JGEW-9液位流量压力温度实验装置

JGEW-9液位流量压力温度过程控制实验装置
　
液位流量压力温度实验装置,过程控制实验装置是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。本装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，并提供用户更友好的二次开发接口。能满足本科院校电气工程及自动化、电子信息、机电类等相关业教学的需要。要求该过程控制实验装置是一套基于智能仪表、远程数据模块控制的实验设备，系统至少包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数测定、单回路控制、串级控制等多种控制形式。
系统总体结构原理图和实物图如下:

图1 液位流量压力温度实验装置系统总体结构原理图

图2 液位流量压力温度实验装置全透明实物图

主要配置和详细指标

1. 智能电动调节阀
   （1）实物图

（2）技术指标
型号：02型V口。
工作电压：220v交流，控制信号4-20ma。反馈信号4-20ma，位置进度±1%，有OLED大屏显示。
功率：待机功率5w，堵转功率30w。
系统最大误差，误差≤（定位精度+0.1%+0.1%）
特点：电动调节阀是新一代超小型电子式一体化直行程电动调节阀。
采用精小型电动执行器伺服放大器，经伺服放大器控制，使电机带动减速器运行而产生轴向推力，使阀芯移动，改变阀门的开度，达到对液位，流量等工艺参数的调节，从而实现自动控制的目的。
阀体为铸铁材质，阀芯为不锈钢材质，国标法兰安装，DC4～20mA电流信号控制，工称通径DN15。该调节阀为直行程气动控制调节阀，具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。
由控制器直接发送模拟信号控制阀门定位器，阀门定位器驱动执行机构动作，使用和校正都非常方便；使用和校正非常方便。
2. 磁力泵
（1）实物图

（2）技术指标
型号：MP-20R低噪音。
供电电压：二相交流220VAC。
功率20W。
扬程2米,流量20l/min.
3.扩散硅压力（液位）变送器
（1）实物图

（2）技术指标
型号：YC-800。
供电电压：24v，两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
特点：螺纹接口M20*1.5 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一个一体式压力送器用来对水箱压力进行检测，其测量量程为0～5Kpa，精度为0.5级。接液件材质为JIS SCS14A 哈氏合金C-276 JIS SUS316，带不锈钢隔离膜片，NEPSI隔爆许可：dⅡCT6 环境温度为-40-60℃ 电气接口为1/2NPT，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。
4. 扩散硅压力（管道压力）变送器
（1）实物图

（2）技术指标
型号：YC-801。
供电电压：24v，两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
特点：螺纹接口M14*1.5 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一个一体式压力送器用来对水箱压力进行检测，其测量量程为0～5Kpa，精度为0.5级。接液件材质为JIS SCS14A 哈氏合金C-276 JIS SUS316，带不锈钢隔离膜片，NEPSI隔爆许可：dⅡCT6 环境温度为-40-60℃ 电气接口为1/2NPT，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。
5.温度传感器PT100和温度变送器
（1）实物图

（2）技术指标
型号：PT100。
供电电压：24v，两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
分度号：PT100.常温-100°。
特点：Pt100传感器精度高，热补偿性较好，用于做标准校验用热电阻。变送器部分供电DC24V，输出4-20mA DC通信功能，用于测量加热模块内部的温度，是工业现场中常用的一温度测量仪表。精度为0.5级
5. 涡轮流量计及流量变送器
（1）实物图

（2）技术指标
型号：FMCLWGY-10。
供电电压：24v，两线制4-20Ma输出。
功率：0.5w。
量程：流量范围：0.2～1.2m3/h。
特点：口径DN15,外螺纹M20*15连接。 进度0.5
6.控制器NI USB-600812
（1）实物图

（2）技术指标
型号：NI USB-6008。
供电电压：USB
特点：
模拟输入
通道数4 , 8
单端通道8
差分通道4
分辨率12 bits
采样率10 kS/s
吞吐量 (所有通道)10 kS/s
最大模拟输入电压10 V
最大电压范围-10 V - 10 V
最大电压范围的精度138 mV
最小电压范围-1 V - 1 V
最小电压范围的精度37.5 mV
量程数8
同步采样否
板上存储量512 B
模拟输出
通道数2
分辨率12 bits
最大模拟输入电压5 V
最大电压范围0 V - 5 V
最大电压范围的精度7 mV
最小电压范围0 V - 5 V
最小电压范围的精度7 mV
频率范围150 S/s
单通道电流驱动能力5 mA
总电流驱动能力10 mA
数字I/O
双向通道12
内置信号连接兼容LabVIEW、LabWindows/CVI和Measurement Studio for Visual Studio .NETNI USB-6008为简单的数据记录、便携式测量和院校实验室实验等应用提供基本的数据采集功能。该产品价位适于学生购买，但其强大的功能足以应对更为复杂的测量应用。 借助NI USB-6008及其内含的即用型数据记录仪软件，几分钟内就可完成基本的测量，或使用LabVIEW或C语言以及内含的NI-DAQmx Base测量服务软件编程自定义测量系统。为了能够让仿真、测量和自动化理论课程与实际实验操作相结合，NI还开发了包含LabVIEW学生版副本的USB-6008学生套件。
Labview数据采集和控制软件
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。 LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

附件及详细说明
附件详细说明
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱
只
2
2个圆型有机玻璃水箱,直径20cm, 实验水箱设计要求：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。
储水箱
只
1
10MM厚的有机玻璃0.5mm0.5mm0.5mm，加上不锈钢盖子。内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便，如果要清洗水箱内部的污垢可以把过滤网罩卸下来，以防杂物进入水泵和管道。水箱的上部和底部装须有注水不锈钢阀门和不锈钢排水阀门，方便实验用水的更换。
不锈钢支架
套
1
镜面不锈钢管3030管子做成。700600*600
阀门
套
7
整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，其中储水箱底部装有出水阀，当水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。
接触器
只
2
电磁阀安装在电动调节阀的旁路，电磁阀工作压力：最小压力为0kg/cm2，最大压力为10kg/cm2；工作温度：－5～60℃。工作电压交流220v。
配有24v直流稳压电源
只

朝阳电源
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。
套
1
管道及阀门：整个系统管道由不锈钢管连接而成，所有的手动阀门均须采用优质球阀，避免管道系统生锈。
加热温控实验箱
套
1
由加热铝锭、加热电阻、Pt100、温度变送器组成，降温装置。
不锈钢储水箱
只
1
内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便
储水箱自动进、排水装置
套
1
自动进排水减轻实验老师工作

系统配置清单
名称
型号
厂家
智能电动调节阀

磁力泵
MP-20RV
新西山
扩散硅压力（液位）变送器
YC800

压力变送器
YC801

涡轮流量计及流量变送器
FMCLWGY-10
合肥福斯达
温度传感器
PT100

调压模块
DTY-220D10G
杭州西子
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱
YC-001

有机玻璃储水箱
YC-002

不锈钢支架
YC-002

配有24v直流稳压电源
MD50-24
鸿海电源
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。

加热温控实验箱
YC-003

NI数据采集板卡
NI USB-6008
美国NI公司
装置技术条件
1）输入电源：二相三线AC220V±10％ 50Hz；
2）工作环境：温度-10℃- +40℃,相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m；
3）装机容量：<0.5kVA；
4）外形尺寸：700mm×650mm×500mm；偏差为5%以内。
实验内容
过程控制调节装置特性实验

1. 水箱单容特性实验
2. 温度特性实验
3. 电动阀流量特性实验
4. 压力特性实验
   过程控制系统实验-单回路控制系统实验
   1、单容液位控制实验
   2、流量控制实验
   3、温度控制实验
   4、压力控制实验
   过程控制系统实验-串级控制系统实验
   1、上水箱液位与电动阀支路流量串级控制实验
   2、上下水箱串级控制实验
   过程控制系统实验-比值控制系统实验
   1、单闭环比值流量控制实验
   2、随动流量比值控制实验
   过程控制系统实验-前馈反馈控制系统实验
   1、单容液位前馈反馈控制实验
   复杂控制系统
   1.液位和压力解耦控制实验
   虚拟仪器技术实验
5. LabVIEW软件的基本认识
6. LabVIEW软件的编程练习–单回路控制系统实验
7. LabVIEW软件的编程练习–串级控制系统实验
8. LabVIEW软件的编程练习–比值控制系统实验
9. LabVIEW软件的编程练习–前馈反馈控制系统实验