Лабораторный стенд «Автоматическое управление расходом, давлением и уровнем жидкости»
Назначение
Стенд предназначен для изучения автоматизированных систем управления технологическими процессами, применяемых в водоснабжении, нефтехимии, энергетике и других отраслях.
Обучаемые дисциплины:
✅ Автоматизация технологических процессов
✅ Системы программного управления
✅ Датчики и приборы автоматизации
✅ Регулирование расхода, давления и уровня жидкости
Что изучает стенд?
🔹 Принципы работы первичных измерительных преобразователей (датчиков давления, расхода, уровня).
🔹 Статические и динамические характеристики систем автоматического регулирования (САР).
🔹 Методы управления параметрами жидкости: давлением, уровнем, расходом.
🔹 Исследование переходных процессов и регулирование параметров с использованием ПЛК и контроллеров.
🔹 Программирование промышленных регуляторов TPM1 (ОВЕН) и ПЛК.
Технические характеристики
📌 Питание стенда: 220 В, 50 Гц
📌 Потребляемая мощность: 2 кВт
📌 Габариты: 1200 × 650 × 1800 мм
📌 Масса (без жидкости): 90 кг
✅ Жидкость и гидравлическая часть
- Бак хранения жидкости (60 л).
- Мерная емкость (10 л, прозрачная).
- Контрольно-измерительная емкость (2 л, герметичная, давление до 300 кПа).
- Центробежный насос (60 л/мин, напор 20 м).
- Частотный преобразователь насоса (0,75 кВт, встроенная панель управления).
- Запорные краны (Ду 20) – 3 шт.
✅ Измерительные приборы
- 7 измерителей-регуляторов.
- Диафрагма для измерения расхода по разности давлений.
- Счетчик-расходомер (2,5 м³/час, с цифровым выходом).
- Электромагнитный расходомер (до 60 л/мин, аналоговый выход 4...20 мА и 0...5 В).
- Аналоговые датчики давления:
- 10 кПа (избыточное давление) – 1 шт.
- 700 кПа (абсолютное давление) – 1 шт.
✅ Элементы управления
- Пропорциональный клапан (Ду 20, 0...10 В) – 1 шт.
- Электромагнитная задвижка (Ду 20, 24 В DC) – 1 шт.
- Ручной регулятор входного сигнала.
- Промышленный контроллер (ПЛК) для автоматизации.
Компьютерное и программное обеспечение
💻 Ноутбук
📌 Диагональ экрана: 15,6”
📌 Оперативная память: 2 ГБ
📌 Жесткий диск: 320 ГБ
📌 Процессор: 2,1 ГГц
📌 Манипулятор: Мышь
🔹 Аналого-цифровая плата (АЦП-ЦАП) L-CARD E14-140MD
- Разрядность АЦП: 14 бит
- Частота дискретизации: 100 кГц
- 32 аналоговых канала
- Интерфейс связи: USB
🔹 Установленное ПО:
- Microsoft Windows 8
- Программа сбора и обработки данных (интерфейс на русском и казахском).
- Неограниченное количество запусков и пользователей.
Перечень лабораторных работ (65 экспериментов)
📌 Базовые исследования измерительных приборов
1️⃣ Изучение методов измерения давления
2️⃣ Изучение методов измерения расхода жидкости
3️⃣ Изучение методов измерения уровня жидкости
📌 Динамика автоматизированных систем
4️⃣ Статические и динамические характеристики САР
5️⃣ Напорные характеристики центробежного насоса
6️⃣ Кавитационные характеристики насоса
📌 Калибровка (тарировка) измерительных приборов
7️⃣ Тарировка измерительной диафрагмы
8️⃣ Тарировка объемного расходомера
9️⃣ Тарировка электромагнитного расходомера
📌 Программирование промышленных регуляторов
🔟 Настройка и программирование TPM1 (ОВЕН)
📌 Исследование переходных процессов (системы регулирования)
✅ Поддержание уровня жидкости
1️⃣1️⃣ – 2️⃣0️⃣ Исследование переходных процессов (10 экспериментов)
✅ Поддержание давления жидкости
2️⃣1️⃣ – 3️⃣0️⃣ Исследование качества регулирования (10 экспериментов)
✅ Поддержание расхода жидкости
3️⃣1️⃣ – 4️⃣9️⃣ Анализ переходных процессов подачи жидкости (19 экспериментов)
📌 Программирование контроллера (ПЛК)
5️⃣0️⃣ Разработка программы управления процессом
📌 Автоматизированное регулирование с контроллером
✅ Поддержание уровня жидкости (4 работы)
✅ Поддержание давления жидкости (5 работ)
✅ Поддержание расхода жидкости (6 работ)
Преимущества лабораторного стенда
✅ Реальные промышленные датчики и регуляторы – оборудование соответствует промышленным стандартам.
✅ Поддержка двух языков (казахский/русский) – удобство для обучения в разных группах.
✅ Промышленный контроллер (ПЛК) + частотный преобразователь – обучение на современных технологиях.
✅ 65 лабораторных работ – полный курс по автоматическому регулированию.
✅ Гибкость – позволяет исследовать, программировать и тестировать разные методы управления.
✅ Программируемые параметры – работа с ручным, полуавтоматическим и автоматическим режимами.
✅ Безопасность – защита от утечек, перегрузок и аварийных ситуаций.
Применение
📌 Технические университеты и колледжи – подготовка специалистов по автоматизации и управлению технологическими процессами.
📌 Учебные центры промышленных предприятий – обучение персонала управлению насосными системами, регулированию параметров жидкостей.
📌 Научные лаборатории – исследование динамики гидравлических систем и разработка новых алгоритмов управления.
📌 Стенд подходит для изучения реальных промышленных систем водоснабжения, нефтехимии, теплоэнергетики и позволяет освоить навыки программирования контроллеров и настройки автоматических регуляторов.
