附录_实验装置介绍

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1、附录一实验装置介绍过程控制系统所采用的实验装置一般可分为两类，一类为物理模型实验装置，一类为半实物仿真实验装置。课程中各种实验都可以在这两类装置上实现。一、物理模型实验装置这一类实验装置是由真实的物理模型实现的。其优点是装置中有真实的流体（清洁的水）流动，采用真实的测量装置和真实的控制阀。可给学生非常真实的感官印象。一般都采用清洁的循环水作为工艺介质，所以工艺参数只有液位和流量。有些实验装置还有电加热设备，增加了温度参数。这一类实验装置的不足是参数比较单一，有一定的非线性。具有加热功能的装置，会随实验的进行循环水温度会逐渐增高，这会造成温度控制不理想。下面是使用比较的几种物

2、理模型实验装置1．普及型控制系统实验装置下面是一种比较典型的普及型控制系统实验装置。该装置由北京化工大学信息学院自动化系自行研制。实验装置两部分组成：其一是包括测量变送器和控制阀在内的工艺设备；其二是作为控制工具计算机。装置上共测量四个参数：上水槽液位、下水槽液位、流量1和流量2。变送器的4~20mA信号接到信号调理板上，经过调理后的电压信号通过专用电缆连接到插在计算内的A/D+D/A板上。系统用仪表的电源、D/A电源、计算机电源、水泵的按钮开关、信号灯等设备都集成、组装在一个控制箱。图F．41所示是自动化系统实验室的物理模型实验装置。图F．42所示为工艺设备原理图。图中有

3、三只水槽，槽1、槽2为被控对象，它们的液位高度L1及L2分别通过两台差压变送器测出。槽3为储槽，是为了构成水得循环而设置得。储槽3中的水通过水泵1或2抽出，经过孔板和控制阀后送入槽1或槽2(视手动阀1、2、3、4的开闭而定)，两路水管中的水流量大小分别通过各自的差压变送器（与孔板配合）测出。槽1中的水通过线性化流出口流入槽2，槽2中的水又通过其自身的线性化流出口流回到储槽3中。这样对水来说，始终处于循环状态。351图F．41物理模型实验装置图本装置除比值实验外，一般情况下Fl所在的管道为主物料管道，F2管线则作为加干扰用。V11V23F142L1槽1F2泵2槽2L2泵1槽3

4、图F．42液位实验装置工艺流程图计算机为控制工具的实验装置，其工作平台为Windows2000，控制软件采用VB编制而成。下面简要介绍其工作过程。（1）进入实验过程首先在桌面上双击该软件351的图标进入到该软件的主画面。该画面中共有六各项目，分别为登录注册、进入实验、系统简介、实验指导、历史数据查询和退出系统。首先需要进行登录注册。点击“登录注册”图标之后出现登录注册画面，该画面中所要登录的内容为班级、组号、实验名称和密码。指定这些内容之后，计算机会自动生成一个数据库文件，文件名称为班级和组号的组合。之后的实验数据将保存在这个数据库文件中。需要注意的是：必需指定这些登录内容

5、，否则不能进入实验；不得指定与本班级与组号相异的内容，否则可能会冲掉其他班级组号的实验数据。登录成功之后出现初始化画面。初始化结束之后回到主画面，在该画面上点击“进入实验”图标进入选择实验画面，在该画面上选择响应的实验内容。图F．43物理模型实验装置主画面完成上面的步骤之后，CRT上显示出“控制实验主界面”，在画面上显示出控制流程图，该图与图F．43相似。首先在“实验操作”下拉菜单中选择“系统组态”选项进行系统组态。所选定的实验内容不同，所呈现的组态画面不同。组态画面上所要做的主要工作是指定被控参数（L1、L2、F1、F2）、控制变量（F1、F2）、控制器生成与指定控制器参

6、数及控制器操作状态。指定这些内容之后，在“运行控制”下拉菜单中选择“运行”项，然后点按“确认”按钮。系统组态结束之后，屏幕上出现数字记录器画面。该记录器最多可记录6条曲线。首先选择曲线数量，指定曲线所记录的内容，然后在“运行”下拉菜单中选择“运行”选项。回到“控制实验主界面”上，点按启动水泵按钮，然后再点按右下方的启动按钮。此时系统处在运行状态。（2）退出实现系统在“控制实验主界面”画面上，在“控制器选择”下拉菜单上选择相应的控制器，关闭该控制器。如果系统有多个控制器则需要一一关闭。然后在分别关闭“组态画面”、“控制实验主界面”，再在主画面上点击“退出系统”图标。（3）拷贝

7、出数据库文件，根据数据库文件中的数据整理实验报告。3512．高级过程控制实验装置（一）“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置下面图图F．43是杭州的“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置的图片。图F．43高级过程控制实验装置图F．44是其流程图。351图F．44THJ—2高级过程控制实验装置流程图该实验装置由被控对象、智能仪表控制台、上位监控计算机组成。被控对象包括有：不锈钢储水槽；上、中、下三个有机玻璃水槽；带有三相4．5KW电加热棒的热水锅炉和铝塑盘管。一套流体输送系统包括：380VAC不锈