·设备外观

·设计简述

    对象系统实验装置通过对热工四大参数（流量、压力、液位、温度）的控制，可完成《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》、《集散控制》、《PLC可编程控制》、《单片机控制》、《计算机控制》等课程所开的实验项目。

·主要参数

    1.工作电源: 三相四线380V±10％  50Hz；
    2.工作环境: 温度–10℃～+40℃，相对湿度＜85％（25℃），海拨＜4000m；
    3.装置容量：≤5.0KVA；
    4.外形尺寸：1630mm×780mm×1850mm；
    5.安全保护：具有接地、漏电压、漏电流保护，安全指标符合国家标准。

·组成及功能

    本装置主要由不锈钢框架、不锈钢储水箱、三个串接有机玻璃水箱、3kW三相电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。供水系统有两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、压力仪表、电动调节阀、交流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由三相磁力驱动泵（220V变频调速，通过变频器来驱动）、涡轮流量计及手动调节阀组成。
    实验装置基本配置及功能如下

序号	部件名称	主要配置	数量	备注
1	液位水箱	包括上水箱、中水箱、下水箱，三个水箱均采用透明优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为：D=250mm，H=200mm；下水箱尺寸为：D=350mm，H=200mm。水箱结构独特，由三个槽组成，分别为缓冲槽、工作槽和出水槽，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。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器，可对水箱的压力和液位进行检测和变送。三个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。	3个
2	储水箱	采用304不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=680mm×520mm×430mm，容量为152L，完全能满足实验的供水需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和底部装有注水阀门和排水阀门，方便实验用水的更换。	1个
3	锅炉	有3kW三相电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，主要完成相关的温度实验。做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。 内胆尺寸：直径Φ=185mm，高度h=528mm，容积=14.2L；锅炉夹套尺寸：直径Φ=270mm，高度h=420mm，容积=9.8L。	1个
4	盘管	模拟工业现场的管道输送和滞后环节，长35米（43圈），管径15mm，在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择	1套
5	管道及阀门	盘管的出水通过手动阀门的切换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。 整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，泵前采用Φ20的管子，泵后采用Φ16的管子，溢流管采用Φ25的管子，所有的手动阀门均采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。	1套
6	液位变送器	用于对三个液位水箱的液位进行检测；材质：全不锈钢结构，铝合金外壳；量程范围：0～5KP；精度：0.5%；绝缘电阻：≥20MΩ/50VDC；零点温度系数：±0.5%FS/10℃；稳定性：±0.5%FS/1年；输出信号：4～20mADC（两线制），带不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。	3只
7	温度传感器	采用Pt100铂热电阻温度传感器，分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（有3个测试点）以及上水箱出口的水温。Pt100测温范围：-200～+650℃。Pt100传感器精度高，热补偿性较好，可用于做标准校验用热电阻。	6只
8	流量变送器	采用涡轮流量计，涡轮流量计的传感器部分为涡轮结构，是一种速度式检测仪表，用于检测水流量的大小，当流量很小时其精度也不会降低。公称通径：10毫米（管螺纹G1/2″）；量程：0～1.2m3/h；精度：1级；输出信号： 4～20mA DC（两线制）；供电电源：DC24V	3只
9	电动调节阀	采用智能直行程电动调节阀，用来对控制回路的流量进行调节。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作方便等优点，电源为单相220V，控制信号为4～20mADC，可输出为4～20mADC的阀位信号，使用和校正非常方便。	1台
10	磁力驱动泵	本装置采用磁力驱动泵做为供水系统，型号为16CQ-8P，流量为30升/分，扬程为8米，功率为0.18KW，转速2800rpm。泵体完全采用不锈钢材料，以防止生锈，使用寿命长。本装置采用两只磁力驱动泵,一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。	2只
11	电磁阀	安装在电动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。电磁阀工作电压：220VAC；公称通径：DN15；管螺纹G1/2″	1只
12	三相电加热管	由三根1kW电加热管星形连接而成，用来对锅炉内胆内的水进行加温，每根加热管的电阻值约为50Ω左右。	1套

·实训项目

(一) 现场仪表安装与调试技能实训
    1.压力变送器的安装与调试
    2.涡轮流量计的安装与调试
    3.电磁流量计的安装与调试
(二) 过程自动化系统的调试与运行
    1.单容水箱液位定值控制系统
    2.双容水箱液位定值控制系统
    3.单闭环流量定值控制系统
    4.锅炉内胆水温定值控制系统
    5.水箱液位串级控制系统
    6.下水箱液位与进水流量串级控制系统
    7.单闭环流量比值控制系统
    8.双闭环流量比值控制系统
    9.下水箱液位的前馈-反馈控制系统
    10.盘管出水口温度滞后控制系统
    11.盘管出水口流量滞后控制系统
    12.上水箱液位与出口温度解耦控制系统
    13.系统控制程序的编写与调试
    14.过程自动化系统的设计、调试与运行

·配置清单