專利名稱：實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，主要用于化工生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。
背景技術(shù)：
目前的過程控制裝置通常是對(duì)生產(chǎn)中的一個(gè)簡單設(shè)備進(jìn)行控制，一般用模擬控制儀表對(duì)單個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)控制。這種控制裝置存在著一些缺陷，通常只能做單一實(shí)驗(yàn)，只能對(duì)單一參數(shù)進(jìn)行控制，使用不方便，不能構(gòu)成復(fù)雜控制系統(tǒng)，而且實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性差，同時(shí)對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存和日后調(diào)用分析也存在一定的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠模擬實(shí)際生產(chǎn)，裝置中有多個(gè)生產(chǎn)對(duì)象，能對(duì)每一對(duì)象的工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)控制的、操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于包括儲(chǔ)水槽、水箱、夾套式鍋爐和換熱器，水箱上安裝液位檢測(cè)裝置，夾套式鍋爐由鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套組成，鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套中均設(shè)有溫度檢測(cè)裝置，鍋爐內(nèi)膽中還設(shè)有電加熱管，儲(chǔ)水槽的左側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥、離心泵、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，儲(chǔ)水槽的右側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥、小流量泵、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，左、右側(cè)出水管分別通過管路連接水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套和換熱器的進(jìn)口，手動(dòng)切換閥和小流量泵之間的管路通過熱水管連接鍋爐內(nèi)膽，右側(cè)出水管支路連接換熱器列管進(jìn)口，換熱器列管出口和換熱器出口上均安裝溫度檢測(cè)裝置，左、右側(cè)出水管支路和熱水管上均設(shè)有手動(dòng)切換閥，各檢測(cè)裝置均連接控制系統(tǒng)。工作原理及過程整個(gè)調(diào)節(jié)裝置中對(duì)工藝參數(shù)的測(cè)量分別通過現(xiàn)場(chǎng)的流量、液位、壓力、溫度檢測(cè)裝置來完成的。實(shí)驗(yàn)前，先將實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置的儲(chǔ)水槽灌滿水(至最高高度)。打開離心泵、手動(dòng)切換閥、去水箱的手動(dòng)切換閥，給水箱供水，利用液位檢測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱的液位進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，配合控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱的液位自動(dòng)控制；關(guān)閉去水箱的手動(dòng)切換閥，打開去鍋爐內(nèi)膽或者鍋爐夾套的手動(dòng)切換閥，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)膽或夾套供水，通過電加熱管對(duì)鍋爐內(nèi)膽的水進(jìn)行加熱，內(nèi)膽水溫上升的時(shí)候，夾套水溫也會(huì)發(fā)生變化，通過溫度檢測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套里的水的溫度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，又能配合控制系統(tǒng)對(duì)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套里的水的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制；關(guān)閉去水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套的手動(dòng)切換閥，打開小流量泵、熱水管上的手動(dòng)切換閥和去換熱器的手動(dòng)切換閥，可以將鍋爐內(nèi)膽中的熱水以及儲(chǔ)水槽中的冷水送入換熱器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器中的兩種不同溫度的水進(jìn)行換熱，并利用溫度檢測(cè)裝置對(duì)換熱器出口的水的溫度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，配合控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器水的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制。離心泵、小流量泵的出口壓力可以通過壓力檢測(cè)裝置進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，配合控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵出口壓力進(jìn)行自動(dòng)控制；左、右側(cè)出水管的給水流量可以通過流量檢測(cè)裝置來檢測(cè)并將信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)。其中所述的水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套和換熱器出口均通過管路連接儲(chǔ)水槽，各管路上均安裝手動(dòng)切換閥，從而能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)水槽中水的循環(huán)利用，既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，又?jié)省了水資源。所述的換熱器列管出口通過管路連接鍋爐內(nèi)膽，管路上安裝手動(dòng)切換閥，這樣從換熱器列管出來的冷卻水可以進(jìn)入鍋爐中進(jìn)行加熱循環(huán)利用。所述的右側(cè)出水管支路連接水箱的進(jìn)口。關(guān)閉右側(cè)出水管的手動(dòng)切換閥，打開與鍋爐內(nèi)膽連接的熱水管的手動(dòng)切換閥，還可以將鍋爐內(nèi)膽加熱后的熱水輸送給水箱，進(jìn)行液位檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?！に龅淖髠?cè)出水管上安裝氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過導(dǎo)氣管連接空氣壓縮機(jī)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥上安裝電氣閥門定位器，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥還有一個(gè)旁路，旁路上安有電磁閥。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥所需能源由空氣壓縮機(jī)提供，即通過空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣(140Kpa)，使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作。整個(gè)調(diào)節(jié)裝置中的控制過程都是通過控制系統(tǒng)來完成的，控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)通過電氣閥門定位器傳給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而根據(jù)取得的溫度或液位或流量信號(hào)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，自動(dòng)控制水位或溫度或流量以滿足設(shè)定值。所述的液位檢測(cè)裝置采用玻璃管式液位計(jì)或差壓式液位變送器或兩者同時(shí)采用。玻璃管式液位計(jì)能夠?qū)⑺鋬?nèi)液位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示；差壓式液位變送器能夠通過導(dǎo)線把信號(hào)傳到控制室控制臺(tái)上，便于對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行永久保存和日后調(diào)用分析。所述的壓力檢測(cè)裝置采用彈簧管式壓力表或壓力變送器或兩者同時(shí)采用。彈簧管式壓力表能夠?qū)㈦x心泵及小流量泵的出口壓力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示；壓力變送器能夠通過導(dǎo)線把信號(hào)傳到控制室控制臺(tái)上，便于對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行永久保存和日后調(diào)用分析。所述的流量檢測(cè)裝置是渦輪流量計(jì)或電磁流量計(jì)。所述的溫度檢測(cè)裝置采用水溫傳感器或者熱電阻溫度變送器或兩者同時(shí)采用。熱電阻溫度變送器能夠通過導(dǎo)線把信號(hào)傳到控制室控制臺(tái)上，便于對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行永久保存和日后調(diào)用分析。為了保證本裝置正常工作，按照常規(guī)方法在水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套中都設(shè)有溢流管，防止工作時(shí)水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套中的水溢出。本實(shí)用新型所具有的有益效果是本裝置可以對(duì)化工生產(chǎn)中液位、流量、壓力、溫度四大工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)；液位參數(shù)用差壓式液位變送器測(cè)量；流量參數(shù)測(cè)量利用渦輪流量計(jì)和電磁流量計(jì)測(cè)量，測(cè)量形式簡單、明了 ；離心泵后出口設(shè)有壓力表和壓力變送器，使測(cè)量出的壓力參數(shù)既能通過壓力表現(xiàn)場(chǎng)顯示，也能通過壓力顯示儀表顯示出來；溫度參數(shù)用熱電阻溫度變送器測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確；所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表可以永久存儲(chǔ)，在計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件中也可隨時(shí)調(diào)用，以便操作結(jié)束后進(jìn)行比較和分析。

[0020]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、儲(chǔ)水槽；2、手動(dòng)切換閥；3、離心泵；4、手動(dòng)切換閥；5、彈簧管式壓力表；
6、壓力變送器；7、渦輪流量計(jì)；8、電磁閥；9、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；10、電氣閥門定位器；11、導(dǎo)氣管；12、空氣壓縮機(jī)；13、差壓式液位變送器；14、手動(dòng)切換閥；15、玻璃管式液位計(jì)；16、水箱；17、手動(dòng)切換閥；18、手動(dòng)切換閥；19、鍋爐夾套；20、電加熱管；21、鍋爐內(nèi)膽；22、水溫傳感器；23、水溫傳感器；24、熱電阻溫 度變送器；25、熱電阻溫度變送器；26、換熱器；27、手動(dòng)切換閥；28、手動(dòng)切換閥；29、電磁流量計(jì)；30、壓力變送器；31、彈簧管式壓力表；32、手動(dòng)切換閥；33、手動(dòng)切換閥；34、小流量泵；35、手動(dòng)切換閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述如圖I所示，實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，包括儲(chǔ)水槽I、水箱16、夾套式鍋爐和換熱器26，水箱16上安裝玻璃管式液位計(jì)15和差壓式液位變送器13，夾套式鍋爐由鍋爐內(nèi)膽21和鍋爐夾套19組成，鍋爐內(nèi)膽21和鍋爐夾套19中分別設(shè)有水溫傳感器23、22，鍋爐內(nèi)膽21中還設(shè)有電加熱管20，儲(chǔ)水槽I的左側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥2、離心泵3、壓力檢測(cè)裝置和渦輪流量計(jì)7，左、右側(cè)出水管分別通過管路連接水箱16、鍋爐內(nèi)膽21、鍋爐夾套19和換熱器26的進(jìn)口，水箱16、鍋爐內(nèi)膽21、鍋爐夾套19和換熱器26出口均通過管路(安裝手動(dòng)切換閥)連接儲(chǔ)水槽1，儲(chǔ)水槽I的右側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥35、小流量泵34、壓力檢測(cè)裝置和電磁流量計(jì)29，手動(dòng)切換閥35和小流量泵34之間的管路通過熱水管連接鍋爐內(nèi)膽21，右側(cè)出水管支路連接換熱器列管進(jìn)口及水箱16的進(jìn)口，換熱器列管出口通過管路連接鍋爐內(nèi)膽21，換熱器列管出口和換熱器出口上分別安裝熱電阻溫度變送器24、25，左、右側(cè)出水管支路和熱水管上均設(shè)有手動(dòng)切換閥，各檢測(cè)裝置均連接控制系統(tǒng)。其中，壓力檢測(cè)裝置采用彈簧管式壓力表5、31和壓力變送器6、30 ;左側(cè)出水管上還安裝有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9通過導(dǎo)氣管11連接空氣壓縮機(jī)12，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9上安裝電氣閥門定位器10，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9還有一個(gè)旁路，旁路上安有電磁閥8。工作原理及過程將實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的儲(chǔ)水槽I灌滿水(至最高高度)。打開手動(dòng)切換閥2、開啟離心泵3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9、電氣閥門定位器10組成的動(dòng)力支路，離心泵3的出口壓力就可以通過彈簧管式壓力表5或者壓力變送器6來檢測(cè)，彈簧管式壓力表5對(duì)檢測(cè)到的壓力參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，而壓力變送器6將檢測(cè)出的4 20mA信號(hào)遠(yuǎn)傳到儀表操作臺(tái)上顯示，同時(shí)也可以傳到上位計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示保存。打開手動(dòng)切換閥14后可以把儲(chǔ)水槽I的水輸送給水箱16。利用差壓式液位變送器13把水箱16中的液位信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室儀表操作臺(tái)上進(jìn)行顯示。關(guān)閉手動(dòng)切換閥14，打開手動(dòng)切換閥17，可以實(shí)現(xiàn)把儲(chǔ)水槽I的水輸送給鍋爐內(nèi)膽21，打開手動(dòng)切換閥18可以實(shí)現(xiàn)把儲(chǔ)水槽I的水輸送給鍋爐夾套19，打開電加熱管20的啟動(dòng)按鈕可以給鍋爐內(nèi)膽21的水加熱,鍋爐內(nèi)膽21和鍋爐夾套19水溫可以用水溫傳感器23和水溫傳感器22把溫度信號(hào)遠(yuǎn)傳到到控制室儀表操作臺(tái)上進(jìn)行顯示。關(guān)閉手動(dòng)切換閥17，打開手動(dòng)切換閥27，可以有一路水進(jìn)行換熱器26。關(guān)閉手動(dòng)切換閥2、打開手動(dòng)切換閥35，開啟小流量泵34，小流量泵34、電磁流量計(jì)29組成的動(dòng)力支路，也可以實(shí)現(xiàn)把儲(chǔ)水槽I的水輸送給水箱16、鍋爐內(nèi)膽21、鍋爐夾套19和換熱器26。關(guān)閉手動(dòng)切換閥35，打開手動(dòng)切換閥33、32，還可以把鍋爐內(nèi)膽21的加熱后的熱水輸送給水箱16，打開手動(dòng)切換閥28可以有另一路水進(jìn)行換熱器26，實(shí)現(xiàn)換熱。換熱器26的兩個(gè)出口溫度用熱電阻溫度變送器24、25把溫度信號(hào)傳到到控制室儀表操作臺(tái)上進(jìn)行顯示。為了保證本裝置正常工作，按照常規(guī)方法在水箱16、鍋爐內(nèi)膽21、鍋爐夾套19中都設(shè)有溢流管，防止工作時(shí)水箱16、鍋爐內(nèi)膽21、鍋爐夾套19中的水溢出。此外，整個(gè)裝置中的控制過程都是通過控制系統(tǒng)來完成的，控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)通過電氣閥門定位器10傳給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9，從而根據(jù)取得的溫度或液位或流量信號(hào)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9開關(guān)，自動(dòng)控制水位或溫度或流量以滿足設(shè)定值。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9所需能源由 空氣壓縮機(jī)12提供，即通過空氣壓縮機(jī)12產(chǎn)生壓縮空氣(140Kpa),使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9獲得能源，進(jìn)而接受智能控制器發(fā)出的信號(hào)來工作，智能控制器發(fā)出的控制信號(hào)要通過電氣閥門定位器10轉(zhuǎn)換成氣信號(hào)，才能使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥9動(dòng)作。
權(quán)利要求1.一種實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于包括儲(chǔ)水槽(I)、水箱(16)、夾套式鍋爐和換熱器(26)，水箱(16)上安裝液位檢測(cè)裝置，夾套式鍋爐由鍋爐內(nèi)膽(21)和鍋爐夾套(19)組成，鍋爐內(nèi)膽(21)和鍋爐夾套(19)中均設(shè)有溫度檢測(cè)裝置，鍋爐內(nèi)膽(21)中還設(shè)有電加熱管(20)，儲(chǔ)水槽(I)的左側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥(2)、離心泵(3)、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，儲(chǔ)水槽(I)的右側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥(35)、小流量泵(34)、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，左、右側(cè)出水管分別通過管路連接水箱(16)、鍋爐內(nèi)膽(21)、鍋爐夾套(19 )和換熱器(26 )的進(jìn)口，手動(dòng)切換閥(35 )和小流量泵(34)之間的管路通過熱水管連接鍋爐內(nèi)膽(21 )，右側(cè)出水管支路連接換熱器列管進(jìn)口，換熱器列管出口和換熱器出口上均安裝溫度檢測(cè)裝置，左、右側(cè)出水管支路和熱水管上均設(shè)有手動(dòng)切換閥，各檢測(cè)裝置均連接控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的水箱(16)、鍋爐內(nèi)膽(21 )、鍋爐夾套(19)和換熱器出口均通過管路連接儲(chǔ)水槽(I )，各管路上均安裝手動(dòng)切換閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的換熱器列管出口通過管路連接鍋爐內(nèi)膽(21)，管路上安裝手動(dòng)切換閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的右側(cè)出水管支路連接水箱(16)的進(jìn)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的左側(cè)出水管上安裝氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(9)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(9)通過導(dǎo)氣管(11)連接空氣壓縮機(jī)(12)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(9)上安裝電氣閥門定位器(10)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(9)還有一個(gè)旁路，旁路上安有電磁閥(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的液位檢測(cè)裝置采用玻璃管式液位計(jì)或差壓式液位變送器或兩者同時(shí)采用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的壓力檢測(cè)裝置采用壓力變送器或彈簧管式壓力表或兩者同時(shí)采用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的流量檢測(cè)裝置是潤輪流量計(jì)或電磁流量計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置，其特征在于所述的溫度檢測(cè)裝置采用水溫傳感器或者熱電阻溫度變送器或兩者同時(shí)采用。
專利摘要實(shí)驗(yàn)室用過程控制裝置包括儲(chǔ)水槽、水箱、夾套式鍋爐和換熱器，水箱上安裝液位檢測(cè)裝置，鍋爐內(nèi)膽中和鍋爐夾套中均設(shè)有溫度檢測(cè)裝置，鍋爐內(nèi)膽中還設(shè)有電加熱管，儲(chǔ)水槽的左側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥、離心泵、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，儲(chǔ)水槽的右側(cè)出水管上順次安裝有手動(dòng)切換閥、小流量泵、壓力檢測(cè)裝置和流量檢測(cè)裝置，手動(dòng)切換閥和小流量泵之間的管路通過熱水管連接鍋爐內(nèi)膽，儲(chǔ)水槽、水箱、鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套和換熱器通過管路相通，右側(cè)出水管支路連接換熱器列管進(jìn)口，換熱器列管出口和換熱器出口上均安裝溫度檢測(cè)裝置。本裝置可對(duì)化工生產(chǎn)中液位、流量、壓力、溫度四大工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，操作簡單，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可永久存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)G05D27/02GK202795102SQ201220326919
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者高娟 申請(qǐng)人:淄博職業(yè)學(xué)院