附录_实验装置介绍
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RTSX—2B型电工实训考核实验装置简介一、实训装置的特点及技术参数1、实训装置的特点(1)本装置以先进的职业教育模式,按照德国教具公司的产品标准生产的实际操作装置。
有安全、灵活、规范等特点。
(2)装置只需三相五线的交流电源即可投入使用,挂箱式结构,安装方便。
(3)能满足电工培训实践操作、考核鉴定的电力拖动控制、照明电路等项目。
具有实践操作方便,所有电器都由学生自行安用实验线进行连接,提高学生的动手动脑能力。
(4)操作内容的选择具有典型性、实用性,桌体内总开关具有漏电保护作用。
并且实验中都要求连接保险,对培训者(或学生)的安全起到保护作用。
2、实训装置的技术参数(1)输入电源:AC380V±5%(三相五线) 50Hz(2)额定电流:5A(3)相对温度:-5~40℃(4)外形尺寸:1640×720×1550mm(5)设备重量:100kg为了在实验时能取得预期的效果,建议实验者注意以下环节:实验准备实验准备即为实验的预习阶段,是保证实验能否顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应先进行预习,从而提高实验质量和效率,避免在实验时不知如何下手,浪费时间,完不成实验,甚至损坏实验装置。
因此,实验前应做到:(1)复习教材中与实验有关的内容,熟悉与本次实验相关的理论知识;(2)预习实验指导书,了解本次实验的目的和内容;掌握本次实验的工作原理和方法;(3)写出预习报告,其中应包括实验的详细接线图、实验步骤等;(4)熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等;接线前可对照附录中的端子图发解元器件的分布和接线位置。
实验实施在完成理论学习、实验预习等环节后,就可进入实验实施阶段。
实验时要做到以下几点:(1)实验开始前,指导教师要对学生的预习报告作检查,要求学生了解本次实验的目的、内容和方法,只有满足此要求后,方能允许实验开始。
(2) 指导教师对实验装置作介绍,要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器,明确这些设备的功能、使用方法。
用光栅光谱仪测定滤色片的光谱透过率实验目的:1、了解光栅光谱仪的工作原理;2、掌握利用光栅光谱仪进行测量的技术;3、用光栅光谱仪测定滤色片的光谱透过率。
实验仪器:多功能光栅光谱仪、计算机、打印机、待测滤色片(品红色、黄色、青色)。
实验原理:1.光栅光谱仪的基本结构光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器。
光栅光谱仪是光谱测量中最常用的仪器,基本结构如图1所示。
它由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G 、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成。
衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件。
它是在一块平整的玻璃或金属材料表面(可以是平面或凹面)刻画出一系列平行、等距的刻线,然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜,就构成一块反射试验射光 图1 光栅光谱仪光路栅。
相邻刻线的间距d 称为光栅常数,通常刻线密度为每毫米数百至数十万条,刻线方向与光谱仪狭缝平行。
入射光经光栅衍射后,相邻刻线产生的光程差:其中(sin sin )s d αβ∆=±,α为入射角,β为衍射角,则可导出光栅方程:(sin sin )d m αβλ±= (1.1)光栅方程将某波长的衍射角和入射角通过光栅常数d 联系起来,λ为入射光波长,m 为衍射级次,取0,±1,±2,…等整数。
式中的“±”号选取规则为:入射角和衍射角在光栅法线的同侧时取正号,在法线两侧时取负号。
如果入射光为正入射0α=,光栅方程变为sin d m βλ=。
衍射角度随波长的变化关系,称为光栅的角色散特性,当入射角给定时,可以由光栅方程导出c o sd md d βλβ=, (1.2) 复色入射光进入狭缝S1后,经M2变成复色平行光照射到光栅G 上,经光栅色散后,形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射,M2将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝S2上,再由S2后面的电光探测器记录该波长的光强度。
光栅G 安装在一个转台上,当光栅旋转时,就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上,光电探测器记录不同光栅旋转角度(不同的角度代表不同的波长)时的输出光信号强度,即记录了光谱。
液─液萃取塔实验装置说明书天津大学化工基础实验中心目录一. 实验设备的特点二. 实验装置的基本情况和技术数据三. 实验方法及步骤四. 使用实验设备应注意的事项五. 附录附录 1. 实验数据的计算过程及结果附录2. 实验数据及计算结果列表附录3. 附图一. 实验设备的特点1. 本装置体积小,重量轻,移动方便。
本实验装置塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管,其它均为不锈钢件制成,可适用于多种物系。
2. 操作方便,安全可靠,调速稳定。
环境污染小,噪声小。
二. 实验装置的基本情况和技术数据实验装置的流程示意图1—水泵;2—油泵;3—煤油回流阀;4—煤油原料箱;5—煤油回收箱;6—煤油流量计;7—回流管;8—电机;9—萃取塔;10—浆叶;11--π型管;12—水转子流量计;13—水回流阀;14—水箱;15—转数测定器;萃取塔为桨叶式旋转萃取塔。
塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管,塔顶和塔底的玻璃管端扩口处,分别通过增强酚醛压塑法兰、橡皮圈、橡胶垫片与不锈钢法兰连结。
塔内有16个环形隔板将塔分为15段,相邻两隔板的间距为40mm,每段的中部位置各有在同轴上安装的由 3 片桨叶组成的搅动装置。
搅拌转动轴的底端有轴承,顶端亦经轴承穿出塔外与安装在塔顶上的电机主轴相连。
电动机为直流电动机,通过调压变压器改变电机电枢电压的方法作无级变速。
操作时的转速由仪表显示。
在塔的下部和上部轻重两相的入口管分别在塔内向上或向下延伸约200 mm,分别形成两个分离段,轻重两相将在分离段内分离。
萃取塔的有效高度 H 则为轻相入口管管口到两相界面之间的距离。
主要设备的技术数据如下:1. 萃取塔的几何尺寸: 塔径 D=37 mm 塔身高=1000 mm 塔的有效高度 H=750 mm2. 水泵、油泵: CQ型磁力驱动泵型号: PM-250PE 电压: 220V功率: 250W扬程: 6米3. 转子流量计:型号 LZB-4 流量 1-10 L/h 精度 1.5 级4. 转速测定装置搅拌轴的转速通过直流调压器来调节改变,转速的测定是通过霍尔传感器将转速变换位电信号,然后又通过数显仪表显示出转速。
附录Ⅰ DGJ-3型电工技术实验装置使用说明书一、概述本装置是由实验屏、实验桌和若干实验组件挂箱等组成。
屏上固定着交流电源的起动控制装置,三相电源电压指示切换装置,低压直流稳压电源、恒流源、受控源,数字智能函数信号发生器,定时兼报警记录仪和各类测量仪表,以及DGJ-03、DGJ-04、DGJ-05、DGJ-07实验组件挂箱。
二、交流电源的启动(1) 检查实验屏的左后侧有一根三相四芯电源线(并已接好三相四芯插头)以及机壳的接地线是否接好。
(2) 将位于电工实验装置左侧面的三相自耦调压器的旋转手柄,按逆时针方向旋至零位。
(3) 将三相电压表的“电源指示切换”开关置于左侧(三相电源输入电压)。
(4) 开启钥匙式三相电源总开关,停止按钮灯亮(红色),三只电压表(0~450V)指示出输入的三相电源线电压之值。
(5) 按下启动按钮(绿色),红色按钮灯亮,同时可听到屏内交流接触器的瞬时吸合声,面板按U1、V1合W1上的黄、绿、红三个LED指示灯亮。
至此,实验屏启动完毕。
三、三相可调交流电源输出电压的调节及用于照明和实验日光灯的使用1、三相可调交流电源输出电压的调节(1) 将三相“电源指示切换”开关置于右侧(三相调压输出),三只电压表指针回到零位。
(2) 按顺时针方向缓缓旋转三相自耦调压器的旋转手柄,三只电压表将随之偏转,即指示出屏上三相可调电压输出端U、V、W两两之间的线电压之值,直到调节到实验内容所需的电压值。
注意:①实验完毕,将旋柄调回零位。
并将“电压指示切换”开关拨至左侧。
②本电源设有过流自动保护功能,当过流时切断总电源,并发出告警信号,按复位键后,方可重新启动。
2、用于照明和实验日光灯的使用本实验屏上有两个30W日光灯管,分别供照明和实验使用。
照明用的日光灯管通过两相手动开关进行切换,当开关拨至上方时,日光灯管亮;当开关拨至下方时,灯管灭。
实验用的日光灯管的四个引出插孔分别作为实验中的灯管元件使用。
四、低压直流稳压、恒流电源输出与调节1、低压直流稳压电源的输出与调节(1)开启直流稳压电源带灯开关,两路输出插孔均有电压输出。
《电机及电力拖动实验指导书》徐东辉武汉大学电气工程学院2005.2目录实验要求常用电机测试仪表使用电机基本实验部分第一章变压器实验一认识实验( 单相变压器的特性测试)实验二单相变压器实验三三相变压器的连接组实验四三相变压器第二章异步电机实验一三相鼠笼式异步电动机参数的测定实验二三相鼠笼式异步电动机的起动和调速第三章同步电机实验一三相同步发电机的运行特性实验二三相同步发电机参数的测定第四章直流电机实验一直流发电机实验二直流电动机第五章控制电机实验一步进电机实验实验二力矩式自整角机实验综合实验部分实验一三相变压器的并网运行实验二三相变压器的不对称短路实验三三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验四异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验五三相同步发电机并网运行自选实验部分实验一三相三绕组变压器实验二三相变压器的不对称短路实验三三相同步电动机设计性实验部分实验一电机节能运行专题附录一:电机实习附录二:电机实验装置简介实验要求实验以小组为单位进行,推选组长一人负责组织全组的实验工作,实验课可分为三个部分:(1) 预习;(2) 实验;(3) 分析讨论和写作实验报告。
1. 预习根据《电机实验》中提出的内容,明确实验的目的和要求,复习有关章节和参考有关资料,拟定实验、线路图及操作方法步聚,预计所得的结果和有关曲线的形状,同时了解实验过程中应当注意的问题,防止发生事故。
2. 实验(1) 上课时,指导老师根据实验目的及内容检查学生的预习、准备情况(2) 根据实验要求及机组名牌数据,选择适当量程的仪表及辅助设备,分工进行连结互相检查并讨论改正,最后经指导老师检查同意后,方可分闸试验,如试验过程中改变了线路,也必须经教师检查。
(3) 实验按预定步骤进行,注意正确的操作方法,观察与分析实验数据,并由组长指挥,分工同时读数,实验如发现异常现象或数据中有问题时,应及时停止实验,进行分析研究,不可盲动,以免以生事故,在实验过程中应注意安全。
实验3 速度和加速度的测量速度和加速度是描述物体运动状态的基本参量,实验中通常需要对它们进行测定,从而去研究物体运动的规律。
本实验采用光电门采集数据来测量气垫导轨上滑块运动的速度和加速度。
一、实验目的1、学习气垫导轨和存储式计时计数测速仪的使用。
2、掌握在气垫导轨上测量平均速度、瞬时速度和加速度的方法。
二、实验原理1、测量滑块运动的瞬时速度v当物体做直线运动时,其瞬时速度定义为0lim t S dS v t dt∆→∆==∆ (3-1) 按照这个定义,瞬时速度实际上是不可能测量的。
因为当0→∆t 时,同时有0→∆S ,测量上有困难。
因此,我们只能取很小的t ∆,以及相应的S ∆,用其平均速度来代替瞬时速度v ,即S v t∆=∆ (3-2) 尽管用平均速度代替瞬时速度会产生一定误差,但如果物体运动速度较大而加速度又不太大时,这种误差也不会太大。
本实验运用气垫导轨对做匀速直线运动物体的速度进行测量。
气垫导轨表面上的小孔喷出的压缩空气,使导轨表面与滑块之间的摩擦力大大减小,气轨上的滑块运动几乎可以看作无摩擦的运动。
当气轨水平放置时,自由漂浮的滑块所受的合外力为零,因此,滑块在气轨上可以静止,或以一定的速度作匀速直线运动。
在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为L ∆的挡光板。
当滑块经过设在某位置上的光电门时,挡光板将遮住照在光敏管上的光束,因为挡光板宽度一定,遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比,测出挡光板的宽度L ∆和遮光时间t ∆,则滑块通过光电门的平均速度为tL v ∆∆= (3-3)若L ∆很小,则在L ∆范围内滑块的速度变化也很小,故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。
L ∆越小,则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度。
如果滑块作匀速直线运动,则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等,测速仪上显示的时间相同,在此情形下,滑块速度的测量值与L ∆的大小无关。
实验一ﻩ液位流量过程控制系统一、实验目的1.掌握控制对象动态特性测试的方法.2.熟悉1~2阶单回路控制系统和串级控制系统的组成,调节器参数整定.3. 了解干扰信号加于不同位置对调节质量的影响.4。
掌握P、I、D参数对系统性能的影响。
二、实验内容1。
动态特性测试液位对象的动态特性测试流量对象的动态特性测试2.单回路控制系统液位单回路控制及参数整定流量单回路控制及参数整定3。
串级控制系统串级控制的组成串级控制时调节器的参数整定及系统投运4。
比值控制系统相乘控制方案的实施比值控制时比值系数的设置三、实验用图所有原理框图、接线图均在实验步骤内四、实验预备知识1.了解差压变送器的工作原理和结构。
2. 了解电气调节阀和流量传感器工作原理和信号的传递与控制.3. 掌握PID数字控制仪的接线与操作方法。
五、实验预习1。
了解实验装置,熟悉液位与流量过程控制系统面板图(见附图一).2.根据每个实验的要求和对应实验装置的面板图,完成“实验原理与步骤”中各种实验的原理框图和接线图,以此为依据进行实验。
3。
写出每个实验的操作步骤及调节器的设置。
六、实验装置1.装置介绍a.装置的组成该装置由控制对象和控制台两部分组成.控制对象包括两阶液位对象、水槽、水泵、流体输送管道、空气过滤减压阀、电气转换器以及有关的液位压力检测变送和气动调节阀.在控制屏上安装了数字调节仪表、泵的开停按钮及整个工艺模拟流程图等。
模拟流程图上的有输入输出线插座孔.因此在组成不同控制回路时,只要在这些插孔上进行不同的连接,就能方便组成不同的控制回路.b。
模拟屏模拟屏上的流程图如图4所示。
图中,Ο为插座孔.C1、C2、C3为三个调节器(C1带有通信接线、C2带有外设定功能),C1为主调节器,C2为副调节器,C3为外加干扰;框中的PV、SP、OUT分别表示调节器的测量、外给定、输出;FT1、FT2分别表示内、外容器的流量检测变送值经F/I转换后的标准电流输出信号;V1、V2表示调节阀的输入信号插座孔,接收来自调节器的标准电流输出信号并经电气转换器转换成标准气信号后送到气动调节阀。
物化生专业的实验装置与仪器设备操作技巧物化生专业的学习离不开实验室的支持,实验装置和仪器设备是我们进行实验的必备工具。
掌握实验装置和仪器设备的操作技巧是非常重要的,下面将为大家介绍一些常见实验装置和仪器设备的操作技巧。
一、容量瓶与分液漏斗容量瓶是常用的量取溶液容积的装置,它具有准确的容量。
在操作时,首先应将容量瓶清洗干净,然后取样时要保证垂直倾倒,并放置在平台上。
倾倒时,要倾斜45度角,并将容量瓶嘴对于反映液面位置的刻度线。
同时要注意不要触碰容量瓶的嘴,以免影响实验准确性。
分液漏斗是用来分离液体的工具,其操作需要注意几点。
首先,在滴下液体时,要保证漏斗的嘴部对准容器内的液面,以免溅出。
其次,漏斗中要用玻璃杆搅拌,以免液体外溢,同时还可以加快分离速度。
二、移液管与试管移液管是样品转移的常用工具,操作时要注意避免气泡的产生。
首先将移液管放在瓶口,然后轻轻抽取液体。
在吸取液体时,要确保容器的液面与吸头平行,以减少液滴的滴落。
此外,使用移液管时要注意尺府容量的选择,以确保样品的准确性。
试管是进行试验反应的常见容器,在操作时要注意以下几点。
首先,试管应该垂直地保持在一个固定的位置,以免液体外溢。
同时,试管也要冷却,以免温度过高导致反应失效。
最后,使用试管时要注意量取液体的准确性,不要过多或过少。
三、pH计与天平pH计是测定溶液酸碱性的仪器,使用时要注意以下几点。
首先,校准pH计时,要将电极放入标准溶液中,以确保准确性。
其次,在测定溶液pH值时,要将电极完全浸没于溶液中,并等待数秒钟,以确保读数稳定。
此外,使用后要清洁电极,保持其敏感度。
天平是进行质量测量的主要工具,准确操作有以下几点注意事项。
首先,天平在使用前要校准,确保零点。
其次,在称量物品时要注意平衡,避免外力干扰。
最后,在取出物品时要轻拿轻放,以免天平产生误差。
通过掌握物化生专业实验装置与仪器设备的操作技巧,我们能够更好地进行实验,并获得准确可靠的结果。
DJ-CPTH计算机组成原理实验系统实验指导阜阳师范学院计算机与信息学院2008年3月目录目录 (1)实验一认识实验装置 (2)实验二寄存器实验 (10)实验三运算器实验 (18)实验四数据输出和移位实验 (22)实验五存储器实验 (26)实验六uPC和PC 实验 (32)实验七微程序存储器uM实验 (37)实验八模型机综合实验一 (39)实验九模型机综合实验二 (46)实验十微程序设计实验 (55)实验十一扩展实验 (60)附录1:CPTH 集成开发环境使用 (63)附录2:指令/微指令表(insfile1.mic) (68)附录3:实验用芯片介绍 (79)实验一认识实验装置实验目的:了解实验仪的特点及组成;掌握实验仪键盘的使用。
实验器材:DJ-CPTH实验仪实验要求:1、认真填写预习报告,包括对实验仪器组成的理解、实验操作步骤等。
2、实验之后写出实验报告,包括实验过程中遇到的问题,解决方法,实验后的心得体会及对该次实验的建议与意见。
实验原理及步骤:一、DJ-CPTH特点1、采用总线结构总线结构的计算机具有结构清晰,扩展方便等优点。
DJ-CPTH实验系统使用三组总线即地址总线ABUS、数据总线DBUS、指令总线IBUS和控制信号,CPU、主存、外设和管理单片机等部件之间通过外部数据总线传输,CPU内部则通过内部数据总线传输信息。
各部件之间,通过三态缓冲器作接口连接,这样一方面增强总线驱动能力,另一方面在模型机停机时,三态门输出浮空,能保证不管模型机的CPU工作是否正常,管理单片机总能读/写主存或控存。
2、计算机功能模块化设计DJ-CPTH为实验者提供运算器模块ALU,众多寄存器模块(A,W,IA ,ST,MAR,R0…R3等),程序计数器模块PC,指令部件模块IR,主存模块EM,微程序控制模块〈控存〉uM,微地址计数器模块UPC,组合逻辑控制模块及I/O等控制模块。
各模块间的电源线、地线、地址总线和数据总线等已分别连通,模块内各芯片间数据通路也已连好,各模块的控制信号及必要的输出信号已被引出到主板插孔,供实验者按自己的设计进行连接。
附录一实验装置介绍过程控制系统所采用的实验装置一般可分为两类,一类为物理模型实验装置,一类为半实物仿真实验装置。
课程中各种实验都可以在这两类装置上实现。
一、物理模型实验装置这一类实验装置是由真实的物理模型实现的。
其优点是装置中有真实的流体(清洁的水)流动,采用真实的测量装置和真实的控制阀。
可给学生非常真实的感官印象。
一般都采用清洁的循环水作为工艺介质,所以工艺参数只有液位和流量。
有些实验装置还有电加热设备,增加了温度参数。
这一类实验装置的不足是参数比较单一,有一定的非线性。
具有加热功能的装置,会随实验的进行循环水温度会逐渐增高,这会造成温度控制不理想。
下面是使用比较的几种物理模型实验装置1.普及型控制系统实验装置下面是一种比较典型的普及型控制系统实验装置。
该装置由北京化工大学信息学院自动化系自行研制。
实验装置两部分组成:其一是包括测量变送器和控制阀在内的工艺设备;其二是作为控制工具计算机。
装置上共测量四个参数:上水槽液位、下水槽液位、流量1和流量2。
变送器的4~20mA信号接到信号调理板上,经过调理后的电压信号通过专用电缆连接到插在计算内的A/D+D/A板上。
系统用仪表的电源、D/A电源、计算机电源、水泵的按钮开关、信号灯等设备都集成、组装在一个控制箱。
图F.41所示是自动化系统实验室的物理模型实验装置。
图F.42所示为工艺设备原理图。
图中有三只水槽,槽1、槽2为被控对象,它们的液位高度L1及L2分别通过两台差压变送器测出。
槽3为储槽,是为了构成水得循环而设置得。
储槽3中的水通过水泵1或2抽出,经过孔板和控制阀后送入槽1或槽2(视手动阀1、2、3、4的开闭而定),两路水管中的水流量大小分别通过各自的差压变送器(与孔板配合)测出。
槽1中的水通过线性化流出口流入槽2,槽2中的水又通过其自身的线性化流出口流回到储槽3中。
这样对水来说,始终处于循环状态。
图F .41 物理模型实验装置图本装置除比值实验外,一般情况下F l 所在的管道为主物料管道,F 2管线则作为加干扰用。
计算机为控制工具的实验装置,其工作平台为Windows2000,控制软件采用VB 编制而成。
下面简要介绍其工作过程。
(1)进入实验过程首先在桌面上双击该软件的图标进入到该软件的主画面。
该画面中共有六各 F 1 L 2 图F .42 液位实验装置工艺流程图项目,分别为登录注册、进入实验、系统简介、实验指导、历史数据查询和退出系统。
首先需要进行登录注册。
点击“登录注册”图标之后出现登录注册画面,该画面中所要登录的内容为班级、组号、实验名称和密码。
指定这些内容之后,计算机会自动生成一个数据库文件,文件名称为班级和组号的组合。
之后的实验数据将保存在这个数据库文件中。
需要注意的是:必需指定这些登录内容,否则不能进入实验;不得指定与本班级与组号相异的内容,否则可能会冲掉其他班级组号的实验数据。
登录成功之后出现初始化画面。
初始化结束之后回到主画面,在该画面上点击“进入实验”图标进入选择实验画面,在该画面上选择响应的实验内容。
图F.43物理模型实验装置主画面完成上面的步骤之后,CRT上显示出“控制实验主界面”,在画面上显示出控制流程图,该图与图F.43相似。
首先在“实验操作”下拉菜单中选择“系统组态”选项进行系统组态。
所选定的实验内容不同,所呈现的组态画面不同。
组态画面上所要做的主要工作是指定被控参数(L1、L2、F1、F2)、控制变量(F1、F2)、控制器生成与指定控制器参数及控制器操作状态。
指定这些内容之后,在“运行控制”下拉菜单中选择“运行”项,然后点按“确认”按钮。
系统组态结束之后,屏幕上出现数字记录器画面。
该记录器最多可记录6条曲线。
首先选择曲线数量,指定曲线所记录的内容,然后在“运行”下拉菜单中选择“运行”选项。
回到“控制实验主界面”上,点按启动水泵按钮,然后再点按右下方的启动按钮。
此时系统处在运行状态。
(2)退出实现系统在“控制实验主界面”画面上,在“控制器选择”下拉菜单上选择相应的控制器,关闭该控制器。
如果系统有多个控制器则需要一一关闭。
然后在分别关闭“组态画面”、“控制实验主界面”,再在主画面上点击“退出系统”图标。
(3)拷贝出数据库文件,根据数据库文件中的数据整理实验报告。
2.高级过程控制实验装置(一)“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置下面图图F.43是杭州的“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置的图片。
图F.43高级过程控制实验装置图F.44是其流程图。
图F.44 THJ—2高级过程控制实验装置流程图该实验装置由被控对象、智能仪表控制台、上位监控计算机组成。
被控对象包括有:不锈钢储水槽;上、中、下三个有机玻璃水槽;带有三相4.5KW电加热棒的热水锅炉和铝塑盘管。
一套流体输送系统包括:380V AC不锈钢磁力泵、电动控制阀、直流电磁阀、涡流量计;另一套流体输送系统包括:三菱变频器、220 V AC不锈钢磁力泵、涡流量计。
装置上的检测装置包括:1)压力变送器三个:检测上、中、下三个有机玻璃水槽液位;2)涡流流量计三个:检测两条流体输送管路流量和盘管流量;3)热电阻六个:检测锅炉内温度、锅炉夹套温度、盘管三点温度、上水箱出口温度;装置上的执行器及控制装置:1)三相可控硅调压装置一个;2)电磁阀一个;3)电动控制阀一个;4)变频器一个;该装置既可利用控制台上的仪表独立做实验,也可通过电缆将信号送到其他控制装置,例如DCS、FCS、PLC等,通过组态进行各种实验。
我们的过程控制实验室采用的是横河公司的CS—3000系统,下面图F.45是CS—3000集散的现场控制站和工程师站。
图F.45横河公司CS—3000集散系统(二)浙江“浙江求是科教设备有限公司”PCT系列过程控制实验装置PCT系列过程控制实验装置是基于工业过程物理模拟对象,它集自动化仪表技术,计算机技术,通讯技术,自动控制技术为一体的多功能实验装置。
系统包括流量、压力、温度、液位等热工参数,可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。
过程控制系统教学实验装置由被控对象和控制系统两部分组成。
整个实验系统具有如下特点:通过被控对象与控制系统,可以完成本科教学的实验内容。
采用工程实际中使用的元器件。
如采用进口的电动调节阀;上海华光的电磁流量计;三菱的变频器;上海万讯的智能调节器;台湾威达的数据采集模块等,使学生对以后工作中所能遇到的元器件有一定的了解,增强学生的工作适应能力。
实验对象的参数选取合理,实验中调节器、执行器、被控单元之间的参数配置典型,实验系统具有良好的动静态特性。
实验项目的设置齐全,从单回路控制实验、串接控制实验到解耦控制实验、纯滞后系统实验、变比值实验。
内容包含了工程应用中大部分控制系统,使学生了解控制工程中控制系统的组成、检测与传感装置的应用、掌握常用的调节规律和调节方法。
在实验系统中,采用了远传数据模块、PLC控制方式和DCS控制方式,向用户提供了自动化领域最新的技术与装备,学校可以将实验装置用于研究生教学和教师科研。
二、半实物仿真实验装置随着信息技术及计算机软、硬件技术的飞速进步,仿真建模理论及方法取得了应用性突破。
当代仿真建模技术已经能够运用数学方法构造复杂系统模型,已经能够高逼真度模拟复杂的过程系统。
多功能过程与控制仿真实验系统由小型流程设备盘台、数字式软仪表与接口硬件、系统监控软件及过程模型软件四部分组成。
四部分通过小型实时数据库、实时数字通信协调运行,完成复杂的半实物模拟实验。
图F.47 半实物仿真实验装置1.小型流程设备盘台见图F.44所示,在钢制的盘台上安装着由不锈钢制的比例缩小的流程设备模型。
主设备包括:一台卧式储罐(D-101)、两台高位计量罐(D-102、D-103)、一台带搅拌器的釜式反应器(T-104)、一台列管式热交换器(E-105)、三台离心泵(P-106、P-107、P-108)、十个手动/自动双效阀门和若干管路系统。
在垂直的仪表盘面上分布有压力(P)、流量(F)、温度(T)、物位(L)、功率(N)、组成(A)和阀位(V)等传感器插孔和数字式软仪表。
本盘台是学生直接操作和运行过程系统的环境。
本环境给学生以全真实的空间位置感觉、全真实的操作力度感觉和过程变化的时间特性感觉。
由于真实过程装置的压力、流量、温度、物位、功率、组成也是无法直接观察的,必须通过仪表检测,因此,本系统和真实系统的观测界面完全一致。
图F.48 多功能过程与控制仿真实验系统流程部分2.动态数学模型软件动态数学模型软件运用动态定量仿真模型,模拟真实工艺流程,并提供各变量当前值。
具体分为以下流程的动态仿真模型:(1)离心泵及特性动态仿真模型(2)三级液位及传热动态仿真模型(3)压力系统动态仿真模型(4)溶液浓度值配制动态仿真模型(5)热交换器过程动态仿真模型(6)间歇反应动态仿真模型(7)连续反应(CSTR)动态仿真模型(8)小型全流程动态仿真模型为了进行复杂的控制实验,除了过程模型外还特别开发了常用控制算法模块库,例如,PID控制器,传递函数、外作用函数、限幅器、算术运算器、选择器、继电器特性、随机信号器等,可以方便地通过“软连接”构造多种多样的控制系统。
配合小型专用实时数据库及高速模型计算技术,本实验系统中的动态数学模型软件能够在监控软件的控制下完成过程系统的仿真计算。
3.控制系统图形组态软件为了便于学生(教师)灵活地设计组合多种多样的控制方案,本实验系统提供自行开发的、专用的控制系统图形组态软件。
能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。
这种组态方法与集散型控制系统(DCS)组态完全相同,因此,比教学实验中常用的进口软件MA TLAB更直观、更简明、更符合工业级设计的要求。
当然,(如果需要的话)本软件也能与MATLAB软件相连接。
控制系统图形组态软件提供以下具体功能:(1)提供常见的PID控制算法,允许学生配置参数(2)控制方案的设计。
允许学生自行设计控制方案,包括控制与被控制变量的选择、算法的选择以及复杂控制实验等。
(3)控制算法组态。
提供两种方式的控制算法组态:提供图形化控制算法组态工具,使学生可以对传递函数进行自定义; 提供标准DLL工程,将学生用其它计算机语言所写的控制算法动态链接到当前控制回路中。
(4)信号发生器组态。
提供常用的信号发生器,对当前的现场信号进行叠加。
(5)信号输出组态。
提供信号输出显示、历史趋势记录、文件保存等功能,以进行信号后处理。
为了方便使用,控制系统图形组态软件具有错误组态方案的自诊断功能。
当组态的方案不合理时,软件能给出提示。
此外,还具有智能化自动排序功能。
本软件采用深层知识“专家系统”推理方法,对组态生成的控制系统计算顺序进行优化排序,能够保证计算结果的准确性。