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2024-04-21 09:35

如何利用過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作員培訓(xùn)？

過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)是一種旨在深入了解和掌握過(guò)程控制基本原理和方法的重要實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，我們可以更直觀地理解過(guò)程控制在實(shí)際工程中的應(yīng)用價(jià)值，并提升相關(guān)技能。

過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)涉及多個(gè)步驟，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備、參數(shù)的設(shè)定、數(shù)據(jù)的記錄與分析等。以溫度控制實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)者需要將溫度傳感器安裝在被控溫度區(qū)域，并連接到控制器上；然后設(shè)定控制器的參數(shù)，如設(shè)定值、比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間等；接著打開(kāi)控制器開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，觀察溫度的變化過(guò)程并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析控制效果，調(diào)整控制器參數(shù)以達(dá)到更好的控制效果。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們不僅可以觀察到被控對(duì)象的變化過(guò)程，還可以通過(guò)記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估控制效果的好壞。通過(guò)對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，我們可以進(jìn)一步優(yōu)化控制效果，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)不僅有助于我們深入理解過(guò)程控制的基本原理和方法，還能提升我們的實(shí)踐操作能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以更好地掌握過(guò)程控制在工程實(shí)踐中的應(yīng)用技巧，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
利用過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作員培訓(xùn)是一種非常有效的培訓(xùn)方法，它可以模擬真實(shí)的工業(yè)過(guò)程，讓操作員在安全的環(huán)境中學(xué)習(xí)和練習(xí)操作技能。以下是利用過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作員培訓(xùn)的一般步驟：

1. 制定培訓(xùn)計(jì)劃
首先，需要根據(jù)操作員的職責(zé)和需求制定一個(gè)詳細(xì)的培訓(xùn)計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃應(yīng)該包括培訓(xùn)的目標(biāo)、課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安排、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等。

2. 安全教育
在開(kāi)始任何操作之前，必須對(duì)操作員進(jìn)行安全教育，包括設(shè)備的操作安全、個(gè)人防護(hù)裝備的使用、緊急情況的應(yīng)對(duì)措施等。

3. 理論培訓(xùn)
操作員需要接受相關(guān)的理論培訓(xùn)，了解過(guò)程控制的基本原理、控制系統(tǒng)的組成、各部件的功能和工作原理等。這可以通過(guò)課堂講解、視頻教學(xué)、閱讀資料等方式進(jìn)行。

4. 設(shè)備熟悉
在理論培訓(xùn)之后，操作員應(yīng)該熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的布局、各個(gè)部件的位置和功能。這可以通過(guò)參觀實(shí)驗(yàn)裝置、閱讀設(shè)備手冊(cè)、聽(tīng)取指導(dǎo)人員的介紹等方式完成。

5. 模擬操作
接下來(lái)，操作員可以在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行模擬操作，熟悉操作流程。此時(shí)，他們可以在指導(dǎo)人員的監(jiān)督下進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，逐步了解如何讀取儀表數(shù)據(jù)、如何調(diào)節(jié)控制閥、如何響應(yīng)系統(tǒng)報(bào)警等。

6. 實(shí)際操作
在模擬操作熟練后，操作員可以進(jìn)行實(shí)際的操作練習(xí)。這時(shí)，指導(dǎo)人員可以設(shè)置一些常見(jiàn)的生產(chǎn)場(chǎng)景，讓操作員進(jìn)行處理，比如調(diào)節(jié)溫度、壓力、流量等參數(shù)，處理設(shè)備故障等。

7. 分析和反饋
每次操作練習(xí)后，都需要進(jìn)行詳細(xì)的分析和反饋。操作員可以觀看自己的操作錄像，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)操作流程，找出差距和不足。指導(dǎo)人員也可以給出具體的評(píng)價(jià)和建議，幫助操作員改進(jìn)操作技巧。

8. 連續(xù)培訓(xùn)
操作員的培訓(xùn)不是一次性的，而是連續(xù)的過(guò)程。隨著操作員技能的提升，可以逐步增加培訓(xùn)難度，引入更復(fù)雜的操作和更高級(jí)的控制策略。

通過(guò)以上步驟，操作員可以利用過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置有效地提高自己的操作技能和應(yīng)急處理能力，為未來(lái)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


一、系統(tǒng)總體概述
    過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置（Process Control System，簡(jiǎn)稱(chēng)PCS），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、控制，分析過(guò)程參數(shù)變化特性，研究過(guò)程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實(shí)際，使用安全，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比優(yōu)越。過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的控制手段，采用聲光報(bào)警系統(tǒng)，并提供用戶(hù)更友好的二次開(kāi)發(fā)接口。
1、功能：
(1)、過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置可滿(mǎn)足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”，“過(guò)程控制”，“控制儀表”，“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與傳感器”,“計(jì)算機(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求；
(2)、過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控人員的實(shí)習(xí)、培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1、外形結(jié)構(gòu)：
  過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置

過(guò)程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置

2、設(shè)備特點(diǎn)：
（1）、分體式設(shè)計(jì)，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制, ,DDC計(jì)算機(jī)直接控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測(cè)控制裝置、鍋爐加熱裝置。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。
（2）、二水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（3）、實(shí)驗(yàn)柜完全敞開(kāi)設(shè)計(jì)，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
（4）、人性化設(shè)計(jì)，配有儲(chǔ)水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。為實(shí)驗(yàn)文明操作提供條件。
（5）、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
（6）、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)電源連線，及溫控箱防止無(wú)水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
（7）、開(kāi)放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時(shí)曲線進(jìn)行理論分析等。
（8）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)：
A、加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，并具有防干燒保護(hù)功能；
B、鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
（9）、人生安全及設(shè)備的保護(hù)措施：
A、加有電流型漏電保護(hù)器，防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險(xiǎn)管，有效保護(hù)器件因過(guò)載造成損壞。
（10）、電源啟�？刂品绞�；采用啟停按鈕控制接觸器來(lái)控制電源的啟停。
（11）、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾：
A、各種電源及各種儀表具有可靠的保護(hù)功能
B、各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開(kāi)關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問(wèn)題。
C、實(shí)驗(yàn)強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):
（1）單相三線AC～220V±10%  50Hz。
（2）工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃相對(duì)濕度＜85%。
（3）裝置容量：＜6KVA。
（4）電源有內(nèi)、外電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置。
（5）各測(cè)量?jī)x表均要有保護(hù)功能。
（6）控制信號(hào)：電壓1～5V，電流4～20mA。
（7）上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件組態(tài)王,全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求,可以組成網(wǎng)絡(luò),一臺(tái)老師機(jī)可以控制十幾臺(tái)學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
（8）可以同時(shí)對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，比如，一組測(cè)流量，一組測(cè)溫度，一組測(cè)壓力；
（9）重量：實(shí)驗(yàn)臺(tái)+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg
（10）動(dòng)力系統(tǒng)：功率可調(diào)的不銹鋼循環(huán)水泵:可組成不銹鋼泵＋電動(dòng)調(diào)節(jié)閥＋渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也可組成不銹鋼泵＋變頻器＋渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。單相可控硅移相調(diào)壓裝置、單相電加熱管組成鍋爐加熱動(dòng)力系統(tǒng)。
（11）不銹鋼框架及不銹鋼安裝底板：不銹鋼框架安裝有機(jī)玻璃雙容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器。不銹鋼安裝底板安裝固定不銹鋼支撐框架、檢測(cè)傳感執(zhí)行裝置、管路等。
（12）水泵出水口帶快插接頭。
（13）有機(jī)玻璃串接水箱，每個(gè)水箱帶溢流管及下排水管及閥門(mén)，壓力液位傳感器接口。
（14）電源控制屏
          總電源帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器、電流型漏電保護(hù)器，配有漏電報(bào)警指示燈和告警復(fù)位按鈕，安全性符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)訓(xùn)裝置需提供電網(wǎng)電壓指示。通過(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)和啟�？刂瓢粹o。并設(shè)置有執(zhí)行元件輸入輸出接口、模擬量信號(hào)輸入輸出接口。
      對(duì)象模擬板：繪制有控制對(duì)象的管路連接原理圖，圖上元器件的布置與實(shí)際被控對(duì)象的元器件分布相對(duì)應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)直觀。
四、系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
  1、系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置清單
 
序號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī)格、參數(shù) 特  點(diǎn) 數(shù)量
1 智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
 		 等百分比特性?xún)?nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機(jī),體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC 等百分比特性?xún)?nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機(jī),體積小,力矩大,比普通的電動(dòng)閥貴 1只
2 單相磁力泵 無(wú)泄漏，低噪音，單相220VAC，90W。 聲音比較小,有利于實(shí)驗(yàn)室保持安靜,工作的穩(wěn)定性非常好 1臺(tái)
3 三相磁力泵 無(wú)泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚(yáng)程8米。   1臺(tái)
4 交流變頻控制（日本三菱） 采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型變頻器，控制信號(hào)輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵。   1臺(tái)
5 溫控調(diào)壓模塊+散熱器 全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號(hào)：4-20mADC。 自行設(shè)計(jì)性能可靠安全 1套
6 加熱環(huán)  功率：1800W，220VAC。 具有防干燒保護(hù)功能 1只
 
  2、傳感變送器清單
序號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī)格、參數(shù) 特  點(diǎn) 數(shù)量
1 擴(kuò)散硅壓力變送器（液位） 選用美國(guó)NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)散硅隔離探頭。0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 不銹鋼隔離膜片,適用范圍廣,高精度,高溫定性,高可靠性,結(jié)構(gòu)精巧安裝方便,零點(diǎn)漂移小,它的價(jià)格是普通的傳感器的兩倍 2只
2 壓力變送器 選用美國(guó)NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)散硅隔離探頭。0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 1只
3 Pt100溫度傳感器及溫度變送器 Pt100：A級(jí)；溫度變送器：0.5級(jí)精度，0-100℃。   1套
4 渦輪流量計(jì)及流量變送器 （1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號(hào)：4-20mADC；（3）精度：0.5級(jí)。 整個(gè)系統(tǒng)管道由鋁塑管和不銹鋼管連接而成，不會(huì)產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。所有的手動(dòng)閥門(mén)均采用優(yōu)質(zhì)球閥，流量計(jì)和壓力傳感器安裝在官道上以測(cè)量管道流量和水泵出水口壓力。 2套
 
  3、控制系統(tǒng)配置清單
序號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī)格、參數(shù) 品 牌 數(shù)量
1 智能儀表控制系統(tǒng) AI 808P智能儀表 廈門(mén)宇電 2臺(tái)
2 PLC控制系統(tǒng)
 		 采用西門(mén)子S7-200 SMART主機(jī)CPU SR20(自帶以太網(wǎng)通訊口)，配置一個(gè)4入/2出模擬量模塊EM AM06，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控制實(shí)驗(yàn)。 德國(guó)西門(mén)子 1套
 
 
 4、軟件系統(tǒng)配置清單
序號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī)格、參數(shù) 品 牌 數(shù)量
1 PLC編程軟件 step 7 MicroWIN 西門(mén)子 1套
2 PLC應(yīng)用軟件     1套
3 提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)PPT,等相關(guān)技術(shù)資料
 
  5、其他設(shè)備
序號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī)格、參數(shù) 數(shù)量
1 實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱 包括上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱容積17.5*10-3m3采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成 2只
2 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱 帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐容器：內(nèi)膽容積>=Φ10×50（通動(dòng)態(tài)被加熱水），帶單相不小于1.5KVA電加熱管，夾套>=Φ15×40（帶保溫棉），加熱鍋爐容器做成全封閉式，內(nèi)膽安裝Pt100溫度傳感器。。 1只
3 不銹鋼儲(chǔ)水箱 內(nèi)有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，拆洗方便 1只
4 儲(chǔ)水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置  其中儲(chǔ)水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開(kāi)將水直接排出。 1套
5 繼電器 小型繼電器 1只
6 電磁閥 電磁閥作為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，可以實(shí)現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過(guò)手動(dòng)閥開(kāi)度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 1只
7 液面探頭 自制 2只
8 配有24v直流穩(wěn)壓電源 提供直流24V電源 1只
9 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 外加工 1套
10 電腦桌 型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計(jì)算機(jī)，下方裝有萬(wàn)向輪。 1臺(tái)
11 帶護(hù)套手槍式連接導(dǎo)線及配件 采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線，里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片。 1套
 
五、系統(tǒng)能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
     （一）特性實(shí)驗(yàn)
1、水箱單容特性實(shí)驗(yàn)
2、水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
3、上下水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
4、電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗(yàn)
5、變頻器流量特性實(shí)驗(yàn)
6、溫度特性實(shí)驗(yàn)
7、鍋爐內(nèi)膽水溫測(cè)試
    （二）單回路控制實(shí)驗(yàn)
1、單容液位定制控制實(shí)驗(yàn)
2、變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、上下水箱雙容液位定制控制實(shí)驗(yàn)
4、鍋爐內(nèi)膽壓力定值控制實(shí)驗(yàn)
5、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單閉環(huán)流量控制實(shí)驗(yàn)
6、變頻器支路單閉環(huán)流量控制實(shí)驗(yàn)
7、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
    （三）串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
1、水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
（四）串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
1、比值控制實(shí)驗(yàn)

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