过程控制实验装置，过程控制系统实验平台
时间：2025-05-10 23:41:19 点击次数：
中人教仪厂 过程控制实验装置是用来模仿和研究工业过程中各种控制策略和技术的实验平台。这样的装置能够帮助工程学生、研究人员以及工业界人士理解过程控制的基础原理，测量试验新的控制算法，以及培训实操人员。本文将对一个经经典型的过程控制实验装置实行详细简介。
构造构成
过程控制实验装置通常由以下几个主要部分构成：
过程对象：这是被控对象，可以是一个简便的单线路系统，也可以是一个复杂的多变量交互系统。比如，一个温度（℃）控制的实验对象可能是一个加热炉，而一个流量控制的对象可能是一个带有调动阀的管道系统。
传感器和变送器：这些设备用来检验测试过程变量并将其变换成可处置整理的信号。例如，热电偶或RTD用来测量温度（℃），压力变送器用来测量压力，流量计用来测量流量等。
控制单元：这是过程控制的核心，它接收来自传感器的信号，实行处置整理，并输出控制信号以调动控制阀或其他执行机构。控制单元可以是基于plc（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）或是更先进的PCS（过程控制系统）。
执行机构：这些设备直接作用来过程对象，以完成对过程变量的控制。这含有概括控制阀、电机驱动、加热元件等。
人机界面HMIHMI（HMI）：实操员经过HMI与过程控制实验装置交互，监控过程变量，设定控制功能数值，以及查看报警和历史数值。
实验功能
过程控制实验装置具备多种功能，以适用不一样的实验需求：
基础控制策略学习掌控把握：经过简便的阶跃响应实验，学习掌控把握者可以理解不一样控制策略（如PID控制、比例控制、积分控制、微分控制）的特别点和调节方法。
复杂过程建模：实验装置可以模仿多种工业过程，经过对这些过程的深入研究，学习掌控把握者可以建立复杂的动态模型，为过程控制设计提供依据。
先进控制技术测量试验：实验装置为研究人员提供了一个理想的环境来测量试验和检验新的控制算法，如预测控制、智能控制（AI/ML）、鲁棒控制等。
实操员培训：过程控制实验装置可以模拟真实工况，为实操员提供培训机会，提升其应对异常现象的能力和实操技能。
实验案例
以一个经经典型的温度（℃）控制实验为例，实验装置会含有概括一个加热炉作为过程对象，温度（℃）传感器（如热电偶）用来测量当前温度（℃），控制单元按照设定点和实际温度（℃）计算出控制信号，从而调动控制阀的开度以改变加热炉的热量写入，最终使得实际温度（℃）跟踪设定点。在整个过程中，学生可以经过HMI查看到全部相关变量的改变，并对控制功能数值实行调节，以达到最佳的控制效果。
发展趋势
随着技术的发展，现代过程控制实验装置正朝着更加智能化、互联网化和包括化的方向发展。未来的实验装置将更加注重与现实工业环境的对接，提供更加真实、全面的实践体验。同时，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术也可能被包括到过程控制实验装置中，为用户提供更加直观和便捷的学习掌控把握和实操体验。
总之，过程控制实验装置是过程控制教育和研究领域的重要工量具，它不仅能够帮助学生和研究人员掌控把握基础概念，还能支持高级控制策略的研究和研发，对于推动过程控制领域的进步设定有重要意义。
--CG21 过程控制仪表工实验装置
一、系统总体基础简介
过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度（℃）、压力、流量、液位等功能数值，对其实行测量、控制，解析过程功能数值改变特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪表器具仪表，接近工业实际，使用安全，运行平稳，维护简便，性价比优越。过程控制仪表工实验装置集合多种控制方法，再现实际工业现场使用的控制手段，应用声光报警系统，并提供用户更友好的二次研发连接口。
1、功能：
(1)、过程控制仪表工实验装置可适用"自动调动原理"，"过程控制"，"控制仪表"，"自动检验测试技术与传感器","计算机数值数值"及相关课程的教学实验需求；
(2)、过程控制仪表工实验装置可作为有关企业技术人员、仪表实操人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、设备构造与特别点：
1、外观构造：
2、设备特别点：
（1）、分体式设计，模型块化组装式构造，可以按照不一样的需要选用、PLC控制，仪表控制, ,DDC计算机数值数值直接控制构成不一样的控制系统。含有常规水箱检验测试控制装置、锅炉加热装置。设备可以完成多台电脑控制系统，实行远程互联网控制。
（2）、二水箱配备；双路供水系统。
（3）、实验储物储物柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
（4）、人性化设计，配备有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。为实验文明实操提供条件。
（5）、装置的仪表、部位件均选用现代化技术工业级设备，智能化程度高。精确度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
（6）、安全度高，系统配备有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
（7）、开放度好，在教师指导下，学生可查看、可自己动手参与实操、可自行编程实行检验、可按照记录的就地实时弯弯曲线实行课程课程理论解析等。
（8）锅炉加热程控保护系统：
A、加热电子回路加有保险管实行过载保护，并设定有防干烧保护功能；
B、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器作业。
（9）、人生安全及设备的保护措施：
A、加有电流（A）型漏电保护器，防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。
B、各控制电子回路加有保险管，有效保护器件因过载造成损坏。
（10）、电源启停控制方法；应用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
（11）、漏电保护装置及安全性和安全承诺：
A、各种电源及各种仪表设定有可靠的保护功能
B、各种电源及各种仪表的强电应用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。
C、实验强电接线插头应用封闭式构造，防止触电事故的发生。
三、系统技术功能数值:
（1）一相三线AC～220V±10% 50Hz。
（2）作业环境：温度（℃）-10℃～+40℃相对湿度＜85%。
（3）装置容量（KV）：＜6KVA。
（4）电源有内、外电压（V）型漏电保护装置和电流（A）型漏电保护装置。
（5）各测量仪表均要有保护功能。
（6）控制信号：电压（V）1～5V，电流（A）4～20mA。
（7）上位计算机数值数值组态系统组态王,全中文工控组态系统实行研发的实验系统。运行环境要求,可以构成互联网,一台老师机可以控制十几台学生机,完成数值共享。
（8）可以同时对三个功能数值实行收集，比如，一组测流量，一组测温度（℃），一组测压力；
（9）重量（kg）：实验台+实验架，约重250Kg
（10）动力系统：功率（W）可调的不锈钢循环水泵:可构成不锈钢泵＋电动调动阀＋涡轮流量计的动力流量调动系统，也可构成不锈钢泵＋变频器＋涡轮流量计的动力流量调动系统。一相可控硅移相调压装置、一相电加热管构成锅炉加热动力系统。
（11）不锈钢框体结构及不锈钢装配底层基板：不锈钢框体结构装配备有机玻璃双容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器。不锈钢装配底层基板装配固定不锈钢支撑框体结构、检验测试传感执行装置、管路等。
（12）水泵出水口带快插接头。
（13）有机玻璃串接水箱，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器连接口。
（14）电源控制屏
总电源带漏电保护的空气开关控制，另控制屏内部设定有电压（V）型漏电保护器、电流（A）型漏电保护器，配备有漏电报警指示灯和警报复位按钮，安全性符合国际标准。实验装置需提供电网电压（V）指示。经过钥匙开关和启停控制按钮。并设定有执行元件写入输出连接口、模仿量信号写入输出连接口。
对象模仿板：测绘制作有控制对象的管路连接原理图，图上元件的布置与实际被控对象的元件分布相对应，实验时直观。
四、系统主要配备及功能简介（以下为单套配备表单）
1、系统执行机构配备表单
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序号 |
名 称 |
规格、功能数值 |
特 点 |
数量 |
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1 |
智能电动调动阀
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等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大.作业电压（V） 24VAC，写入电流（A）4-20mADC |
等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵 |
1只 |
|
2 |
一相磁力泵 |
无泄漏，低噪音，一相220VAC，90W。 |
声音对比小,有利于实验室保持安静,作业的平稳性非常好 |
1台 |
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3 |
三相磁力泵 |
无泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，扬程8米。 |
|
1台 |
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4 |
交流ACAC变频控制（日本三菱） |
应用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型变频器，控制信号写入为4～20mADC或0～5VDC，交流ACAC220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。 |
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1台 |
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5 |
温控调压模型块+散热器 |
全隔离一相交流ACAC可控硅调压模型块；控制信号：4-20mADC。 |
自行设计功能可靠安全 |
1套 |
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6 |
加热环 |
功率（W）：1800W，220VAC。 |
设定有防干烧保护功能 |
1只 |
2、传感变送器表单
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序号 |
名 称 |
规格、功能数值 |
特 点 |
数量 |
|
1 |
扩散硅压力变送器（液位） |
选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精确度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 |
不锈钢隔离膜片,适用界限广,高精确度,高温定性,高可靠性,构造精巧装配便利,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍 |
2只 |
|
2 |
压力变送器 |
选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精确度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 |
1只 |
|
3 |
Pt100温度（℃）传感器及温度（℃）变送器 |
Pt100：A级；温度（℃）变送器：0.5级精确度，0-100℃。 |
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1套 |
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4 |
涡轮流量计及流量变送器 |
（1）测量范围：选0-1200L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精确度：0.5级。 |
整个系统管道由铝塑管和不锈钢管连接而成，不会产生漏水现象。全部的手动阀门均应用优质球阀，流量计和压力传感器装配在官道上以测量管道流量和水泵出水口压力。 |
2套 |
3、控制系统配备表单
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序号 |
名 称 |
规格、功能数值 |
品 牌 |
数量 |
|
1 |
智能仪表控制系统 |
AI 808P智能仪表 |
厦门宇电 |
2台 |
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2 |
PLC控制系统
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应用西门子S7-200 SMART主机CPU SR20(自带以太网通讯口)，配备一个4入/2出模仿量模型块EM AM06，可完成全部单通道输出、多通道写入控制实验。 |
德国西门子 |
1套 |
4、系统系统配备表单
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序号 |
名 称 |
规格、功能数值 |
品 牌 |
数量 |
|
1 |
PLC编程系统 |
step 7 MicroWIN |
西门子 |
1套 |
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2 |
PLC应用系统 |
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|
1套 |
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3 |
提供实验指导书，实验教学PPT,等相关技术图纸文档实验指导书 |
5、其他设备
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序号 |
名 称 |
规格、功能数值 |
数量 |
|
1 |
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 |
含有概括上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱应用优质有机玻璃，水箱容积17.5*10-3m3应用优质有机玻璃，水箱下部均接有压力传感器。储水箱由不锈铁板制成 |
2只 |
|
2 |
不锈钢温控实验箱 |
带夹套的不锈钢常压加热锅炉容器：内胆容积>=Φ10×50（通动态被加热水），带一相不小于1.5KVA电加热管，夹套>=Φ15×40（带保温棉），加热锅炉容器做成全封闭式，内胆装配Pt100温度（℃）传感器。。 |
1只 |
|
3 |
不锈钢储水箱 |
内有单独特的构造设计和不锈钢过滤网，拆洗便利 |
1只 |
|
4 |
储水箱自动进、排水装置 |
其中储水箱下部装备有出水阀，水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。 |
1套 |
|
5 |
继电器 |
小型继电器 |
1只 |
|
6 |
电磁阀 |
电磁阀作为电动调动阀的旁路，可以完成阶跃和脉冲干扰，经过手动阀开度可调动阶跃和脉冲干扰的大小。 |
1只 |
|
7 |
液面探头 |
自制 |
2只 |
|
8 |
配备有24v直线DC稳压电源 |
提供直线DC24V电源 |
1只 |
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9 |
全部不锈钢管及备品备件，多加设备的使用寿命。 |
外加工 |
1套 |
|
10 |
电脑桌 |
型材和钣金构造，用来放置计算机数值数值，下方装备有万能转向轮。 |
1台 |
|
11 |
带护套手枪式连接实验连接线及备品备件 |
应用高可靠护套构造手枪插连接线，里面应用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，插头应用实芯铜质件外套铍轻铜弹片。 |
1套 |
五、系统能完成的实验项目
（一）特性实验
1、水箱单容特性实验
2、水箱双容特性实验
3、上下水箱双容特性实验
4、电动阀流量特性实验
5、变频器流量特性实验
6、温度（℃）特性实验
7、锅炉内胆水温测量试验
（二）单线路控制实验
1、单容液位定制控制实验
2、变频器支路单容液位控制实验
3、上下水箱双容液位定制控制实验
4、锅炉内胆压力定值控制实验
5、电动调动阀支路单闭环流量控制实验
6、变频器支路单闭环流量控制实验
7、锅炉内胆温度（℃）控制实验
（三）串级控制实验
1、水箱液位串级控制实验
（四）串级控制实验
1、比值控制实验
常见问题：
1、如果我要购买过程控制实验装置，过程控制系统实验平台，是否有安装、培训服务呢？
答：我们的设备如果没有特别注明“不含安装”“裸机价”“出厂”等字样的，都是提供安装、培训服务的。
2、你们的过程控制实验装置，过程控制系统实验平台是否能开增值税专用发票？
答：可以的，我们是正规企业，并且已经升级到一般纳税人，可以开具增值税专用发票，如果您需要开过程控制实验装置，过程控制系统实验平台的发票，您需要提供开票资料。
3、你们的过程控制实验装置，过程控制系统实验平台都是自己生产的吗？都有什么产品资质？
答：我们公司是专业生产教学设备的企业，完全自主生产，并通过了最新版ISO9001认证，拥有多项专利与著作权。
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