[发明专利]一种过程控制实训装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制教学技术领域，具体涉及一种过程控制实训装置及其控制方法。

背景技术

目前，过程控制实训装置基本采用3-5个水箱来实现过程控制，而且，水箱排水口通常放置较低位置，导致水箱多，体积大，整体的过程控制实训装置高度很高，不方便学生操作及观察，而且，管路复杂，不容易维护，排水不方便，影响过程控制实训装置的教学质量。

发明内容

本发明所解决的技术问题是现有的过程控制实训装置，水箱多，体积大，高度很高，不方便学生操作及观察，路复杂，不容易维护，排水不方便，影响教学质量的问题。本发明的过程控制实训装置及其控制方法，

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种过程控制实训装置，其特征在于：包括工作台，所述工作台上表面设置有下位储水箱，所述下位储水箱周圈的工作台上表面设置有水箱支架，所述水箱支架的上方安装有上位水箱，所述上位水箱位于下位储水箱的上方，

所述下位储水箱的侧壁下方通过抽水管与上位水箱的侧壁下方相联通，所述抽水管上连接有水泵，所述水泵与抽水管的连接处设置有过滤器，所述抽水管靠近上位水箱的位置处安装有手动控制阀，

所述下位储水箱的侧壁上方通过溢流管与上位水箱的侧壁上方相联通，所述上位水箱还通过比例阀排水管与下位储水箱相联通，所述比例阀排水管上设置有比例阀，

所述工作台的下表面设置有下位储水箱排水阀，所述下位储水箱排水阀与下位储水箱的底部相联通，所述上位水箱的下部设置有其相联通的上位水箱排水阀。

前述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述手动控制阀下方的水泵上方还安装有压力传感器，所述手动控制阀的上方还安装有流量计。

前述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述上位水箱的上部设置有液位计，所述上位水箱内设置有温度传感器、浮球开关、加热棒。

前述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述工作台的一侧安装有电气箱，所述电气箱分别与水泵、比例阀、压力传感器、温度传感器、浮球开关、加热棒相连接。

前述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述工作台的底部设置有支撑框架，所述支撑框架底部的四角均安装有万向轮，各万向轮上均设置有脚刹。

基于上述的过程控制实训装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，启用过程控制实训装置，关闭下位储水箱排水阀，向下位储水箱内加水后，盖上下位储水箱的箱盖，可分别进行恒压、恒温、恒流、恒液四种实训模式；

步骤（B），若选择进行恒压模式，则打开手动控制阀一定角度，通过与电气箱相连的PLC控制器的PID计算，控制水泵转速，实现控制水压大小，并可通过手动控制阀的打开角度增加扰动；

步骤（C），若选择进行恒温模式，利用水泵将上位水箱的水面提高至浮球开关上面位置后，关闭手动控制阀，此时，PLC控制器通过电气箱里的调压控制器来控制加热棒工作，并通过PLC控制器的PID计算，通过加温棒将把上位水箱内的水温度加至设定温度，等待温度传感器检测，到达设定温度时，停止加温，温度传感器将进行实时检测，实现上位水箱内的水温恒定；

步骤（D），若选择进行恒流模式，将手动控制阀完全打开，通过与电气箱相连的触摸屏设定固定流量值，让水泵根据设定固定流量值供水，当需改变当前流量时，通过流量计获取实时流量值反馈给PLC控制器，通过PLC控制器的PID计算，控制水泵转速的增大或者减小，改变当前流量的大小，可实现下位储水箱向上位水箱恒流供水；

步骤（E），若选择进行恒液模式，将手动控制阀完全打开，通过与电气箱相连的触摸屏设定上位水箱的目标液位后，PLC控制器通过PID计算，控制水泵电机转速来控制下位储水箱向上位水箱恒流供水，使上位水箱内的液位恒定，达到目标液位；若固定水泵的转速，则PLC控制器通过PID计算，调节比例阀（2）来使上位水箱达到目标液位后的液位恒定；

步骤（F），完成上述的任意一种、二种、三种或者四种实训模式后，将上位水箱排水阀打开，将上位水箱内的水排放至下储水箱，结束实训教学。

前述的过程控制实训装置的控制方法，其特征在于：步骤(A)，加水的高度为260cm。

前述的过程控制实训装置的控制方法，其特征在于：步骤（B），所述一定角度的范围在30°-90°之间。