热工自动化过程控制实验装置

热工自动化过程控制实验装置

热工自动化过程控制实验装置特性概述与实验指南

一、装置主要特性

本热工自动化过程控制实验装置全面覆盖了流量、压力、液位、温度这四大核心热工参数。系统不仅可以通过调节器设定值的阶跃扰动来模拟真实环境，还能够利用电磁阀和手操作阀在对象中制造多种扰动，使一个被调参数在不同动力源、执行器和工艺线路的组合下，演变出多种调节回路。这种设计有助于深入讨论和比较各种调节方案的优劣，为学习和研究提供了丰富的实验场景。

此外，该装置支持多变量控制系统及特定过程控制系统的实验，能够完成如锅炉汽包虚假水位特性实验和分段过热控制系统实验等复杂实验，为热工自动化领域的教学和科研提供了强有力的支持。

二、技术性能指标

1. 输入电压：采用三相五线制380V±10%，频率为50Hz，确保设备的稳定运行。

2. 工作环境：设备能在-5℃～+40℃的环境温度下正常工作，相对湿度要求小于85%（在25℃时），以适应不同实验室的环境条件。

三、装置详细组成

1. 实验对象系统：

• 包括不锈钢储水箱、有机玻璃圆筒型上水箱和不锈钢锅炉汽包，为实验提供必要的容器和设备。

• 三相4.5kW电加热锅炉由不锈钢内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成，与铝塑盘管一起构成完整的加热系统。

2. 动力系统：

• 包含三套动力系统，分别由三相不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、电磁阀、涡轮流量计等关键部件组成，提供实验所需的动力支持。

3. 材质与工艺：

• 整套对象系统均采用不锈钢材料制造，包括框架、管道、底板等，确保设备的耐用性和稳定性。

4. 检测与执行装置：

• 配备两只扩散硅压力变送器，分别用于检测上水箱和锅炉汽包的液位。

• 三只涡轮流量计用于监测两条动力支路及盘管出水口的流量。

• 六只Pt100热电阻温度传感器分别检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管及上水箱出水口的水温。

• 执行器包括电磁阀和电动调节阀，以及三相不锈钢磁力驱动泵和电加热管等关键设备。

四、实验项目指南

1. 认识实验：了解过程控制系统的基本组成和硬件结构。

2. 传感器校正：进行传感器的零点迁移与量程调整，确保测量准确性。

3. 特性测试实验：包括单容水箱和双容水箱的特性测试，以及锅炉汽包虚假水位特性测试。

4. 定值控制实验：涵盖上水箱（或下水箱）液位、双容水箱液位、锅炉内胆静态和动态水温、锅炉夹套水温、电动阀支路流量以及变频调速磁力泵支路流量的定值控制实验。

5. 单回路控制系统实验：通过单回路控制系统实验，深入理解控制系统的基本原理和操作方法。