[实用新型]一种过程控制实训装置

权利要求书

1.一种过程控制实训装置，其特征是：所述实训装置包括控制柜、过程控制单元、电脑桌 、控制系统，控制柜和过程控制单元底部都安装有脚轮和地脚，电脑桌底部安装有脚轮，电脑桌放置于过程控制单元和控制柜之间，方便操作控制柜和观察控制状态，过程控制实训装置主要完成对温度、压力、流量和液位等信号的采集，通过采集模块转换为CPU、上位机能识别的数字量信号，通过控制系统计算和处理，完成不同的实验内容，其中模拟量输出模块控制相应的加热器、水泵、调节阀,随着流量输出的大小不同而温度也随时发生变化，这时液位的下降或上升都会改变压力的降低或升高，这就形成了比例微分积分的PID调节，控制系统包括PLC系统、仪表系统、组态软件系统和DCS系统，PLC系统包括CPU主控单元、PLC开关量输入模块、PLC开关量输出模块、PLC模拟量输入模块、PLC模拟量输出模块、PLC下载线和编程软件，上位机系统包括组态软件、采集模块和通讯线，DCS系统包括DCS模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯软件和相应的通讯线。

2.根据权利要求1所述的实训装置，其特征是：所述控制柜，包括主控电源模块、直流电源模块、加热控制模块、智能仪表控制模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、设备转接模块和变频器模块,主控电源模块可实现对过程控制单元的电源供应的操作与保护、通用的电气元件和独特的电路设计可实现电源相序保护、电源缺相保护、电源过压和失压保护、急停开关保护、断电误上电保护、漏电自动跳闸保护、过载与短路保护、计算机独立供电保护，直流电源模块主要用于提供直流24V电源，加热控制模块主要用于加热控制及信号采集，智能仪表模块主要用于仪表控制及信号采集，模拟量输入模块主要用于模拟量信号的采集，模拟量输出模块主要用于模拟量信号的输出，变频器模块主要用于控制水泵，设备转接模块主要是把过程控制单元上的所有电器元件的接线端子引出来方便接线，各模块的出线全部采用标准的K3或K4端子，另外各模块之间的连接采用香蕉插头进行连接，控制柜前门采用钢化玻璃制作，方便观察内部元器件；控制柜左右两侧均采用开启式的门机构，方便观察元器件和接线，控制柜后门采用上下推拉式结构，方便开启和关闭还方便设备整体线路的布置及以后的维修。

3.根据权利要求1所述的实训装置，其特征是：所述过程控制单元，包括铝型材、桌面、网孔板、锅炉、上水箱、下水箱、储水箱、温度传感器、压力变送器、流量计、电动调节阀、阀门、接头和管路等组成，过程控制单元的骨架采用阳极氧化的铝型材搭建，桌面采用不锈钢钢板加工而成，网孔板通过安装支架及螺钉安装在左右两侧的铝型材上，锅炉、上水箱、下水箱安装在网孔板上，储水箱和电动调节阀安装在过程控制单元的底板上，温度传感器安装在锅炉上用于测量锅炉内的水温，压力传感器安装在管道或水箱上用于测量水压，电动调节阀安装在管路上用于调节管道阀门的开度从而控制管道内水的压力或流量，储水箱是整个装置的供水系统，它是由左右两侧分支管路及一条回水管路组成，我们先设计右侧支路：右侧管路经一个手阀开关a，然后接到右侧水泵入口端，水泵的输出端又分为两条支路：第一支路经压力显示表，再经手阀b和另一支路经手阀c，再经电动调节阀，再经手阀d，然后与第一支路汇合构成并联回路，这两支路统一接到流量传感器的输入端，其输出端接到压力变送器的进端，这时压力变送器的输出端又分为两条支路，一条支路接到锅炉的外桶上，外桶的水给内桶冷却，另一路接到锅炉的内桶，当外桶的水位经上端液位传感器检测到后，开始排水通过回水管直接回到储水箱中，同时内桶装有加热器、温度传感器、液位传感器，它们三者共同控制内桶的水温、液面情况，当内桶的温度达到设定值后，内桶的放水阀自动打开，将内桶的水回流到储水箱中，这样就保证了放水和进水是同步的，就形成一个全封闭的自动循环回路，右侧支路设计完成后，我们再设计左侧支路：左侧管路经一个手阀开关e，然后接到左侧水泵入口端，水泵的输出端又分为三条支路，第一支路经手阀开关f直接进入下水箱的左侧底端，第二支路经手阀开关g直接进入上水箱的左侧底部，第三支路经手阀开关h接入到锅炉的内桶中，同样左侧管路也形成一个全封闭的自动循环回路。

4.根据权利要求3所述的实训装置，其特征是：所述网孔板，包括网孔板、安装支架，网孔板上开有均匀的矩形安装孔，通过安装支架及螺钉安装在左右两侧的蓝立柱上，其上部有楣板，下端有过程控制工作台，主要用于安装锅炉、上水箱、下水箱、压力传感器、阀门、接头和管路以及固定电源线、信号线和通讯线。