專利名稱：一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及一種過程控制的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
過程控制裝置有很多類型和規(guī)模實(shí)用型。控制手段已普遍使用各種計(jì)算機(jī)、工控 機(jī)、DCS、FCS等控制系統(tǒng)，但在裝置中除控制系統(tǒng)外，都有很多不足，諸如一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置能 模擬的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)量少、類型少，僅有幾個(gè)常用的典型的一、二、三階，容量滯后特性，而 且?guī)缀醪荒茈S時(shí)得到希望需要的規(guī)定有具體數(shù)值的Κ、Τ、 等。動(dòng)態(tài)特性中大純滯后、各種 非線性特性幾乎沒有或單一，同樣也不易實(shí)現(xiàn)可調(diào)整、改變有具體要求的功能?？刂苹芈?少，同時(shí)有三個(gè)控制回路以上的幾乎沒有，僅能做單回路、串級(jí)、前饋——反饋、比值、選擇 性等幾種控制方案。不能算作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，滿足不了新時(shí)期研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研需要。為得到 多種工藝參數(shù)控制實(shí)驗(yàn)裝置，追求所謂熱工四個(gè)蠶食實(shí)驗(yàn)，采用多種模擬手段和方法，如有 電鍋、電爐、電扇、加熱箱、換熱器及熱水貯槽等附屬設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。殊不知一種工藝設(shè)備 的模擬方法，如換熱器作控制對(duì)象或?qū)ο笾幸徊糠?，不能代表生產(chǎn)中的各種塔、釜、爐、鍋、 窯等動(dòng)態(tài)特性，缺乏普適性，而且用熱能對(duì)象，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)時(shí)開車時(shí)間也長。一 臺(tái)裝置上測(cè)變單元種類多，如，差壓變送器，電壓力變送器、電磁電流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等， 且多為實(shí)驗(yàn)室型。一臺(tái)儀表問題，耽誤學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，投資大，可維護(hù)性差。有的被控對(duì)象建模 麻煩，有的院校實(shí)驗(yàn)前不要求學(xué)生建模，這對(duì)加深學(xué)生對(duì)專業(yè)常用概念的理解和運(yùn)用不利。 如Κ、Τ、 、w等指的是控制對(duì)象中什么數(shù)值，大小由什么決定；可控性可觀性中的不完全可 控或可觀等，在被控對(duì)象中怎樣體現(xiàn)。一套裝置一般只一組學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，且3人。裝置占地 面積大，裝置套數(shù)多時(shí)(一般十多套)，實(shí)驗(yàn)室顯得很擁擠，組間影響大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，裝置設(shè)有被控對(duì)象透明水 槽，即黑箱子，附件均為無管路連接，可方便、快捷地組合。模擬裝置原理簡單、直觀、建模容 易，對(duì)大化工流體生產(chǎn)裝置、設(shè)備和機(jī)器工藝過程控制實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，包括有黑箱子、水槽、進(jìn)水管路、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流孔板、 控制閥、壓力表，被控對(duì)象黑箱子為三層架構(gòu)，置于貯水箱上面，上層8個(gè)水槽；中層12個(gè) 水槽；下層8個(gè)水槽；觀個(gè)水槽接變送器；進(jìn)水管路中裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，節(jié)流孔板。所述的一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其所述的進(jìn)水管路控制閥前裝有手動(dòng)閥和壓力表。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是本實(shí)用新型一個(gè)“黑箱子”中有很多基本單元、各有不同特性和類型不同，且數(shù)量 多。“黑箱子”概念又回歸到原生產(chǎn)裝置、設(shè)備、機(jī)器等。分布參數(shù)集急化方法，即一個(gè)“黑 箱子”可以代表一個(gè)生產(chǎn)裝置、設(shè)備或機(jī)器。本實(shí)用新型特種單元如純滯后單元、各種非線性單元，作為附加件，用時(shí)臨時(shí)很方便，輕易放上去，靈活性好。本實(shí)用新型可構(gòu)成的控制回 路多，可做多輸入——多輸出的耦合過程的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)介質(zhì)單一，僅用 水，模擬手段方法單一(液阻容單元)、測(cè)量變送器類型規(guī)格單一，安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性和維 護(hù)性好。本實(shí)用新型管路設(shè)計(jì)負(fù)荷調(diào)整范圍大，可得到大范時(shí)間常數(shù)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的主視圖；圖2本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的左視圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型被控對(duì)象透明水槽，S卩“黑箱子”可分離的三層架構(gòu)，放在貯水箱上面。上層8個(gè)水槽；中層12個(gè)大小水槽，其中4個(gè)作為代表測(cè)量變送器滯后用；下層 8個(gè)大小水槽，其中4個(gè)為代表測(cè)量變送器滯后用。接變送器，總共觀個(gè)水槽。各相鄰水槽 間可實(shí)現(xiàn)直通(R = 0)，阻通(R興0)，斷開(R=⑴)，基本單元時(shí)間常數(shù)0 3分鐘?！昂?箱子”通過槽間不同組合可實(shí)現(xiàn)1階至多12階動(dòng)態(tài)特性，有自衡的、無自衡的、振蕩的、積分 的、耦合的、各種非線的、有純滯后等。如有特種需要很容易、便捷的得到具體數(shù)值的基本單 元具體特性且數(shù)值準(zhǔn)確。測(cè)量變送器接管很容易接到“黑箱子”上純滯后單元t = 0 2分 鐘，用時(shí)放入“黑箱子”某個(gè)水槽中。非線性單元可隨意滿足各種特性需要，用時(shí)可隨意改變 橫截面積的元件，用時(shí)方便地放入某槽中。所有基本單元及附加件均為無管路連接。各進(jìn) 水管路中裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)能使系統(tǒng)運(yùn)行快速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)(用操作臺(tái)鍵盤手 操給定進(jìn)水量時(shí)不直觀，有時(shí)還不一定準(zhǔn))。作干擾實(shí)驗(yàn)用的進(jìn)水管路也裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)， 可以準(zhǔn)確知道干擾量大小。進(jìn)水管路中裝有節(jié)流孔板，作為流量變送元件，做比值實(shí)驗(yàn)時(shí)用 可臨時(shí)接上。進(jìn)水管路控制閥前裝有手動(dòng)閥和壓力表，可調(diào)整進(jìn)水管路水壓，對(duì)滿足不同時(shí) 間常數(shù)時(shí)很有必要。當(dāng)需要用水槽出口作控制輸入時(shí)，控制閥前裝有閥門(此時(shí)關(guān)閉閥)。 裝置占地面積1. 2X0. 8m2 (不含操作臺(tái))?？刂朴酶鞣N計(jì)算機(jī)、工控機(jī)、各種集散控制系統(tǒng) 及軟件可根據(jù)需要選用。
權(quán)利要求1.一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，包括有黑箱子、水槽、進(jìn)水管路、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流孔板、控 制閥、壓力表，其特征在于被控對(duì)象黑箱子為三層架構(gòu)，置于貯水箱上面，上層8個(gè)水槽; 中層12個(gè)水槽；下層8個(gè)水槽；觀個(gè)水槽接變送器；進(jìn)水管路中裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，節(jié)流孔 板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的進(jìn)水管路控制閥 前裝有手動(dòng)閥和壓力表。
專利摘要一種過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，包括有黑箱子、水槽、進(jìn)水管路、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流孔板、控制閥、壓力表，其被控對(duì)象黑箱子為三層架構(gòu)，置于貯水箱上面，上層8個(gè)水槽；中層12個(gè)水槽；下層8個(gè)水槽；28個(gè)水槽接變送器；進(jìn)水管路中裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，節(jié)流孔板。進(jìn)水管路控制閥前裝有手動(dòng)閥和壓力表。本實(shí)用新型對(duì)大化工(化工、石油、冶金、建材、制藥、生物、食品釀造、大型注塑機(jī)等)流體(氣、液、粘稠液、粉體)生產(chǎn)裝置、設(shè)備和機(jī)器工藝過程自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。適用于高校、科研院所、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研及生產(chǎn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠家公司。
文檔編號(hào)G09B19/00GK201910160SQ20102055670
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者紀(jì)興權(quán) 申請(qǐng)人:沈陽化工大學(xué)