[实用新型]一种多功能液位控制实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液位控制实验教学仪器，具体是一种多功能液位控制实验装置，尤其适用于大中专院校的仪表自动化相关教学。

背景技术

液位是过程控制技术最常用的变量之一，因此，液位控制对仪表自动化相关技能的培养起到很大的作用，目前，仪表自动化相关技能的培训、学习和研究是在实验室将所需设备连接到一起构成不同的检测和控制回路，控制过程都是线性的，而一些非线性的过程控制过程情形很难模拟，不能形成实际介质的调节过程。这些实验设备不能达到培养既具备扎实技术理论、又具备动手能力、创新综合应用能力人才的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种多功能液位控制实验装置结构简单，安全可靠，使用效果好。

为实现上述目的，本实用新型一种多功能液位控制实验装置，包括电源模块、直流电源模块、压力检测变送模块、操作面板模块、控制器模块、动力和执行器模块、上位机模块和控制对象模块；操作面板模块、动力和执行器模块和上位机模块分别与控制器模块连接，直流电源模块、操作面板模块和控制对象模块分别与压力检测变送模块连接，直流电源模块和执行器模块分别与电源模块连接，执行器模块和控制对象模块连接。

本实用新型的有益效果是：可提供具有线性和非线性调节功能的多控制方式液位控制实验装置，突出实验的基础性、设计性、研究性和创造性，不仅为学生提供了实验、创新、竞赛平台，同时也为高校、科研和培训机构的仪表自动化相关培训、技能考核和科研项目研发提供了较全面的实验平台。

附图说明

下面结合附图及具体实施方法对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型系统框图；

图2是本实用新型一种实施例的工艺流程图；

图3是本实施例中的矩形水箱液位上升曲线图；

图4是本实施例中的梯形水箱液位上升曲线图；

图5是实施例中的锯齿形水箱液位上升曲线图。

具体实施方式

如图1所示，一种多功能液位控制实验装置包括电源模块1、直流电源模块2、压力检测变送模块3、操作面板模块4、控制器模块5、动力和执行器模块6、上位机模块7和控制对象模块8

如图2所示，控制对象模块8包括三个竖截面分别为矩形、梯形和双侧锯齿形的矩形水箱81、梯形水箱82和锯齿形水箱83，一个水槽84和手动阀85；矩形水箱81、梯形水箱82和锯齿形水箱83的底部通过出水管道与伸到水槽84的上部，三个出水管道上分别安装一手动阀85，通过手动阀可以把水放回水槽；水槽84的底端通过进水管道伸到三个水箱的上部，三个水箱上部的管道上分别安装一手动阀85，通过手动阀控制选择流入哪一个水箱；三个水箱之间通过管道和手动阀在下部顺序连接。

压力检测变送模块3包括三个差压变送器，三个水箱的底部分别通过管道与三个差压变送器连接。

动力和执行器模块6包括一个屏蔽泵61和一个电动调节阀62；屏蔽泵61和电动调节阀62安装在进水管道上，屏蔽泵的输入端通过管道伸到水槽84中，屏蔽泵的输出端通过管道、电动调节阀62、伸到三个水箱的上部，屏蔽泵61两侧的管道上各安装一手动阀85。

以图2中工艺流程图介绍本实用新型的工作过程：屏蔽泵61采用恒流量的形式从水槽往上送水，打开1﹟、2﹟、3﹟手动阀，其余手动阀关闭，电动调节阀打开的情况下，矩形水箱81的液位上升速度为线性的，其上升曲线如图3所示。打开1﹟、2﹟、4﹟手动阀，其余手动阀关闭，电动调节阀打开的情况下，梯形水箱82的液位上升速度为非线性的，其上升曲线如图4所示。打开1﹟、2﹟、5﹟手动阀，，其余手动阀关闭，电动调节阀打开的情况下，锯齿形水箱83的液位上升速度为非线性的，其上升曲线如图5所示。

在屏蔽泵采用恒流量的形式从水槽往上送水的情况下，获得更复杂的上升曲线，第一种方式是通过6﹟手动阀把矩形水箱81和梯形水箱82串接在一起，把1﹟、2﹟、3﹟和6﹟手动阀以及电动调节阀62打开，其它手动阀关闭，获取矩形水箱81和梯形水箱82的液位上升曲线。第二种方式是通过7﹟手动阀把梯形水箱82和锯齿形水箱83串接在一起，把1﹟、2﹟、3﹟和7﹟手动阀以及电动调节阀62打开，其它手动阀关闭，获取梯形水箱82和锯齿形水箱83的液位上升曲线。第三种方式是通过6﹟和7﹟手动阀把矩形水箱81、梯形水箱82和锯齿形水箱83串接在一起，把1﹟、2﹟、3﹟、6﹟和7﹟手动阀以及电动调节阀62打开，其它手动阀关闭，获取矩形水箱81、梯形水箱82和锯齿形水箱83的液位上升曲线。

在进行液位定值控制时，只需要把被测液位的水箱下部的手动阀打开，通过电动调节阀去调节即可。如对矩形水箱81进行液位定值控制，把1﹟、2﹟、3﹟和8﹟手动阀打开，其它手动阀关闭，控制器模块5根据差压变送器测得的液位高度，选择增大或减小电动调节阀的开度去调节。要增加控制的难度，可选择两个水箱或三个水箱串接进行液位定值控制，如对锯齿形水箱83进行液位定值控制，把1﹟、2﹟、3﹟、6﹟、7﹟和9﹟手动阀打开，其它手动阀关闭，控制器模块5根据差压变送器测得的液位高度，选择增大或减小电动调节阀的开度去调节。