熱工自動化過程控制實驗裝置認識實驗
熱工自動化過程控制實驗裝置將現(xiàn)場對象系統(tǒng)和二次儀表操作臺結(jié)合為一體，在操作對象系統(tǒng)的同時，可以就地查看顯示儀表的相關(guān)信息。實驗裝置中配備有壓力、流量、溫度、液位傳感器，除溫度輸出阻值外，其它三種均有相應的變送器對傳感器輸出信號進行變送，以輸出電流信號給儀表（或遠傳）使用。為實現(xiàn)對上述四大熱工參數(shù)的自動調(diào)節(jié)，本套裝置中，還配備有相應的調(diào)節(jié)執(zhí)行器--- ---電動調(diào)節(jié)閥和調(diào)壓模塊，前者可以對壓力、流量和液位進行自動調(diào)節(jié)控制，后者可實現(xiàn)溫度的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)�？刂葡渲醒b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監(jiān)控系統(tǒng)，對本套實驗裝置中所有的參數(shù)，本軟件工程都對應開發(fā)了相應的自動控制實驗項目，另外還可自行開發(fā)實驗項目。
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 實驗裝置硬件組成
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)設計，對象系統(tǒng)中由液位水箱、復合加熱水箱、儀表控制箱、各類檢測裝置、兩套執(zhí)行器、一套水路動力系統(tǒng)以及一個接線箱組成。
1.2.1 液位水箱：
液位水箱采用淡藍色優(yōu)質(zhì)有機玻璃，不但堅實耐用，而且透明度高，便于學生直接觀察液位的變化。為嚴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，進水時水管中的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經(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、擴散硅和差壓液位壓力變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。儲水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長×寬×高=66cm×35㎝×43㎝，能同時滿足液位水箱和復合加熱水箱的實驗供水需要。儲水箱內(nèi)部有橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，以防雜物進入水泵和管道。
1.2.2 復合加熱水箱：
復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水管路和PT100溫度傳感器，還有溢流保護口，保護頂蓋不承受較大壓力。整個內(nèi)層加熱水箱位于外層有機玻璃水箱中，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玻璃水箱內(nèi)。
外層冷卻水箱同樣擁有獨立的進水管路和溢流保護出水管，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 單相帶漏電保護斷路器：
本套裝置為單相三線220V±10％/50Hz供電，整機容量<1.5KW，如發(fā)生漏電現(xiàn)象，該斷路器會自動跳閘，以切斷進線電源。本套實驗系統(tǒng)需進行接地，單相三芯插座中含有地線，可使設備機殼直接與大地相連，接地后漏電壓不大于AC3V。
1.2.3.2 電源指示燈：
當裝置電源插座接入三相電網(wǎng)時，把三相空氣開關(guān)合上，電源指示燈顯示現(xiàn)在設備有無接入電網(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)部有標準直流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)顯表用于顯示當前開關(guān)電源輸出電壓值的大小，右側(cè)有兩個端子用于輸出直流24V電壓，以供其它外部設備使用，但總?cè)萘坎坏贸^1A。
1.2.4 檢測裝置：
1.2.4.1 擴散硅液位變送器：
傳感器為擴散硅壓阻材料，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、標準兩線制接線、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：
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，在小流量時擁有很高的精度，變送器為直流24V供電、4～20mA變送輸出、標準兩線制接線、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 電動調(diào)節(jié)閥：
采用智能直行程電動調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進行調(diào)節(jié)。它具有精度高、技術(shù)先進、體積小、重量輕、推動力大、功能強、控制單元與電動執(zhí)行機構(gòu)一體化、可靠性高、操作方便等優(yōu)點，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，實現(xiàn)溫度的自動控制。
1.2.6 水路動力系統(tǒng)：
本套系統(tǒng)的水路動力系統(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都達到了進行高精度實驗的要求，提供了穩(wěn)定的水流、合理的流量和適度的揚程等其它性能指標。
DB-CG07 熱工自動化過程控制實驗裝置
