。

图4、本实用新型采用的过程控制实验装置的结构示意图。

图5、本实用新型采用的过程控制实验装置的控制原理图。