过程控制实验装置

过程控制实验装置

一、过程控制实验装置概述

本企业研发的过程控制实验装置专为自动化及相关专业教学需求设计，融合了国内外先进技术，经过多次实验验证与优化，打造出一套功能全面、技术领先的教学实验平台。该装置不仅支持传统PID控制算法及其改进算法，还集成了模糊控制、人工神经元控制等先进控制策略。同时，装置内置MATLAB软件平台，便于师生进行算法设计与验证。

本装置适用于《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》及《传感器检测与转换技术》等课程的教学实验，可满足本科、专科不同层次的教学需求，同时也为研究生、教师及工程技术人员提供了复杂控制系统与智能控制系统的研究平台。

二、过程控制实验装置核心特点

1. 一体化设计

• 采用积木式结构，功能高度集成，结构紧凑，外观美观，便于运输与实验室布局。

2. 小型化与可视化

• 控制对象模型由不锈钢与有机玻璃水箱构成，管道流程清晰可见，实验过程直观易懂。

3. 全参数覆盖

• 支持液位、流量、压力、温度四大工业过程核心参数的精确控制与监测。

4. 高效执行元件

• 配备两台磁力驱动泵与一台电加热器，结构紧凑，功率适中，满足实验需求。

5. 多样化控制方式

• 支持位式控制、连续控制、模拟PID控制、智能仪表控制、PLC控制、单片机控制、计算机控制、变频调速控制及单相移相调压控制等多种控制方式。

6. 全面安全保护

• 配备电压型与电流型漏电保护器，强电连接采用全封闭结构，强弱电接口分离，确保实验安全。

三、过程控制实验装置系统组成

1. 控制对象模型

• 由上、中、下三个水箱及一个储水箱组成，配备两台磁力泵供水。

• 上、中水箱安装扩散硅压力变送器，用于液位与压力检测；下水箱内置500W电加热器与PT100温度传感器。

• 主管道配备涡轮流量计、小型阀门及磁力驱动泵，支持液位、压力、温度、流量等参数的闭环控制。

2. 实验挂箱模块

• 提供九种实验挂箱，包括传感器输出与显示、单片机控制、模拟PID实验、位式与连续控制、PLC控制器（西门子S7-200）、交流变频器（日本三菱）等。

3. 配套设备

• 专用编程电缆线、485通讯转换器、豪华型电脑桌（用户自备计算机）。

• 上位机软件支持PLC编程与工控组态，可实现数据采集、动态显示、实时曲线绘制、历史数据存储等功能。

四、过程控制实验装置技术参数

• 供电电源：单相三线220V±10%，50Hz

• 整机功耗：＜1kVA

• 外形尺寸：172cm×73cm×160cm

五、过程控制实验装置实验项目

本装置支持以下实验项目：

1. 压力变送器零点迁移与性能测试

2. 单容/双容自衡水箱对象特性测试

3. 温度位式与连续控制实验

4. 单容/双容水箱液位PID控制

5. 流量定值控制实验

6. 单回路控制系统质量研究

7. 液位串级控制实验

8. 计算机与单片机控制系统实验

9. 基于MATLAB的单回路与串级PID控制实验