[发明专利]一种过程控制实训装置及其控制方法

权利要求书

1.一种过程控制实训装置，其特征在于：包括工作台（6），所述工作台（6）上表面设置有下位储水箱（5），所述下位储水箱（5）周圈的工作台（6）上表面设置有水箱支架（4），所述水箱支架（4）的上方安装有上位水箱（1），所述上位水箱（1）位于下位储水箱（5）的上方，

所述下位储水箱（5）的侧壁下方通过抽水管（9）与上位水箱（1）的侧壁下方相联通，所述抽水管（9）上连接有水泵（12），所述水泵（12）与抽水管（9）的连接处设置有过滤器（11），所述抽水管（9）靠近上位水箱（1）的位置处安装有手动控制阀（14），

所述下位储水箱（5）的侧壁上方通过溢流管（16）与上位水箱（1）的侧壁上方相联通，所述上位水箱（1）还通过比例阀排水管（3）与下位储水箱（5）相联通，所述比例阀排水管（3）上设置有比例阀（2），

所述工作台（6）的下表面设置有下位储水箱排水阀（8），所述下位储水箱排水阀（8）与下位储水箱（5）的底部相联通，所述上位水箱（1）的下部设置有其相联通的上位水箱排水阀（10）。

2.根据权利要求1所述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述手动控制阀（14）下方的水泵（12）上方还安装有压力传感器（13），所述手动控制阀（14）的上方还安装有流量计（15）。

3.根据权利要求1所述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述上位水箱（1）的上部设置有液位计（18），所述上位水箱（1）内设置有温度传感器（17）、浮球开关（19）、加热棒（20）。

4.根据权利要求1-3所述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述工作台（6）的一侧安装有电气箱（7），所述电气箱（7）分别与水泵（12）、比例阀（2）、压力传感器（13）、温度传感器（17）、浮球开关（19）、加热棒（20）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种过程控制实训装置，其特征在于：所述工作台（6）的底部设置有支撑框架（21），所述支撑框架（21）底部的四角均安装有万向轮（22），各万向轮（22）上均设置有脚刹。

6.根据权利要求1-5任一项所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（5）内加水后，盖上下位储水箱（5）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（14）一定角度，通过与电气箱（7）相连的PLC控制器的PID计算，控制水泵（12）转速，实现控制水压大小，并可通过手动控制阀（14）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（12）将上位水箱（1）的水面提高至浮球开关（19）上面位置后，关闭手动控制阀（14），此时，PLC控制器通过电气箱（7）里的调压控制器来控制加热棒（20）工作，并通过PLC控制器的PID计算，通过加温棒（20）将把上位水箱（1）内的水温度加至设定温度，等待温度传感器（17）检测，到达设定温度时，停止加温，温度传感器（17）将进行实时检测，实现上位水箱（1）内的水温恒定；

步骤（D），若选择进行恒流模式，将手动控制阀（14）完全打开，通过与电气箱（7）相连的触摸屏设定固定流量值，让水泵（12）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（15）获取实时流量值反馈PLC控制器，通过PLC控制器的PID计算，控制水泵（12）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（5）向上位水箱（1）恒流供水；

步骤（E），若选择进行恒液模式，将手动控制阀（14）完全打开，通过与电气箱（7）相连的触摸屏设定上位水箱（1）的目标液位后，PLC控制器通过PID计算，控制水泵（12）电机转速来控制下位储水箱（5）向上位水箱（1）恒流供水，使上位水箱（1）内的液位恒定，达到目标液位；若固定水泵（12）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（1）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（10）打开，将上位水箱（1）内的水排放至下储水箱（5），结束实训教学。

7.根据权利要求6所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。