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本实验台是开放系统，每个实验模块都经过精心设计，在学生课程教学中， 不仅可以用作教学演示仪器，进行传统的一些典型的验证性实验。同时也着重考 虑设计型和综合型实验的操作性、扩展性：如在毕业设计中实现教学与实际工作 相结合；教师根据用人单位要求来指导学生改变仪表参数、数据处理方式、程序 结构等，变实验台为工业现场，充分激发学生思考的积极性，提高解决问题能力， 使学生尽快适应实际工作要求。
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★ 模拟工业现场，具有真实可靠性、直观性。 ★ 传感器、变送器、执行器、电路全部采用 IEC 标准信号传输。 ★ 实验数据及图表在 MCGS 软件中很容易存储及调用，便于实验后的分析。
学生在本实验装置进行实验后，可掌握下列内容： 1、测定控制对象特性的方法 2、流程工业常用传感器初步了解 3、自动仪表的初步使用 4、MCGS、PLC 编程软件基本使用 5、单回路控制系统的参数整定 6、复杂回路控制系统的参数整定 7、控制参数对控制系统品质指标的影响 8、控制系统的设计、计算、分析等综合能力。
6
都可作为干扰源，用以产生干扰信号，整个被控对象组成了一个复杂控制系 统。
2、控制台
控制台由手动控制按钮、智能仪表、PLC 控制组成，整个控制台的设计力求 在满足教学的同时能让老师与学生都深刻体验到方便和快捷。我们用方便教学 的视角来审视产品的每个细节。
3、上位机及控制软件系统
TDGK-1 型过程控制综合实验台上位计算机可以根据用户的要求配置不同 的组件。模拟对象系统的控制软件系统是基于 MCGS（Monitor and Control Generated System）工控软件的实验控制软件系统。MCGS 是一套基于 Windows 平台的，用于快速结构和生成上位机监控系统的组态软件系统，可以运行于 Microsoft Windows 95/98/NT/2000 等操作系统。
功能模块化的仪表软件，高度集成于专业 ASIC 之中，从而达到高可靠、稳定性 好、功耗低的工业仪表设计标准。其专用 ASIC 通过相关的外围电路，可实现万 能的信号输入输出；开放式的仪表模块结构；数字调零调幅的校准技术；掉电参 数保留；多重抗干扰设计等功能。
4.3、PLC 的模拟信号输入方法 一、 PLC 模块有四个模拟输入通道，分别对应 AIW0，AIW2，AIW4，AIW6 四
8
动作灵敏，使用寿命长等优点。 管路 整个管路采用铝朔管及铜质管接头，所有的手动阀均采用铜质球 阀，避免系统生锈的可能性，有效提高实验装置的使用年限。
3、系统检测传感装置
涡轮流量传感器 涡轮流量传感器是一种速度式流量计，它以动量矩 守恒原理为基础，传感器内叶轮借助于液体的动能而旋转。此时叶轮叶片 使检出装置中的磁路磁阻发生周期性变化，因而在检出装置线圈两端就感 应出与流量成正比的电脉冲信号，经前端放大器放大后送至显示仪表。选 用 LWGY-10 型高精度涡轮流量传感器，具有精度高，动态特性好，可测量 脉冲流，耐高压，压力损失小，使用温度范围宽，测量范围大等优点。
过程控制综合实验台系统对象控制流程图
1、模拟控制对象系统
由上、中、下三个水箱、热交换器及相应管路（含管路上手动阀）组成，上、 中水箱由水泵供水。上、中两个水箱装有液位传感器；上水箱是一个复合式 水箱，其中水箱内装有电加热器、电动搅拌器和 PT100 温度传感器。下水箱 内置潜水泵。热交换器冷热流体管路上均装有涡轮流量计、温度传感器、阀 门和水泵。水箱中的水位、水温以及供水的流量和热交换器冷热流体管路上 温度、流量、压力都可以用于构成控制系统的被控参量。管路任一个手动阀
手动
计算机
一、 仪表读数 1. 液位 数显表中居上的是上水箱液位。 2. 温度 4/压力 数显表中居上的是热交换器冷却端进口温度（温度 4），居下的是向上水箱给 水的压力（压力）。 3. 温度 2/温度 3 数显表中居上的是热交换器加热端出口温度（温度 2），居下的是热交换器冷 却端出口温度（温度 3）。 4. 流量 1 数显表中居上的是热交换器冷却端出口流量，居下的是该流量的累计值。 5. 流量 2 数显表中居上的是上水箱进水的流量，居下的是该流量的累计值。
服务电话：022-27404725(8005)或 81693306
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一、 概述…………………………………………………………4 二、 系统组成……………………………………………………6 三、 功能说明……………………………………………………8 四、 实验使用注意事项…………………………………………12 五、 维护保养与简单故障排除…………………………………12
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三、功能说明
1、系统基本实验装置
水箱 上、中、下三个水箱均采用牙克力进口透明有机玻璃，结实耐用， 便于学生直接观测液位的变化及搅拌流型。水箱容积、外形优化设计， 被控对象特性突出，使实验效果更为理想。 换热器 板式换热器具有高效紧凑、操作灵活性大、热损失小、自冲刷 能力强、安装清洗方便的特点，因而广泛应用于供暖，空调，机械，化 工等行业。凡是涉及液－液热交换，蒸汽－液体热交换的工艺场合，都 能最大限度地发挥板式换热器独到的优越性，尤其在化工行业中，非常 适用于过程中间的加热/冷却过程。为此，我们选用板式换热器，其型号 为BR0.01,宽 135mm，高 230mm，夹紧尺寸 75mm，净重 9Kg，换热面积 0.2m2/ 台，流程组合 1X10。
压力传感器 用来对管路的液体流动压力进行检测，采用工业用 DBGY 扩散硅压力变送器，具有重量轻、灵敏度高、重复性好、频带宽，已 成为压力传感器的主流产品
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4、控制台面板布置及航空插头说明
温度 4/压力 PLC
搅拌器 流量 2
温度 2/温度 3 温度 1
电源电压 仪表/计算机 计算机/PLC
PLC 液位 流量 1
系统特点： ★ 控制系统的被控量包含温度、压力、流量、液位四大热工参数。 ★ 执行器中既有电磁比例调节阀类执行器，又有加热控制器等电力拖动类执 行器。 ★ 各种控制算法和调节规律在开放的实验平台上都可以实现。 ★ 具有多种工业控制方式，控制过程清晰。 控制方式有：手动调节控制、PLC 控制、计算机控制
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一、概 述
近年来，随着教学改革的不断深入，各专业，特别是工科专业对素质教育 的要求越来越高，但各高校的理论与实践严重脱节，基于此现象，充分征求广大 教师意见。我们研制开发了综合实验台，它采用多种传感器，获取压力、液位、 温度、流量等四种基本物理量，并通过智能仪表、数据采集卡，将测量信号转送 到计算机，再利用工控组态软件完成虚拟显示、数据处理和实时控制等功能。
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6. 温度 1 数显表中居上的是上水箱的水温，居下的是仪表控制时的温度设定值。
二、 拨档开关及旋钮
1. 仪表/计算机
加热器的控制方式：向左上方是仪表控制，向右上方是计算机控制。
2. 计算机/PLC
比例调节阀的控制方式：向左上方是计算机控制，向右上方是 PLC 控制。
3. PLC
手动
计算机
实验控制方式：由左起依次为 PLC 控制，手动控制，计算机控制和空档。
使用维修手册
天津天波科达科技有限公司
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前言
注 意！
天波科技 精品教仪
● 设备通电前请检查各部件是否安装到位与计算机的连线是否 牢靠。
● 设备运转前请确保各部件安装正确、牢靠，以免造成人员及 设备伤害。
● 设备通电时请不要打开控制柜门，更不要触摸柜内电气元件， 以免造成触电危险！
● 试验台出现异常情况，请立即停机，排除故障后再开机工作。 ● 请随时与我们保持联系。
2、系统执行装置
水泵 水泵用来整个系统的供水，管道式结构安装。本实验的循环介质采 用清水，管路直径为 10mm，实验台采用丹麦格兰富 UPA－90 AUTO 型单级循 环水泵。噪音低，不会影响教师授课。寿命长，减少使用的麻烦。 加热器与加热控制器 加热控制器与加热器仪器构成系统的加热部分，加 热控制器接收的是控制单元模块送过来的加热控制信号，它按一定规律给 加热器提供所需电压加热功率液随之变化，加热器使一个 1500w 的圆形电 热管，直接放在透明水箱中。加热控制器核心为美国进口固态继电器，输 入端为 SSR 电压信号；输出端为 220V 电压，从而控制上水箱水温。 比例阀 比例阀是本系统重要部件，将控制模块送来的标准控制电信号转 化为相应的阀门开度，且阀门开度与输入信号成线性关系，安装在管道上， 配合用来控制、调节流量。我们选用德国ห้องสมุดไป่ตู้口比例阀，具有性能稳定可靠， 控制精度高，使用寿命长等优点。 电磁阀 在本系统中，电磁阀安装在主管道上，起到控制管路的通断与转 换作用。我们选用台湾生产零压力开启直动式电磁阀，具有性能稳定可靠，
MCGS5.1 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完 成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、 趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
MCGS5.1 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突 出特点，以成功应用于石油化工、能源原材料、航空航天等领域，经过各种现场 的长期实际运行，系统稳定可靠。
实验的基本程序： 1、明确实验任务 2、提出实验方案 3、进行实验操作、作好观测和记录 4、整理实验数据并分析，撰写实验报告
在进行本书中实验时，尽量让学生独立完成，教师给以必要指导，以培养 学生的实验动手能力。要作好各实验，应做到：实验前有准备；实验中有条理， 实验后有分析。
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二、系统组成
TDGK-1 型过程控制综合实验台集多参数控制为一体主要由模拟控制对象 系统、控制台和上位机及控制软件系统等三大部分组成。模拟控制对象系统 流程见下图：
4. 搅拌器旋钮
搅拌器的桨速调节旋钮，顺时针桨速加快，逆时针桨速减慢。
4.1、控制按钮 ●采用带有自锁功能的按钮，安全可靠，能够保证操作人员的安全。 ●按钮的布局合理，充分考虑到了操作人员的操作习惯，操作起来方便快捷。
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★ 模拟工业现场，具有真实可靠性、直观性。 ★ 传感器、变送器、执行器、电路全部采用 IEC 标准信号传输。 ★ 实验数据及图表在 MCGS 软件中很容易存储及调用，便于实验后的分析。
学生在本实验装置进行实验后，可掌握下列内容： 1、测定控制对象特性的方法 2、流程工业常用传感器初步了解 3、自动仪表的初步使用 4、MCGS、PLC 编程软件基本使用 5、单回路控制系统的参数整定 6、复杂回路控制系统的参数整定 7、控制参数对控制系统品质指标的影响 8、控制系统的设计、计算、分析等综合能力。
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都可作为干扰源，用以产生干扰信号，整个被控对象组成了一个复杂控制系 统。
2、控制台
控制台由手动控制按钮、智能仪表、PLC 控制组成，整个控制台的设计力求 在满足教学的同时能让老师与学生都深刻体验到方便和快捷。我们用方便教学 的视角来审视产品的每个细节。
3、上位机及控制软件系统
TDGK-1 型过程控制综合实验台上位计算机可以根据用户的要求配置不同 的组件。模拟对象系统的控制软件系统是基于 MCGS（Monitor and Control Generated System）工控软件的实验控制软件系统。MCGS 是一套基于 Windows 平台的，用于快速结构和生成上位机监控系统的组态软件系统，可以运行于 Microsoft Windows 95/98/NT/2000 等操作系统。
功能模块化的仪表软件，高度集成于专业 ASIC 之中，从而达到高可靠、稳定性 好、功耗低的工业仪表设计标准。其专用 ASIC 通过相关的外围电路，可实现万 能的信号输入输出；开放式的仪表模块结构；数字调零调幅的校准技术；掉电参 数保留；多重抗干扰设计等功能。
4.3、PLC 的模拟信号输入方法 一、 PLC 模块有四个模拟输入通道，分别对应 AIW0，AIW2，AIW4，AIW6 四
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动作灵敏，使用寿命长等优点。 管路 整个管路采用铝朔管及铜质管接头，所有的手动阀均采用铜质球 阀，避免系统生锈的可能性，有效提高实验装置的使用年限。
3、系统检测传感装置
涡轮流量传感器 涡轮流量传感器是一种速度式流量计，它以动量矩 守恒原理为基础，传感器内叶轮借助于液体的动能而旋转。此时叶轮叶片 使检出装置中的磁路磁阻发生周期性变化，因而在检出装置线圈两端就感 应出与流量成正比的电脉冲信号，经前端放大器放大后送至显示仪表。选 用 LWGY-10 型高精度涡轮流量传感器，具有精度高，动态特性好，可测量 脉冲流，耐高压，压力损失小，使用温度范围宽，测量范围大等优点。
过程控制综合实验台系统对象控制流程图
1、模拟控制对象系统
由上、中、下三个水箱、热交换器及相应管路（含管路上手动阀）组成，上、 中水箱由水泵供水。上、中两个水箱装有液位传感器；上水箱是一个复合式 水箱，其中水箱内装有电加热器、电动搅拌器和 PT100 温度传感器。下水箱 内置潜水泵。热交换器冷热流体管路上均装有涡轮流量计、温度传感器、阀 门和水泵。水箱中的水位、水温以及供水的流量和热交换器冷热流体管路上 温度、流量、压力都可以用于构成控制系统的被控参量。管路任一个手动阀
手动
计算机
一、 仪表读数 1. 液位 数显表中居上的是上水箱液位。 2. 温度 4/压力 数显表中居上的是热交换器冷却端进口温度（温度 4），居下的是向上水箱给 水的压力（压力）。 3. 温度 2/温度 3 数显表中居上的是热交换器加热端出口温度（温度 2），居下的是热交换器冷 却端出口温度（温度 3）。 4. 流量 1 数显表中居上的是热交换器冷却端出口流量，居下的是该流量的累计值。 5. 流量 2 数显表中居上的是上水箱进水的流量，居下的是该流量的累计值。
服务电话：022-27404725(8005)或 81693306
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一、 概述…………………………………………………………4 二、 系统组成……………………………………………………6 三、 功能说明……………………………………………………8 四、 实验使用注意事项…………………………………………12 五、 维护保养与简单故障排除…………………………………12
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三、功能说明
1、系统基本实验装置
水箱 上、中、下三个水箱均采用牙克力进口透明有机玻璃，结实耐用， 便于学生直接观测液位的变化及搅拌流型。水箱容积、外形优化设计， 被控对象特性突出，使实验效果更为理想。 换热器 板式换热器具有高效紧凑、操作灵活性大、热损失小、自冲刷 能力强、安装清洗方便的特点，因而广泛应用于供暖，空调，机械，化 工等行业。凡是涉及液－液热交换，蒸汽－液体热交换的工艺场合，都 能最大限度地发挥板式换热器独到的优越性，尤其在化工行业中，非常 适用于过程中间的加热/冷却过程。为此，我们选用板式换热器，其型号 为BR0.01,宽 135mm，高 230mm，夹紧尺寸 75mm，净重 9Kg，换热面积 0.2m2/ 台，流程组合 1X10。
压力传感器 用来对管路的液体流动压力进行检测，采用工业用 DBGY 扩散硅压力变送器，具有重量轻、灵敏度高、重复性好、频带宽，已 成为压力传感器的主流产品
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4、控制台面板布置及航空插头说明
温度 4/压力 PLC
搅拌器 流量 2
温度 2/温度 3 温度 1
电源电压 仪表/计算机 计算机/PLC
PLC 液位 流量 1
系统特点： ★ 控制系统的被控量包含温度、压力、流量、液位四大热工参数。 ★ 执行器中既有电磁比例调节阀类执行器，又有加热控制器等电力拖动类执 行器。 ★ 各种控制算法和调节规律在开放的实验平台上都可以实现。 ★ 具有多种工业控制方式，控制过程清晰。 控制方式有：手动调节控制、PLC 控制、计算机控制
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一、概 述
近年来，随着教学改革的不断深入，各专业，特别是工科专业对素质教育 的要求越来越高，但各高校的理论与实践严重脱节，基于此现象，充分征求广大 教师意见。我们研制开发了综合实验台，它采用多种传感器，获取压力、液位、 温度、流量等四种基本物理量，并通过智能仪表、数据采集卡，将测量信号转送 到计算机，再利用工控组态软件完成虚拟显示、数据处理和实时控制等功能。
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6. 温度 1 数显表中居上的是上水箱的水温，居下的是仪表控制时的温度设定值。
二、 拨档开关及旋钮
1. 仪表/计算机
加热器的控制方式：向左上方是仪表控制，向右上方是计算机控制。
2. 计算机/PLC
比例调节阀的控制方式：向左上方是计算机控制，向右上方是 PLC 控制。
3. PLC
手动
计算机
实验控制方式：由左起依次为 PLC 控制，手动控制，计算机控制和空档。
使用维修手册
天津天波科达科技有限公司
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前言
注 意！
天波科技 精品教仪
● 设备通电前请检查各部件是否安装到位与计算机的连线是否 牢靠。
● 设备运转前请确保各部件安装正确、牢靠，以免造成人员及 设备伤害。
● 设备通电时请不要打开控制柜门，更不要触摸柜内电气元件， 以免造成触电危险！
● 试验台出现异常情况，请立即停机，排除故障后再开机工作。 ● 请随时与我们保持联系。
2、系统执行装置
水泵 水泵用来整个系统的供水，管道式结构安装。本实验的循环介质采 用清水，管路直径为 10mm，实验台采用丹麦格兰富 UPA－90 AUTO 型单级循 环水泵。噪音低，不会影响教师授课。寿命长，减少使用的麻烦。 加热器与加热控制器 加热控制器与加热器仪器构成系统的加热部分，加 热控制器接收的是控制单元模块送过来的加热控制信号，它按一定规律给 加热器提供所需电压加热功率液随之变化，加热器使一个 1500w 的圆形电 热管，直接放在透明水箱中。加热控制器核心为美国进口固态继电器，输 入端为 SSR 电压信号；输出端为 220V 电压，从而控制上水箱水温。 比例阀 比例阀是本系统重要部件，将控制模块送来的标准控制电信号转 化为相应的阀门开度，且阀门开度与输入信号成线性关系，安装在管道上， 配合用来控制、调节流量。我们选用德国ห้องสมุดไป่ตู้口比例阀，具有性能稳定可靠， 控制精度高，使用寿命长等优点。 电磁阀 在本系统中，电磁阀安装在主管道上，起到控制管路的通断与转 换作用。我们选用台湾生产零压力开启直动式电磁阀，具有性能稳定可靠，
MCGS5.1 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完 成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、 趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
MCGS5.1 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突 出特点，以成功应用于石油化工、能源原材料、航空航天等领域，经过各种现场 的长期实际运行，系统稳定可靠。
实验的基本程序： 1、明确实验任务 2、提出实验方案 3、进行实验操作、作好观测和记录 4、整理实验数据并分析，撰写实验报告
在进行本书中实验时，尽量让学生独立完成，教师给以必要指导，以培养 学生的实验动手能力。要作好各实验，应做到：实验前有准备；实验中有条理， 实验后有分析。
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二、系统组成
TDGK-1 型过程控制综合实验台集多参数控制为一体主要由模拟控制对象 系统、控制台和上位机及控制软件系统等三大部分组成。模拟控制对象系统 流程见下图：
4. 搅拌器旋钮
搅拌器的桨速调节旋钮，顺时针桨速加快，逆时针桨速减慢。
4.1、控制按钮 ●采用带有自锁功能的按钮，安全可靠，能够保证操作人员的安全。 ●按钮的布局合理，充分考虑到了操作人员的操作习惯，操作起来方便快捷。
