AFM005P Wielofunkcyjny system dydaktyczny sterowania procesami – trenażer sterowania procesami, sprzęt edukacyjny i dydaktycznyI. Przegląd produktu
1.1 Ogólny opis
Wraz ze wzrostem poziomu życia materialnego społeczeństwa oraz w obliczu coraz bardziej zaciętej konkurencji rynkowej, jakość i funkcjonalność produktów osiągnęły znacznie wyższy poziom. Proces wytwarzania produktów stał się coraz bardziej złożony, a zadania związane ze sterowaniem procesami – stanowiącym istotną gałąź automatyki przemysłowej – stały się znacznie bardziej wymagające.
W dziedzinie nowoczesnego sterowania przemysłowego technologia sterowania procesami ma długą historię; jej zastosowania sięgają lat 30. XX wieku. Od momentu powstania technologia ta przeszła ewolucję metod sterowania – od sterowania ręcznego aż po sterowanie automatyczne. W erze sterowania automatycznego systemy sterowania procesami przeszły przez cztery główne etapy rozwoju: fazę sterowania zdecentralizowanego, fazę sterowania scentralizowanego, fazę sterowania rozproszonego oraz etap systemów sterowania opartych na magistrali obiektowej. Na przestrzeni dziesięcioleci sterowanie procesami przemysłowymi odnotowało imponujący rozwój. Zarówno w przypadku wielkoskalowych, złożonych procesów produkcji przemysłowej, jak i w procesach modernizacji tradycyjnych gałęzi przemysłu, technologia sterowania procesami odegrała kluczową rolę w poprawie jakości produktów oraz w oszczędności energii.
Aby zapewnić lepsze przygotowanie studentów w pokrewnych szkołach zawodowych i technicznych, zaprojektowaliśmy i wyprodukowaliśmy wielofunkcyjny system dydaktyczny do nauki sterowania procesami. Urządzenie to umożliwia przeprowadzanie szerokiego zakresu eksperymentów z zakresu sterowania procesami, spełniając wymagania podstawowego programu zajęć laboratoryjnych.
1.2 Cechy charakterystyczne
(1) Produkt charakteryzuje się doskonałym poziomem bezpieczeństwa, co przejawia się w szczególności w niezawodnym zabezpieczeniu uziemienia elektrycznego oraz w systemach ochrony elementów grzejnych.
(2) Produkt wyróżnia się zintegrowaną i modułową konstrukcją. Urządzenie jest kompaktowe, a jego podział funkcjonalny jest przejrzysty, co pozwala na lepsze zrozumienie zasad działania procesów eksperymentalnych i ułatwia naukę.
(3) Do produkcji urządzenia wykorzystano materiały najwyższej jakości, co pozwala w maksymalnym stopniu wydłużyć jego żywotność oraz odstępy między przeglądami serwisowymi.
(4) Produkt wyposażony jest w różnorodne moduły eksperymentalne, co znacząco wzbogaca zakres i różnorodność możliwych do przeprowadzenia ćwiczeń.
II. Parametry techniczne
Zasilanie wejściowe: jednofazowe AC 110 V, 50–60 Hz
Wymiary: 1050 mm × 480 mm × 800 mm
Masa: < 45 kg
Warunki pracy: temperatura otoczenia od -10°C do +40°C; wilgotność względna < 85% (przy 25°C)
III. Lista podzespołów i szczegółowy opis
3.1 Część główna
Nr Nazwa
1 Silnik mieszadła
2 Zbiornik eksperymentalny
3 Pływakowy wskaźnik poziomu wody
4 Miernik pH
5 Grzałka
6 Miernik TDS
7 Mieszadło
8 Czujnik temperatury
9 Wlot wody do zbiornika eksperymentalnego
10 Odpływ ze zbiornika eksperymentalnego
11 Pompa dozująca roztwór soli
12 Pompa dozująca roztwór zasadowy
13 Pompa dozująca roztwór kwasowy
14 Zbiornik na roztwór soli
15 Zbiornik na roztwór zasadowy
16 Zbiornik na roztwór kwasowy
17 Elektryczny panel sterowania
18 Zawór sterujący odpływem
19 Zawór sterujący wlotem wody
20 Elektryczno-pneumatyczny zawór proporcjonalny
21 Manometr
22 Stopa wsporcza ramy urządzenia
3.2 Części elektryczne
Nr Nazwa
1 Wyłącznik nadprądowy 2-biegunowy z wyzwalaczem różnicowoprądowym (RCD)
2 Wskaźnik zasilania
3 Wyświetlacz i interfejs pomiarowy TDS
4 Wyświetlacz i interfejs pomiarowy pH
5 Interfejs zasilania i wyłącznik główny
6 Przycisk awaryjny (STOP)
7 Wielokanałowy interfejs wyjściowy zasilania
8 Wskaźnik prądu (NaAh)
9 Wyświetlacz wartości temperatury
10 Interfejs zasilania wskaźnika poziomu wody i grzałki
11 Interfejs zasilania i pomiarowy mieszadła
12 Interfejs zasilania pomp dozujących roztwory: kwasowy, zasadowy i solny
3.3 Lista konfiguracji wyposażenia
Nr Nazwa Ilość
Element 1 Mieszadło 1
Element 2 Pływakowy wskaźnik poziomu wody 1
Element 3 Miernik pH 1
Element 4 Grzałka 1
Element 5 Miernik TDS 1
Element 6 Czujnik temperatury 1
Element 7 Pompa dozująca roztwory 3
Element 8 Zawór sterujący 2
Element 9 Elektryczno-pneumatyczny zawór proporcjonalny 1
Element 10 Manometr 1
Element 11 Zbiornik na roztwory 3
Element 12 Wyłącznik nadprądowy 2-biegunowy z RCD 1
Element 13 Wyświetlacz TDS 1
Element 14 Wyświetlacz pH 1
Element 15 Przycisk awaryjny (STOP) 1
Element 16 Wskaźnik prądu (NaAh) 1
Element 17 Wyświetlacz temperatury 1
3.4 Akcesoria
Nr Nazwa Ilość
Element 1 Kabel zasilający 1
Element 2 Czerwony przewód elektryczny 2 mm 12
Element 3 Czarny przewód elektryczny 2 mm 18
Element 4 Przewód elektryczny 4 mm 4
Element 5 Płyn do regulacji pH 3
Element 6 Przezroczysty przewód wodny 1
Element 7 Uchwyt do przewodu 4
3.5 Wprowadzenie do elementów zestawu
IV. Wykaz eksperymentów
Eksperyment 1: Prezentacja eksperymentu z zakresu sterowania elektrycznego w wielofunkcyjnym systemie dydaktycznym sterowania procesami
Eksperyment 2: Prezentacja eksperymentu pomiaru pH w wielofunkcyjnym systemie dydaktycznym sterowania procesami
Eksperyment 3: Wykorzystanie wielofunkcyjnego systemu dydaktycznego sterowania procesami do badania czynników wpływających na zmiany wartości pH
Eksperyment 4: Prezentacja eksperymentu pomiaru TDS w wielofunkcyjnym systemie dydaktycznym sterowania procesami
Eksperyment 5: Wykorzystanie wielofunkcyjnego systemu dydaktycznego sterowania procesami do badania czynników wpływających na zmiany wartości TDS
Eksperyment 6: Wykorzystanie sterownika PLC firmy Siemens do realizacji eksperymentu automatycznej regulacji pH w wielofunkcyjnym systemie dydaktycznym sterowania procesami
