TWB-C04船舶自動化儀表綜合實驗臺
滿足《<中華人民共和國船員培訓(xùn)管理規(guī)則>實施辦法》（海船員〔2019〕340號）規(guī)定，輪機員培訓(xùn)需滿足“船用氣動/電動儀表試驗及調(diào)試"教學(xué)設(shè)施要求。2）滿足《<中華人民共和國船員培訓(xùn)管理規(guī)則>實施辦法》（海船員〔2019〕340號）規(guī)定，大管輪培訓(xùn)需滿足“傳感器及校準(zhǔn)設(shè)備"的試驗及校驗要求。3）多源標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器：滿足大管輪“傳感器及校準(zhǔn)設(shè)備"需求的信號源，用于多類型傳感器試驗與校驗；具有獨立的信號測量單元、輸入單元、安全保護插頭接線；可進行氣動薄膜調(diào)節(jié)閥試驗及校準(zhǔn)，作用規(guī)律及性能分析；可進行閥門定位器試驗及校準(zhǔn)。涵蓋船舶常用的PLC/DCS現(xiàn)場儀表、調(diào)節(jié)閥、變頻器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量計、液位傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、、監(jiān)控報警系統(tǒng)等維護、調(diào)試與校準(zhǔn)所需功能，具有常規(guī)測試、輸出電流/電壓、24V配電輸出等多種功能，具備熱電偶、熱電阻的輸入和輸出功能，具備可編程輸出、自動步進功能，分割輸出功能(n/m)：通過分割輸出，可將電壓、電流、熱電偶信號分割成 n/m 次輸出，輸出值=(主設(shè)定值)×(n/m)。4）試驗臺可進行船用氣動/電動儀表試驗與校驗，可進行差壓變送器零點、量程、遷移調(diào)節(jié)，可進行雙位式壓力繼電器的給定值設(shè)定、幅差調(diào)節(jié)和報警試驗。5）可進行船舶典型控制回路的仿真、壓力調(diào)節(jié)、鍋爐水位調(diào)節(jié)、冷卻水溫度調(diào)節(jié)等控制系統(tǒng)；可實現(xiàn)鍋爐水位、蒸汽壓力、壓力水柜、空壓機等雙位式作用規(guī)律控制系統(tǒng)試驗。6）氣動PID控制器：可進行氣動PID控制系統(tǒng)、工作過程、參數(shù)調(diào)節(jié)；能夠獨立直觀的數(shù)字顯示P/I/D參數(shù)調(diào)節(jié)后的數(shù)字變化；可進行雙PID串級控制回路、級聯(lián)控制回路作用規(guī)律，實現(xiàn)前饋控制、雙環(huán)控制及性能分析；配備觸摸屏，觸摸屏實時顯示信號采集板提供的信號值，直觀顯示PID控制回路工作過程、數(shù)值及曲線，實現(xiàn)船上典型的粘度調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)回路及工作過程；7）數(shù)字PID控制器：能夠進行完整的PID參數(shù)配置調(diào)節(jié)，能夠顯示主機缸套冷缺水控制三通閥驅(qū)動信號。8）信號采集板集中采集和處理氣信號(P/E轉(zhuǎn)換)，信號線性化標(biāo)定及變差分析。9）溫度源，采用深井干體爐模式，能夠PID溫度調(diào)節(jié)，集成于試驗臺體
1.組成
船舶自動化儀表綜合實驗構(gòu)建的儀表實驗臺：臺內(nèi)放置電動差壓變送器實驗?zāi)K、氣動PID控制器模塊 溫度傳感器實驗?zāi)K、溫度調(diào)節(jié)器實驗?zāi)K、顯示儀表實驗?zāi)K；臺上提供電源（220VAC，24VDC）、氣源（0.14MPa）、電壓表(0～30VDC)、電流表(0～30mA)；配相應(yīng)的指示燈和插座。臺面設(shè)置供電開關(guān)需帶漏電保護。
冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)：含低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)，并可連接或單獨使用。
1)主要技術(shù)參數(shù)
1） 儀表實驗臺
鋼質(zhì)、臺面不小于1500×700mm，后側(cè)置高于臺面300mm左右的斜面，便于布置各種輔助儀表等設(shè)備,包括0～0.1MPa壓力表，4～20mA電流表，0.7MPa的氣源壓力表，24VDC100W模塊。臺內(nèi)置模塊的抽屜，方便替換和放置。4個腳安裝帶制動的萬向滑輪，便于實驗臺移動。
供電需要配一個帶漏電保護的斷路器，配三眼220V插座2個，電源指示燈1個，氣源需要另配一個帶氣瓶的小空壓機，供氣壓力在0.6MPa以上，輸出壓力可調(diào)。
每個實驗臺配所需工具一套和萬用表。
2）電動差壓變送器實驗?zāi)K
（1）配電容式電動差壓變送器（檢測量程0.3MPa）1個，帶不銹鋼三閥組，另配帶壓力表的減壓閥2個，其壓力可調(diào)范圍為0.3MPa，自帶的壓力顯示表精度在1級以上，結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）管路及快速接頭提供成套，現(xiàn)場動手安裝。配套數(shù)為實際使用的2倍。
（3）輸出信號線提供，現(xiàn)場接到電流表引出臺面電流表的接線柱上。
3）溫度傳感器實驗?zāi)K
（1）配溫度傳感器實驗?zāi)K，自帶加熱器（加熱器功率小于500W）、溫度顯示、溫度控制、熱敏電阻、船用結(jié)構(gòu)形式的PT100和熱電偶，模塊結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實驗接線，現(xiàn)場接到傳感器實驗?zāi)K對應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實際使用的2倍以上。
4）溫度調(diào)節(jié)器模塊
（1）配溫度調(diào)節(jié)器模塊，自帶加熱器、溫度顯示、溫度控制、船用PT100和熱電偶。調(diào)節(jié)器外形面板為96×96，輸出兩種信號，一種為開關(guān)量輸出，有兩個，一個為加熱觸點信號給加熱器，加熱器功率小于500W，一個是風(fēng)扇冷卻，帶24V小軸流風(fēng)扇；另一種是4～20mA模擬量信號，用于給加熱溫控閥，溫控閥的開度有相關(guān)的顯示輸出，大致結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實驗接線，現(xiàn)場接到傳感器實驗?zāi)K對應(yīng)位置上，供應(yīng)的配套接線數(shù)為實際使用的2倍以上。
5）顯示儀表實驗?zāi)K
（1）溫度和壓力顯示儀表各1個，配溫度可受（0～100℃）控的熱源，配減壓閥以提供氣壓源（0～0.6MPa），另配自帶壓力傳感器的智能顯示儀表1個。
（3）提供實驗接線，現(xiàn)場接到傳感器實驗?zāi)K對應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實際使用的2倍以上。
6）冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)
由低溫冷卻水和高溫冷卻水兩個系統(tǒng)組成，兩個系統(tǒng)單獨做成一個可移動的模塊單元中，兩個系統(tǒng)可以連接在一起構(gòu)成一套完整的船舶冷卻水溫度控制系統(tǒng)，也可以拆開連接，單獨接入冷卻水實現(xiàn)溫度控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。其中冷卻器建議使用主流的板式冷卻器。
（1）底座：2.5mm厚鋼質(zhì)立板3000×2500mm，下部帶200mm高4個支腳，每個支腳帶能承重的鋼質(zhì)帶制動的萬向輪。
（6）操作面板與實船接近，所有的操作和信號除本系統(tǒng)使用外，并需要向信號采集裝置（或PLC）提供。（操作面板采用12寸觸摸屏，主界面模擬Alfa Laval操作面板.
2)自動化儀表實驗主要功能
1）差壓變送器的氣源、電源、壓力表、電流表、差壓檢測管路和相關(guān)閥件配套完整，可以進行氣路和電路的連接操作，可以進行三通閥組的操作，可以進行零點、量程的調(diào)節(jié)和遷移的操作，可以設(shè)置漏氣、堵氣、電纜開路或短路等故障設(shè)置。
2）溫度傳感器均為帶外殼封裝，適宜船舶管系中安裝，通過加熱源定溫加熱，溫度傳感器輸出變化信號給溫度信號調(diào)理單元，并轉(zhuǎn)換為4～20mA信號輸出，信號調(diào)理單元和加熱溫度自動控制單元可以做在一起，有相關(guān)的教學(xué)儀器供選擇。傳感器回路斷線、短路以及絕緣故障可以模擬設(shè)置。
3）調(diào)節(jié)器模塊需要前述的差壓變送器、溫度傳感器做為信號檢測，可以按照控制要求進行輸入信號、輸出信號、報警信號及電源的連接，一路輸出加熱觸點給220V的加熱回路，一路輸出4～20mA給溫控閥。數(shù)字智能調(diào)節(jié)器自帶給定設(shè)定、參數(shù)設(shè)定和相關(guān)參數(shù)顯示，通過對比信號檢測與設(shè)定、調(diào)節(jié)規(guī)律，觀察分析調(diào)節(jié)器的輸出結(jié)果，并據(jù)此可以判定調(diào)節(jié)效果和計算出調(diào)節(jié)參數(shù)。另外，可以設(shè)置傳感器、加熱器的故障，來分析故障原因和處理方法。
4）顯示儀表模塊要能模擬傳感器故障的顯示，便于觀察實際參數(shù)和顯示值，以利于分析和判斷故障，能夠進行必要的顯示功能選擇設(shè)置。
5）冷卻水溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是獨立成套的自動化系統(tǒng)，除模擬低溫淡水、高溫淡水溫度自動調(diào)節(jié)控制外，還需要便于觀察到整個系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的壓力、溫度、三通閥的閥門開度、手動閥門的開關(guān)狀態(tài)等。溫度調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動兩種控制方式調(diào)節(jié)。另外需要通過設(shè)置管路堵塞、管路錯通、管路漏、傳感器線路開路、短路、執(zhí)行閥件卡等故障，并通過觀察與分析找到故障原因并排除。
3)自動化儀表實驗臺配置綜述表
序號 | 設(shè)備名稱 | 主要技術(shù)指標(biāo) | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 差壓變送器 | 實驗臺 | 參考2.1） | 1 |
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差壓變送器試驗裝置 | 參考2.2） 電容式差壓變送器，差壓0～0.3MPa，輸出4～20mA； 配不銹鋼三閥組； 減壓閥2個（0～0.3MPa），帶壓力表。 | 1 | 做成一個模塊，做為實驗臺的一個抽屜可以便于收放。 |
溫度傳感器實驗?zāi)K | 參考2.3）, | 1 | 做成一個模塊，做為實驗臺的一個抽屜可以便于收放。 |
2 | 調(diào)節(jié)器實驗?zāi)K | 參考2.4）,包括加熱器、控制器、PT100和熱電偶，加熱源可實現(xiàn)自動加熱控制。 另配采用2.2）中所述差壓變送器送來的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號做為測量信號； 另配4～20mA輸入的溫控閥，帶閥門位置顯示 | 1 | 做成一個模塊，做為實驗臺的一個抽屜可以便于收放。 |
3 | 顯示儀表實驗?zāi)K | 參考2.5）,提供熱源加熱0～100℃，壓力源0～0.1MPa，液位通過差壓變送器檢測，輸出4～20mA顯示。 | 1 | 做成一個模塊，做為實驗臺的一個抽屜可以便于收放。 |
4 | 氣動PID控制器 | . 氣動壓力變送器工作原理認知 4. 氣動差壓變送器工作原理與遷移實訓(xùn)5. 氣動色帶指示儀工作原理認知 6. 氣動控制調(diào)節(jié)儀工作原理認知 7. 氣動閥門定位器工作原理認知 8. 氣動調(diào)節(jié)閥工作原理認知 |
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