自动化、测量仪表技能、热工过程控制实验设备

自动化、测量仪表技能、热工过程控制实验设备结合自动化工厂设计，模拟自动化工厂车间控制流程。一方面与教学紧密相连，另一方面模拟了工业现场流程，充分体现了过程控制工业现场与实验教学的有机结合。本实验设备完全满足《化工测量及仪表》《自动化设备安装与调试》、《过程仪表安装与维护》、《过程检测仪表》《过程仪表测量》《自动化仪表》、《计算机控制》及《DCS分布式控制》《仪表测量工操作实验》等课程实验教学的需要。主要培养面向自动化、建筑、化工、冶金等行业的大、中型企业，从事自动化仪表的安装、维护、调试、设计以及自动化仪表维修等工作的技术工人及工程设计人员。是目前学校所喜欢的热工实验室教学设备

一、热工自动化过程控制实验设备系统组成:

实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上水箱为有机玻璃圆筒型水箱；下水箱为不锈钢锅炉汽包；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成。

系统动力系统有三套：一套由三相（380V交流）不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、电磁阀、涡轮流量计等组成；一套由三相不锈钢磁力驱动泵（220V变频）；另一套由三相不锈钢磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计等组成。

整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板，甚至小到每一颗紧固螺钉。

扩散硅压力变送器两只：分别检测上水箱、锅炉汽包液位

涡轮流量计三只：分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量

Pt100热电阻温度传感器六只：分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温

执行器：包含电磁阀、电动调节阀各一个

三相380V不锈钢磁力驱动泵、三相220V不锈钢磁力驱动泵（2台）以及三相电加热管

过程测量仪表技能实验设备系统组成：

被控对象（不锈钢框架）：

1.动力系统：1套

2.水箱：2套

3.储水箱：1套

4.液位：1路压力变送器进行水箱液位检测

5.流量：1路涡轮流量计进行管道流量检测

6.压力：1路差压变送器进行阀门前后端压力差检测

7.温度：共2路，1路PT100和1路K分度热电偶对各自的介质温度检测

8.管路：若干

9.阀门：若干

控制系统（网孔板）：

1.网孔板：1套

2.漏电保护器：5个

3.开关电源：1个

4.单相调压模块：1个

5.K分度热电偶冷端补偿器：1个

6.接线端子排：若干

7.智能仪表：1个

配件：常用工具及设备配套件

二、热工自动化过程控制实验设备主要特点:

被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数

系统除了改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过电磁阀和手操作阀制造各种扰动

一个被调参数可用不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣

能进行多变量控制系统及特定过程控制系统实验

能够完成锅炉汽包虚假水位特性实验以及分段过热控制系统实验

过程自动化控制实验设备特点：

1.模拟自动化工厂房间式设计，更加贴近现场

2.所有器件均为不锈钢或铝合金设计

3.车间操作室采用网孔板设计，方便学生进行各项操作，增强了学生的动手技能

4.一个被调参数在不同控制器、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣

5.通过对对象系统进行不同的组合，结合不同的实验目的，可进行多种过程控制实验

过程测量仪表技能实验设备系统特点：

1.对象系统为不锈钢框架，所有器件均为不锈钢材料设计

2.传感器的二次测量仪表安装在网孔板上，方便学生在现场进行各项操作

3.控制部分采用不锈钢网孔板，将现场信号通过接线端子排直接接到测量仪表，增强了学生的动手能力，同时对于现场仪表的接线更加直观明了

4.对象系统设计美观，开放性好，为学生实验提供了一个较好的实验对象

三、热工自动化过程控制实验设备技术性能:

输入电压：三相五线制380V±10%50Hz

工作环境：环境温度-5℃～+40℃

相对湿度＜85%（25℃）

海拔＜4000m

过程自动化控制实验设备技术指标：

1.工作电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz

2.占地面积：40m2

3.整机容量：≤5kVA

过程测量仪表技能实验设备技术性能：

1.输入电压：单相三线～220V±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.整体尺寸：160cm×75cm×154cm

4.设备容量：≤3kVA

四、热工自动化过程控制实验设备实验项目:

本实验设备能完成如下实验项目内容：

1.过程控制系统组成认识实验

2.过程控制及检测设备硬件结构组成认识

3.传感器的校正(零点迁移与量程调整)

4.单容水箱特性测试实验

5.锅炉汽包虚假水位特性测试

6.双容水箱特性测试实验

7.单回路控制系统实验

8.单回路控制系统的实验

9.上水箱（或下水箱）液位的定值控制实验

10.双容水箱液位的定值控制实验

11.锅炉内胆静态水温的定值控制实验

12.锅炉内胆动态水温的定值控制实验

13.锅炉夹套水温的定值控制实验

14.电动阀支路流量的定值控制实验

15.变频调速磁力泵支路流量的定值控制实验

过程测量仪表技能实验设备实验项目：

1.实验设备的结构组成和系统认识

2.传感器工作原理的认识

(1)压力变送器的工作原理认识

(2)涡轮流量计的工作原理认识

(3)差压变送器的工作原理认识

(4)PT100热电阻的工作原理认识

(5)K分度热电偶的工作原理认识

3.传感器安装测量技能实验

(1)压力变送器的检测

(2)涡轮流量计的检测

(3)差压变送器的检测

(4)PT100铂电阻的检测

(5)K分度热电偶的检测

过程自动化控制实验设备实验项目：

1.实验设备的结构组成和系统认知

2.传感器工作原理的认知

(1)压力变送器的工作原理认知

(2)涡轮流量计的工作原理认知

(3)电磁流量计的工作原理认知

(4)差压变送器的工作原理认知

(5)PT100热电阻的工作原理认知

3.传感器安装调试技能实验

(1)压力变送器的安装调试技能

(2)涡轮流量计的安装调试技能

(3)电磁流量计的安装调试技能

(4)电动调节阀的安装调试技能

(5)差压变送器的安装调试技能

(6)PT100热电阻的安装调试技能

4.过程控制检测仪表故障诊断与维修技能实验

(1)压力检测仪表常见故障分析与维修

(2)涡轮流量计常见故障分析与维修

(3)电磁流量计常见故障分析与维修

(4)温度检测仪表常见故障分析与维修

(5)差压变送器常见故障分析与维修

5.控制工程创新类实验项目

(1)DCS离线组态工程

(2)DCS算法组态工程

(3)DCS图形组态工程

(4)DCS网络布线工程

(5)RJ45、RJ11插头的跳线制作与测试

(6)程控交换机的安装与使用

(7)语音网络系统的组建

(8)数字化图像监控系统操作

6.过程自动化工程控制类实验项目

(1)传感器的校正(零点迁移与量程调整)

(2)单容水箱液位数学模型特性测试

(3)双容水箱液位数学模型特性测试

(4)单容液位定值控制

(5)双容液位定值控制

(6)三容液位定值控制

(7)锅炉内胆水温定值控制

(8)锅炉夹套水温定值控制

(9)单闭环流量定值控制

(10)锅炉内胆水温位式控制

(11)水箱液位串级控制

(12)三闭环液位串级控制

(13)锅炉夹套与内胆水温串级控制

(14)水箱液位与流量的串级控制

(15)锅炉内胆水温与流量的串级控制

(16)盘管出口水温与流量的串级控制

(17)单（双）闭环流量比值控制

(18)温度的滞后控制

(19)流量纯滞后控制

(20)锅炉夹套与内胆水温的解耦控制

(21)上水箱液位与温度解耦控制

(22)水箱液位前馈-反馈控制

(23)锅炉内胆水温的前馈-反馈控制

 

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