矿井水位过程控制系统实验装置

矿井水位过程控制系统实验装置适合高职院校、职业学校、技校的机电技术应用、电气运行与控制的实训。能够根据煤矿井的井涌水量的变化和压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备。
本实验台是将大型的矿井水位自动控制系统进行功能上的再现，模拟现场安全水位自动控制，通过使用本装置，能让学生了解现场控制的各种环节。

二、系统特点
带有水位超高报警电磁阀自动排水的保护功能，以保证带电设备的用电安全
使用三路动力系统模拟工业现场的三台大功率水泵，可以实现对停排水位、低水位、中水位、高水位以及报警水位等阶段的全过程自动模拟
具有完善的报警系统，能逼真的模拟工业现场的各种情况，如矿井液位、泵转速及电机温度的检测信号故障报警，低水位、高水位以及超高水位的声光同步报警、优先级报警，报警复位和报警禁止复位等功能
具有对电机温度和转速实现全程监控的功能
具有模拟矿井涌水量大小变化的上位水箱系统，通过改变两路出水阀开度可以调节到控制所需水量大小的流量
具有外部系统手自动切换和PLC系统手自动切换控制功能，三路水泵具有全状态（手自动状态）全程指示功能
水位自动控制系统具有模拟工业现场控制先开先停的“倒泵”功能
三、系统组成
本套系统将现场对象系统和控制结合为一体，在操作对象系统的同时，可以就地查看显示仪表的相关信息。
被控对象（不锈钢框架）：
不锈钢圆筒型封闭容器：1套，模拟矿井涌水量大小的不锈钢大容量容器
不锈钢储水箱：1套，模拟矿井水位的不锈钢大容量容器
动力系统：两路AC380V工频恒压泵与一路AC220V变频调速泵，完成排水功能
管路和手动阀门：采用Ф16mm和Φ20mm不锈钢复合管，手动阀门采用优质铜球阀
电磁阀：1套，完成超高水位的自动排水功能，保护用电设备的安全
压力变送器：1套，主要起到对储水箱进行液位测量的作用，并通过PLC的信号采集送至计算机监控界面进行显示
Pt100温度传感器：1套，主要测量变频调速电机的温度，并通过温度变送器及PLC的信号采集送至计算机监控界面进行显示
转速传感器：1套，主要对变频调速电机的转速进行测量，并通过PLC的信号采集送至计算机监控界面进行显示
控制箱：
控制箱电源控制部分包含：三相漏电保护断路器、漏电压保护器、三相电源指示灯、三相线电压表、状态显示灯、各种操作开关旋钮、各种报警信号灯和报警蜂鸣器等器件
变频器：1套，采用三菱变频器，主要对电机进行变频调速
S7-200PLC以及PLC的接线排：西门子S7-200PLC采用了CPU224主机（带14路开关量输入/10路继电器开关量输出）和EM235模块（4路模拟量输入/1路模拟量输出）
系统结构流程图如下：
矿井水位过程控制实验装置
四、实验项目
1.装置的结构组成和系统认识
2.控制系统的功能介绍
3.水位手动控制系统
4.水位自动控制系统
5.水位定值控制系统
6.实时数据库组态实验
7.图形动画、报表、曲线、报警组态
8.设备通讯组态
9.脚本程序应用组态
五、技术性能
1.输入电压：三相四线（或五线）制380V±10% 50Hz
2.工作环境：环境温度范围为-5℃～＋40℃　相对湿度＜85%（25℃）　海拔＜4000m
3.具有漏电流和漏电压保护功能