[实用新型]一种过程控制实训装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种过程控制实训装置，有计算机、PLC、DCS、FCS 等多种控制系统，涉及石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。在现代化工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。

背景技术

目前教学设备中过程控制实训装置常以温度、压力、流量、液位等生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。过程控制是自动化等相关专业的一门综合性较强的专业课，现阶段过程控制的教学存在着理论与实际联系不紧密、教学不够直观易懂的缺点，而工程设备造价相对昂贵占地面积大，所以急需一种实训装置，能满足教学的需要。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种过程控制实训装置，实训装置涉及过程控制知识、PLC知识、控制仪表知识、DCS知识、组态软件知识。实训装置可以通过计算机、PLC、DCS、FCS 等多种控制系统来控制和检测温度、压力、流量、液位等热工参数。实训装置形象直观，操作和连线简单，方便了学生自己动手、针对各种控制方式的实训课题，使学生能够在平时的学习和实训操作中将多种相关的技术融会贯通。实现实际动手操作把抽象的理论转化为感性的认识。

本实用新型采用如下技术方案实现发明目的：

一种过程控制实训装置，它是由控制柜、过程控制单元、电脑桌、控制系统组成 。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。例如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。

过程控制单元，它由铝型材、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蓝立柱上，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。