SBYCEW-9液位流量壓力溫度實驗裝置
液位流量壓力溫度實驗裝置,過程控制實驗裝置是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對其進行測量、控制，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)律(如PID控制)的教學實驗設備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實際，使用安全，運行穩(wěn)定，維護簡單，性價比優(yōu)越。本裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實際工業(yè)現(xiàn)場使用的控制手段，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口。能滿足本科院校電氣工程及自動化、電子信息、機電類等相關業(yè)教學的需要。要求該過程控制實驗裝置是一套基于智能儀表、遠程數(shù)據(jù)模塊控制的實驗設備，系統(tǒng)至少包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數(shù)，可實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)測定、單回路控制、串級控制等多種控制形式。
系統(tǒng)總體結構原理圖和實物圖如下:
圖1 液位流量壓力溫度實驗裝置系統(tǒng)總體結構原理圖
圖2 液位流量壓力溫度實驗裝置全透明實物圖
主要配置和詳細指標
1. 智能電動調節(jié)閥
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：02型V口。
工作電壓：220v交流，控制信號4-20ma。反饋信號4-20ma，位置進度±1%，有OLED大屏顯示。
功率：待機功率5w，堵轉功率30w。
系統(tǒng)最大誤差，誤差≤（定位精度+0.1%+0.1%）
特點：電動調節(jié)閥是新一代超小型電子式一體化直行程電動調節(jié)閥。
采用精小型電動執(zhí)行器伺服放大器，經(jīng)伺服放大器控制，使電機帶動減速器運行而產(chǎn)生軸向推力，使閥芯移動，改變閥門的開度，達到對液位，流量等工藝參數(shù)的調節(jié)，從而實現(xiàn)自動控制的目的。
閥體為鑄鐵材質，閥芯為不銹鋼材質，國標法蘭安裝，DC4～20mA電流信號控制，工稱通徑DN15。該調節(jié)閥為直行程氣動控制調節(jié)閥，具有精度高、技術先進、體積小、重量輕、推動力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點。
由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門定位器，閥門定位器驅動執(zhí)行機構動作，使用和校正都非常方便；使用和校正非常方便。
2. 磁力泵
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：MP-20R低噪音。
供電電壓：二相交流220VAC。
功率20W。
揚程2米,流量20l/min.
3.擴散硅壓力（液位）變送器
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：YC-800。
供電電壓：24v，兩線制4-20Ma輸出。
功率：0.5w。
特點：螺紋接口M20*1.5 選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一個一體式壓力送器用來對水箱壓力進行檢測，其測量量程為0～5Kpa，精度為0.5級。接液件材質為JIS SCS14A 哈氏合金C-276 JIS SUS316，帶不銹鋼隔離膜片，NEPSI隔爆許可：dⅡCT6 環(huán)境溫度為-40-60℃ 電氣接口為1/2NPT，同時采用信號隔離技術，對傳感器溫度漂移跟隨補償。
4. 擴散硅壓力（管道壓力）變送器
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：YC-801。
供電電壓：24v，兩線制4-20Ma輸出。
功率：0.5w。
特點：螺紋接口M14*1.5 選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）0-5kpa。一個一體式壓力送器用來對水箱壓力進行檢測，其測量量程為0～5Kpa，精度為0.5級。接液件材質為JIS SCS14A 哈氏合金C-276 JIS SUS316，帶不銹鋼隔離膜片，NEPSI隔爆許可：dⅡCT6 環(huán)境溫度為-40-60℃ 電氣接口為1/2NPT，同時采用信號隔離技術，對傳感器溫度漂移跟隨補償。
5.溫度傳感器PT100和溫度變送器
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：PT100。
供電電壓：24v，兩線制4-20Ma輸出。
功率：0.5w。
分度號：PT100.常溫-100°。
特點：Pt100傳感器精度高，熱補償性較好，用于做標準校驗用熱電阻。變送器部分供電DC24V，輸出4-20mA DC通信功能，用于測量加熱模塊內(nèi)部的溫度，是工業(yè)現(xiàn)場中常用的一溫度測量儀表。精度為0.5級
5. 渦輪流量計及流量變送器
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：FMCLWGY-10。
供電電壓：24v，兩線制4-20Ma輸出。
功率：0.5w。
量程：流量范圍：0.2～1.2m3/h。
特點：口徑DN15,外螺紋M20*15連接。 進度0.5
6.控制器NI USB-600812
（1）實物圖
（2）技術指標
型號：NI USB-6008。
供電電壓：USB
特點：
模擬輸入
通道數(shù)4 , 8
單端通道8
差分通道4
分辨率12 bits
采樣率10 kS/s
吞吐量 (所有通道)10 kS/s
最大模擬輸入電壓10 V
最大電壓范圍-10 V - 10 V
最大電壓范圍的精度138 mV
最小電壓范圍-1 V - 1 V
最小電壓范圍的精度37.5 mV
量程數(shù)8
同步采樣否
板上存儲量512 B
模擬輸出
通道數(shù)2
分辨率12 bits
最大模擬輸入電壓5 V
最大電壓范圍0 V - 5 V
最大電壓范圍的精度7 mV
最小電壓范圍0 V - 5 V
最小電壓范圍的精度7 mV
頻率范圍150 S/s
單通道電流驅動能力5 mA
總電流驅動能力10 mA
數(shù)字I/O
雙向通道12
內(nèi)置信號連接兼容LabVIEW、LabWindows/CVI和Measurement Studio for Visual Studio .NETNI USB-6008為簡單的數(shù)據(jù)記錄、便攜式測量和院校實驗室實驗等應用提供基本的數(shù)據(jù)采集功能。該產(chǎn)品價位適于學生購買，但其強大的功能足以應對更為復雜的測量應用。 借助NI USB-6008及其內(nèi)含的即用型數(shù)據(jù)記錄儀軟件，幾分鐘內(nèi)就可完成基本的測量，或使用LabVIEW或C語言以及內(nèi)含的NI-DAQmx Base測量服務軟件編程自定義測量系統(tǒng)。為了能夠讓仿真、測量和自動化理論課程與實際實驗操作相結合，NI還開發(fā)了包含LabVIEW學生版副本的USB-6008學生套件。
Labview數(shù)據(jù)采集和控制軟件
LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。
LabVIEW軟件是NI設計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。 LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。
附件及詳細說明
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附件詳細說明 |
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實驗用淡藍色透明有機玻璃水箱 |
只 |
2 |
2個圓型有機玻璃水箱,直徑20cm, 實驗水箱設計要求：水箱結構獨特，由三個槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進水時水管的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經(jīng)過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部均接有擴散硅壓力傳感器與變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。 |
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儲水箱 |
只 |
1 |
10MM厚的有機玻璃0.5mm*0.5mm*0.5mm，加上不銹鋼蓋子。內(nèi)有獨特的結構設計和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便，如果要清洗水箱內(nèi)部的污垢可以把過濾網(wǎng)罩卸下來，以防雜物進入水泵和管道。水箱的上部和底部裝須有注水不銹鋼閥門和不銹鋼排水閥門，方便實驗用水的更換。 |
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不銹鋼支架 |
套 |
1 |
鏡面不銹鋼管30*30管子做成。700*600*600 |
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閥門 |
套 |
7 |
整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，其中儲水箱底部裝有出水閥，當水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。 |
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接觸器 |
只 |
2 |
電磁閥安裝在電動調節(jié)閥的旁路，電磁閥工作壓力：最小壓力為0kg/cm2，最大壓力為10kg/cm2；工作溫度：－5～60℃。工作電壓交流220v。 |
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配有24v直流穩(wěn)壓電源 |
只 |
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朝陽電源 |
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全部不銹鋼管及配件，增加設備的使用壽命。 |
套 |
1 |
管道及閥門：整個系統(tǒng)管道由不銹鋼管連接而成，所有的手動閥門均須采用優(yōu)質球閥，避免管道系統(tǒng)生銹。 |
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加熱溫控實驗箱 |
套 |
1 |
由加熱鋁錠、加熱電阻、Pt100、溫度變送器組成，降溫裝置。 |
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不銹鋼儲水箱 |
只 |
1 |
內(nèi)有獨特的結構設計和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 |
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儲水箱自動進、排水裝置 |
套 |
1 |
自動進排水減輕實驗老師工作 |
系統(tǒng)配置清單
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名稱 |
型號 |
廠家 |
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智能電動調節(jié)閥 |
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磁力泵 |
MP-20RV |
新西山 |
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擴散硅壓力（液位）變送器 |
YC800 |
上海碩博 |
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壓力變送器 |
YC801 |
上海碩博 |
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渦輪流量計及流量變送器 |
FMCLWGY-10 |
合肥福斯達 |
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溫度傳感器 |
PT100 |
上海碩博 |
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調壓模塊 |
DTY-220D10G |
杭州西子 |
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實驗用淡藍色透明有機玻璃水箱 |
YC-001 |
上海碩博 |
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有機玻璃儲水箱 |
YC-002 |
上海碩博 |
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不銹鋼支架 |
YC-002 |
上海碩博 |
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配有24v直流穩(wěn)壓電源 |
MD50-24 |
鴻海電源 |
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全部不銹鋼管及配件，增加設備的使用壽命。 |
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加熱溫控實驗箱 |
YC-003 |
上海碩博 |
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NI數(shù)據(jù)采集板卡 |
NI USB-6008 |
美國NI公司 |
裝置技術條件
1）輸入電源：二相三線AC220V±10％ 50Hz；
2）工作環(huán)境：溫度-10℃- +40℃,相對濕度<85%(25℃) 海拔<4000m；
3）裝機容量：<0.5kVA；
4）外形尺寸：700mm×650mm×500mm；偏差為5%以內(nèi)。
實驗內(nèi)容
過程控制調節(jié)裝置特性實驗
1. 水箱單容特性實驗
2. 溫度特性實驗
3. 電動閥流量特性實驗
4. 壓力特性實驗
過程控制系統(tǒng)實驗-單回路控制系統(tǒng)實驗
1、單容液位控制實驗
2、流量控制實驗
3、溫度控制實驗
4、壓力控制實驗
過程控制系統(tǒng)實驗-串級控制系統(tǒng)實驗
1、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
2、上下水箱串級控制實驗
過程控制系統(tǒng)實驗-比值控制系統(tǒng)實驗
1、單閉環(huán)比值流量控制實驗
2、隨動流量比值控制實驗
過程控制系統(tǒng)實驗-前饋反饋控制系統(tǒng)實驗
1、單容液位前饋反饋控制實驗
復雜控制系統(tǒng)
1.液位和壓力解耦控制實驗
虛擬儀器技術實驗
1. LabVIEW軟件的基本認識
2. LabVIEW軟件的編程練習--單回路控制系統(tǒng)實驗
3. LabVIEW軟件的編程練習--串級控制系統(tǒng)實驗
4. LabVIEW軟件的編程練習--比值控制系統(tǒng)實驗
5. LabVIEW軟件的編程練習--前饋反饋控制系統(tǒng)實驗
