[实用新型]过程控制实验装置

说明书

本实用新型公开了过程控制实验装置，该装置包括对象系统和控制系统，对象系统包括被控对象、检测机构和执行机构，包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈‑反馈控制，滞后控制、比值控制等多种控制形式。本实用新型的装置除了满足常规实训项目外，新增可供学生实践类，开发类实训内容，满足不同年级，不同层次教学要求，打造多元化教学实训平台。

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，特别涉及过程控制实验装置。

背景技术

过程控制课程是高等学校自动化专业等相关专业的一门重要的专业课程，是衔接自动控制原理，现代控制理论课与生产实践相结合的课程，因此建设过程控制实验室，从而加强对学生实践能力的培训对高校教育以及社会是具有现实的意义。现有技术的过程控制实验装置对复杂的过程控制实验涉及较少，结构复杂，体积较大，可扩展性低，价格也偏高，适用范围较窄，无法很好地服务于各高校的实验教学。

实用新型内容

本实用新型提供了一种过程控制实验装置，能够解决上述现有技术中的一种或几种。

根据本实用新型的一个方面，提供了过程控制实验装置，包括对象系统和控制系统，其特征在于，对象系统包括，

被控对象，包括试验水箱、储水箱、锅炉和盘管，试验水箱、储水箱、锅炉、盘管均通过管道和阀门相连，

检测机构，包括压力传感器、温度传感器和模拟转换器，压力传感器设于试验水箱的底部，压力传感器配置为对试验水箱的液位进行检测，温度传感器与锅炉或/和盘管相连；模拟转换器与电动阀相连接；和，

执行机构，包括水泵、电动阀和三相电加热管，水泵与储水箱相连接，电动阀与储水箱相连节，电动阀配置为调节控制回路的流量，三相电加热管与锅炉相连。

本实用新型的有益效果是，本实验装置的被控对象主要由试验水箱、锅炉和盘管三大部分组成，试验水箱底部接有压力传感器，可对试验水箱的压力和液位进行检测和变送；盘管用于模拟工业现场的管道输送和滞后环节；结合了当今工业现场过程控制的现状，是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈-反馈控制，滞后控制、比值控制等多种控制形式。本实用新型的装置除了满足常规实训项目外，新增可供学生实践类，开发类实训内容，满足不同年级，不同层次教学要求，打造多元化教学实训平台。

在一些实施方式中，试验水箱为圆柱体，包括上水箱、中水箱和下水箱，上水箱、中水箱和下水箱通过管道依次相连，上水箱和中水箱尺寸均为：直径为25cm，高度为20cm；下水箱尺寸为：直径为35cm，高度为20cm，上水箱出口处安装有温度传感器。其有益效果是，由上至下三个试验水箱分别为缓冲槽(上水箱)、工作槽(中水箱)和出水槽(下水箱)，进水时水管的水先流入缓冲槽，出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽，这样经过缓冲和线性化的处理，工作槽的液位较为稳定，便于观察。上水箱、中水箱和下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。

在一些实施方式中，试验水箱采用淡蓝色有机玻璃制成。其有益效果是，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。

在一些实施方式中，储水箱由不锈钢板制成，储水箱的尺寸为：长×宽×高＝68cm×52cm×43cm。其有益效果是，不锈钢材质的储水箱能够有效防止生锈，容量完全能满足上、中、下水箱的实验供水需要；有时储水箱内部设有椭圆形塑料过滤网罩，可以防止防杂物进入水泵和管道。