熱工自動(dòng)化過程控制實(shí)驗(yàn)裝置認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
熱工自動(dòng)化過程控制實(shí)驗(yàn)裝置將現(xiàn)場對象系統(tǒng)和二次儀表操作臺(tái)結(jié)合為一體，在操作對象系統(tǒng)的同時(shí)，可以就地查看顯示儀表的相關(guān)信息。實(shí)驗(yàn)裝置中配備有壓力、流量、溫度、液位傳感器，除溫度輸出阻值外，其它三種均有相應(yīng)的變送器對傳感器輸出信號進(jìn)行變送，以輸出電流信號給儀表（或遠(yuǎn)傳）使用。為實(shí)現(xiàn)對上述四大熱工參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，本套裝置中，還配備有相應(yīng)的調(diào)節(jié)執(zhí)行器--- ---電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和調(diào)壓模塊，前者可以對壓力、流量和液位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，后者可實(shí)現(xiàn)溫度的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)。控制箱中裝有兩塊工業(yè)常用的儀表，可以采集溫度及常規(guī)工業(yè)規(guī)范信號。本套裝置還配備上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對本套實(shí)驗(yàn)裝置中所有的參數(shù)，本軟件工程都對應(yīng)開發(fā)了相應(yīng)的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，另外還可自行開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
1.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖如下：
圖1-1-1對象系統(tǒng)流程圖
1.2 實(shí)驗(yàn)裝置硬件組成
本套裝置為對象和現(xiàn)場變送器顯示二次儀表一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對象系統(tǒng)中由液位水箱、復(fù)合加熱水箱、儀表控制箱、各類檢測裝置、兩套執(zhí)行器、一套水路動(dòng)力系統(tǒng)以及一個(gè)接線箱組成。
1.2.1 液位水箱：
液位水箱采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于學(xué)生直接觀察液位的變化。為嚴(yán)格按照壓力變送器量程需要，水箱高度需與傳感器量程對應(yīng)起來，水箱尺寸為：直徑*高=250*550mm。水箱由緩沖槽、工作槽、采壓孔、出水管和溢流管組成，進(jìn)水時(shí)水管中的水先流入緩沖槽，出水時(shí)工作槽的水經(jīng)隔板邊緣流入出水管，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部連接有電容式、擴(kuò)散硅和差壓液位壓力變送器，可對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長×寬×高=66cm×35㎝×43㎝，能同時(shí)滿足液位水箱和復(fù)合加熱水箱的實(shí)驗(yàn)供水需要。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。
1.2.2 復(fù)合加熱水箱：
復(fù)合加熱水箱由兩層水箱結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層為加熱水箱，配備有500W電加熱管，尺寸為：直徑*高=200*370mm。其頂蓋上還布有一條進(jìn)水管路和PT100溫度傳感器，還有溢流保護(hù)口，保護(hù)頂蓋不承受較大壓力。整個(gè)內(nèi)層加熱水箱位于外層有機(jī)玻璃水箱中，加熱筒底部由一圈接觸面積很小的圓形支架固定在外層有機(jī)玻璃水箱內(nèi)。
外層冷卻水箱同樣擁有獨(dú)立的進(jìn)水管路和溢流保護(hù)出水管，可以有效降低內(nèi)層加熱水箱內(nèi)液體水的溫度，其體積較大，外圓尺寸為：直徑*高=35cm*35cm。
1.2.3 儀表顯示控制箱：
控制面板部分包含的主要器件：
1.2.3.1 單相帶漏電保護(hù)斷路器：
本套裝置為單相三線220V±10％/50Hz供電，整機(jī)容量<1.5KW，如發(fā)生漏電現(xiàn)象，該斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，以切斷進(jìn)線電源。本套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需進(jìn)行接地，單相三芯插座中含有地線，可使設(shè)備機(jī)殼直接與大地相連，接地后漏電壓不大于AC3V。
1.2.3.2 電源指示燈：
當(dāng)裝置電源插座接入三相電網(wǎng)時(shí)，把三相空氣開關(guān)合上，電源指示燈顯示現(xiàn)在設(shè)備有無接入電網(wǎng)。
1.2.3.3 二位旋鈕開關(guān)：
在控制箱中有兩個(gè)二位旋鈕開關(guān)位于電壓表下面，它們分別控制著離心泵和單相調(diào)壓器的電源。向左即為關(guān)，向右即為開，它為雙觸點(diǎn)常閉式結(jié)構(gòu)。
1.2.3.4 直流24V電壓輸出：
在控制箱內(nèi)部有標(biāo)準(zhǔn)直流24V開關(guān)電源模塊，規(guī)格為：AC220V±10％/50Hz輸入，DC24V/2A輸出，本套裝置總計(jì)使用直流24V電源的額定電流不超過1A。面板中的數(shù)顯表用于顯示當(dāng)前開關(guān)電源輸出電壓值的大小，右側(cè)有兩個(gè)端子用于輸出直流24V電壓，以供其它外部設(shè)備使用，但總?cè)萘坎坏贸^1A。
1.2.4 檢測裝置：
1.2.4.1 擴(kuò)散硅液位變送器：
傳感器為擴(kuò)散硅壓阻材料，用于測量由水箱液位高度而產(chǎn)生的壓力，為直流24V供電、4～20mA變送輸出、標(biāo)準(zhǔn)兩線制接線、精度0.5級，是常見普通型傳感器、變送器一體式結(jié)構(gòu)的壓力檢測裝置。
1.2.4.4 渦輪流量計(jì)：
傳感器為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測儀表，本套裝置中用于檢測水流量大小，在小流量時(shí)擁有很高的精度，變送器為直流24V供電、4～20mA變送輸出、標(biāo)準(zhǔn)兩線制接線、精度1.0級，是高精度型傳感器、變送器一體式結(jié)構(gòu)的流量檢測裝置。
1.2.4.9 PT100鉑電阻溫度傳感器：
本套裝置中共有兩只PT100鉑電阻溫度傳感器，一只安裝在孔板節(jié)流裝置的下游管道中，用以檢測流過節(jié)流裝置的介質(zhì)水的溫度；另一只安裝在復(fù)合加熱水箱的頂蓋上，用以檢測加熱系統(tǒng)介質(zhì)水的溫度。
1.2.5 執(zhí)行器：
1.2.5.1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：
采用智能直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。它具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、功能強(qiáng)、控制單元與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化、可靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，電源為單相220V，控制信號為DC4～20mA，使用和校正非常方便。
1.2.5.2 單相調(diào)壓模塊：
單相調(diào)壓模塊安裝在控制箱內(nèi)部，它為單相交流220V輸入，輸出為單相交流220V平滑可調(diào)，控制信號為DC4～20mA，利用智能調(diào)節(jié)儀的輸出信號可控制調(diào)壓模塊的輸出電壓，從而使加熱介質(zhì)水的溫度最終穩(wěn)定在某一數(shù)值，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。
1.2.6 水路動(dòng)力系統(tǒng)：
本套系統(tǒng)的水路動(dòng)力系統(tǒng)為離心泵，它的性能好壞影響到整套裝置信號檢測的優(yōu)良，本套裝置采用的離心泵在各方面的指標(biāo)都達(dá)到了進(jìn)行高精度實(shí)驗(yàn)的要求，提供了穩(wěn)定的水流、合理的流量和適度的揚(yáng)程等其它性能指標(biāo)。
DB-CG07 熱工自動(dòng)化過程控制實(shí)驗(yàn)裝置
