AFM023P Addestratore per il controllo di processo di base – Apparecchiatura didattica per il controllo di processo1 Panoramica del prodotto
1.1 Introduzione
Il "controllo di processo" è l'abbreviazione di "controllo automatico del processo produttivo" e costituisce una componente fondamentale della tecnologia dell'automazione. Generalmente, il termine si riferisce al controllo continuo o automatico dei processi produttivi in settori industriali quali quello petrolifero, chimico, energetico, metallurgico, dell'industria leggera, dei materiali da costruzione, dell'energia nucleare e affini. Nei moderni processi di produzione industriale, la tecnologia di controllo di processo svolge un ruolo di crescente importanza nel raggiungimento di vari indicatori tecnico-economici ottimali, nel miglioramento dell'efficienza economica e della produttività del lavoro, nel perfezionamento delle condizioni lavorative e nella tutela dell'ambiente ecologico.
Ponendo come filo conduttore le tecnologie chiave e i sistemi di attrezzature che incarnano i sistemi di automazione e informazione delle imprese di processo, abbiamo progettato e realizzato un dispositivo didattico completo per la pratica di laboratorio avanzata nel controllo di processo, istituendo al contempo una base per la pratica ingegneristica di laboratorio specialistico.
Questo dispositivo di formazione presenta un design razionale e una notevole versatilità. Non solo soddisfa i requisiti della didattica sperimentale per i corsi correlati in ambito di automazione industriale, controllo automatico e altre specializzazioni universitarie (sia di primo livello che di livello superiore), ma si presta anche all'attività di ricerca e sviluppo di progetti da parte di studenti post-laurea.
1.2 Caratteristiche
1. Adotta un telaio in profilati di alluminio industriale, una struttura dal design trasparente e un'interfaccia aperta.
2. Il prodotto presenta una struttura da banco, un telaio interamente in lega di alluminio e una progettazione modulare che separa l'oggetto del controllo dal sistema di controllo stesso. I moduli possono essere posizionati sul piano di lavoro in configurazione combinata oppure disposti separatamente, in base alle esigenze.
3. Le interfacce di ingresso e uscita del dispositivo offrono un'ottima compatibilità. L'unità di azionamento e l'unità di controllo principale (PLC) possono essere sostituite agevolmente; il sistema può fungere da meccanismo di carico per circuiti elettronici, da oggetto di esecuzione per sistemi di controllo PLC e può essere espanso o aggiornato secondo necessità.
4. È possibile integrare e gestire in modo diversificato i cinque dispositivi di rilevamento e sensoristica termica (temperatura, portata, livello del liquido, pressione e composizione) ampiamente utilizzati in ambito industriale, consentendo la progettazione di svariati esperimenti correlati.
5. Grazie al concetto di controllo a divisione di tempo (time-sharing), è possibile acquisire simultaneamente due o tre parametri; ad esempio, un set di misurazione della portata e un set di misurazione della temperatura. Il sistema oggetto di controllo è realizzato interamente in lega di alluminio. Da un punto di vista estetico, e senza trascurare i principi ingegneristici, il sistema di strumentazione del laboratorio professionale per apparecchiature di processo è stato rivisto e realizzato; esso verrà configurato come un laboratorio dimostrativo in linea con le esigenze e lo spirito dei tempi attuali.
6. Il dispositivo consente di svolgere i progetti formativi di base relativi al controllo di processo, implementando le funzioni di controllo e regolazione PID per i cinque parametri fondamentali: portata, temperatura, pressione, livello del liquido e composizione; in tal modo, è possibile soddisfare un'ampia gamma di obiettivi didattici e formativi.
2 Parametri prestazionali
1. Alimentazione: trifase a cinque fili, 380 V ± 5%, 50 Hz;
2. Segnale di controllo: tensione 0–10 V / 4–20 mA;
4. Ambiente operativo: -10 °C – 40 °C; umidità relativa: 20% – 90% (non condensante);
5. Condizioni di esercizio: temperatura ambiente -10 °C – +40 °C; umidità relativa < 85% (a 25 °C).
3 Composizione del prodotto
(1) Sezione di controllo
1. Relè intermedio
2. Sezione di alimentazione della strumentazione
3. PLC
4. Sezione interruttori automatici
5. Contattore CA
6. Sensore di temperatura
7. Interruttore
8. Touch screen
9. Alimentatore 24 V
10. Inverter
11. Alimentatore regolabile
12. Morsettiera di cablaggio
13. Pulsanti e indicatori
(2)
1. Serbatoio dell'acqua in acrilico
2. Quadro di alimentazione
3. Schema del principio di funzionamento
4. Serbatoio di riscaldamento dell'acqua
5. Tubo a serpentina
6. Serbatoio di accumulo dell'acqua
4 Contenuto delle esercitazioni
1. Esercitazione sulla comprensione della struttura del sistema di controllo di processo
(1) Comprensione della struttura hardware delle apparecchiature di controllo e collaudo di processo; esercitazione sulla composizione e sul cablaggio dello schema di controllo
(2) Esercitazioni sul funzionamento e sulla configurazione dei parametri di strumenti intelligenti, quali i trasmettitori intelligenti
(3) Calibrazione dei sensori (spostamento dello zero e regolazione del fondo scala)
2. Esercitazione sulla caratterizzazione dell'oggetto controllato
(1) Esercitazione sulla caratterizzazione di un serbatoio a capacità singola
(2) Esercitazione sulla caratterizzazione di un serbatoio a doppia capacità
3. Esercitazione sul sistema di controllo ad anello singolo
(1) Esercitazione pratica sul sistema di controllo ad anello singolo
(2) Esercitazione sul controllo a livello costante del serbatoio superiore (o intermedio, o inferiore)
(3) Esercitazione sul controllo a livello costante del serbatoio a doppia capacità
(4) Esercitazione sul controllo a valore costante della temperatura statica dell'acqua nel serbatoio della caldaia
(5) Esercitazione sul controllo a valore costante della temperatura dinamica dell'acqua nel serbatoio della caldaia
(6) Esercitazione sul controllo a valore costante della temperatura dell'acqua nell'intercapedine della caldaia
(7) Esercitazione sul controllo a valore costante della portata nel ramo della valvola elettrica
4. Esercitazione sul sistema di controllo a cascata
(1) Esercitazione pratica sul cablaggio del sistema di controllo a cascata
(2) Esercitazione sul controllo a cascata del livello del serbatoio dell'acqua
(3) Esercitazione sul controllo a cascata del livello del serbatoio inferiore e della portata della valvola di controllo elettrica
5. Esercitazione sul sistema di controllo proporzionale
(1) Esercitazione sul controllo del rapporto di portata ad anello chiuso singolo
(2) Esercitazione sul controllo del rapporto di portata ad anello chiuso doppio
6. Esercitazione sul controllo tramite software di configurazione per l'automazione industriale
(1) Temperatura dell'acqua Esperimento di controllo a ritardo puro
(2) Esperimento di controllo del flusso a ritardo puro
7. Esperimento di controllo della pressione
