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傳熱過程綜合實訓裝置,化工儀表維修工競技實訓裝置

化工儀表維修工競技實訓裝置系統(tǒng)配置系統(tǒng)

化工儀表維修工競技實訓裝置是根據(jù)化工儀表、自動化儀表及相近專業(yè)的教學特點及以培訓學生操作、排故為目標，于2002年推出的集智能儀表技術、故障排除、自動控制技術為一體的普及型化工儀表維修工競技的實訓裝置。該實訓裝置采用控制對象與控制臺獨立設計，控制系統(tǒng)采用了常規(guī)的智能儀表控制、無紙記錄儀?？刂茖ο蟪菟?、常壓電加熱爐強制對流換熱器以外，還設有溫度、調節(jié)閥、控制卡件故障排除功能。并且配以DCS控制系統(tǒng)

功能

被調參數(shù)囊括工業(yè)上常用的液位、溫度、流量、壓力四大參數(shù)；執(zhí)行器中既有調節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構，又有變頻器、調壓模塊等電力拖動類執(zhí)行器；系統(tǒng)除了改變調節(jié)器的設定值作階躍擾動外，還可以在對象中通過手操作閥制造各種擾動；一個被調參數(shù)可用不同動力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路下可演變成多種調節(jié)回路；能進行多變量控制系統(tǒng)及特定過程控制系統(tǒng)實驗；各種控制算法和調節(jié)規(guī)律在開放的實驗軟件平臺上都可以控制；在信號的處理上，還預留了整套的信號接口，可用于以后系統(tǒng)的擴展；在整體實訓裝置中，設有溫度故障排除功能、調節(jié)閥故障排除功能、卡件故障排除功能等。

6.1化工儀表維修工競技實訓裝置系統(tǒng)

1 實訓裝置特點

被調參數(shù)囊括了工業(yè)上常用的液位、溫度、流量、壓力四大參數(shù)；

執(zhí)行器中既有調節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構，又有變頻器、調壓模塊等電力拖動類執(zhí)行器；

系統(tǒng)除了改變調節(jié)器的設定值作階躍擾動外，還可以在對象中通過手操作閥制造各種擾動；

一個被調參數(shù)可用不同動力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路下可演變成多種調節(jié)回路，以利于討論、比較各種調節(jié)方案的優(yōu)劣；

能進行多變量控制系統(tǒng)及特定過程控制系統(tǒng)實驗；

各種控制算法和調節(jié)規(guī)律在開放的實驗軟件平臺上都可以控制；

實驗數(shù)據(jù)及圖表在MCGS軟件系統(tǒng)中很容易存儲及調用，以方便實驗者進行實驗后的分析與比較；

在信號的處理上，還預留了整套的信號接口，可用于以后系統(tǒng)的擴展，如：現(xiàn)場總線、DCS等控制系統(tǒng)；

在可以運用MCGS強大的軟件體系，組建一個小的局域網(wǎng)控制。

在整體實訓裝置中，設有溫度故障排除功能、調節(jié)閥故障排除功能、卡件故障排除功能等

2 實訓裝置對象組成

該實訓裝置包括一組有機玻璃三容水箱，每個水箱裝有液位傳感器；同時具有兩路供水系統(tǒng)，一路由循環(huán)水泵、調節(jié)閥、孔板流量計+EJA的差壓變送器組成，另一路由變頻器、循環(huán)水泵、渦輪流量計組成，通過閥門切換，任何一組供水可以到達任何一個水箱。另外，為實現(xiàn)溫度控制，該實驗裝置專門設計了一只常壓電加熱鍋爐、一只強制對流換熱器。常壓電加熱鍋爐分內膽和夾套兩層，內膽由電加熱器提供熱源，由一路供水系統(tǒng)提供水源，鍋爐內膽裝有防干燒裝置來確保設備安全；夾套由一路供水系統(tǒng)提供冷卻水。通過改變電加熱器的加熱功率或冷卻水/待加熱水的流量來影響內膽水溫和夾套水溫。鍋爐內膽和夾套均安裝有熱電阻測溫元件，在內膽里面，還裝有一個就地溫度顯示儀表。

液位、壓力

實訓裝置中提供三容水箱液位系統(tǒng),本產品提供透明有機玻璃三容水箱液位對象研究系統(tǒng)，每個水箱裝有常規(guī)液位變送器；通過閥門切換，任何兩組動力的水流可以到達任何一個水箱。因此系統(tǒng)可以完成多種方式下的液位、流量及其組合實驗：單容、雙容（一階、二階）液位對象特性測試實驗

單回路液位控制實驗：不同干擾方式下液位控制實驗；不同水箱液位串級控制實驗；前饋-反饋控制實驗；耦合控制實驗。

溫度

實訓裝置中提供加熱鍋爐-純滯后溫度實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)提供了一個加熱鍋爐-純滯后溫度實驗，加熱鍋爐及純滯后系統(tǒng)在不同時間常數(shù)位置裝有Pt100熱電阻檢測溫度，由可控硅控制電加熱管提供可調熱源，系統(tǒng)可以完成多種溫度實驗：溫度對象特性測試實驗（包括純滯后特性）；不同水流狀態(tài)溫度位式控制實驗；不同水流狀態(tài)溫度單回路PID控制實驗；不同時間常數(shù)純滯后溫度控制實驗。

流量

實訓裝置中提供雙管路流量系統(tǒng)：兩個獨立的水路動力系統(tǒng)，一路由水泵、電動調節(jié)閥、電磁流量計組成（主管路），由電動調節(jié)閥調節(jié)流量，電磁流量計檢測流量；另一路由變頻器、水泵、渦輪流量計組成（副管路），由變頻器調節(jié)流量，渦輪流量計檢測流量?？梢酝瓿啥喾N方式下的流量控制實驗：單回路流量控制實驗；流量比值控制實驗。

換熱對象

實訓裝置中提供特制的強制對流換熱器和鍋爐加熱系統(tǒng)組成一個適合研究工作的具有普遍意義的復雜模擬對象（強制對流換熱器的冷水流量、熱水流量及鍋爐水溫作為系統(tǒng)輸入調節(jié)變量，強制對流換熱器冷水出口溫度、熱水出口溫度作為系統(tǒng)輸出被控變量），該系統(tǒng)既可以進行一般解耦實驗，又可以引導進行多變量多耦合系統(tǒng)的工程解耦綜合實驗和控制算法的研究。

2實訓裝置的安全體系

化工儀表維修工競技實訓的是單相三線電源，經過漏電保護器裝置后進入系統(tǒng)供電，供電電壓220V。輔助系統(tǒng)的設計基于廣泛的調查和中控教儀在教學儀器生產上的豐富經驗，真正做到教學方便、學習有效，并充分考慮對設備操作的安全性保護。具體措施包括：

對I/O信號按類型進行分類并可以進行標準信號之間的轉換；

每個強電用電設備都有獨立的控制開關進行控制，并充分考慮設備接地；

對鍋爐加熱等容易引起設備損壞的操作加以限制和保護裝置；

電氣輔件全部選用高品質、行業(yè)認可的產品。

實訓裝置功能：

1.開車前準備和正常開停車實訓任務

1.1工藝文件準備

1.2開車前的動、靜設備檢查訓練

1.3設備水壓試驗的訓練

1.4設備氣密性檢驗的訓練

1.5檢查原料氣、水電氣等公用工程的供應情況的訓練

1.6制定開車步驟、編好崗位操作規(guī)程、制定操作記錄表格的訓練

1.7漩渦氣泵操作技能訓練

1.8螺旋板式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器、列管式換熱器開停車技能訓練

1.9蒸汽壓力自動控制操作技能訓練

1.10空氣流量控制操作技能訓練

1.11實現(xiàn)空氣通過列管換熱器出口溫度控制操作技能訓練

1.12完成傳熱崗位換熱器串聯(lián)、并聯(lián)及換熱器切換操作技能訓練

1.13換熱器內冷熱流體逆流、并流操作技能訓練

1.14流體在換熱器管內壓力損失控制技能訓練

1.15能夠完成螺旋板式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器、列管式換熱器傳熱性能及工作范圍技能訓練

1.16傳熱崗位化工儀表操作技能訓練

1.17傳熱崗位計算機遠程控制（DSC控制系統(tǒng)）操作技能訓練

2.異?，F(xiàn)象排除技能訓練任務

通過遠紅外遙控、計算機可同時制造7個異?，F(xiàn)象

3.技能考核

根據(jù)實訓任務要求空氣以一定流量通過不同的換熱器（螺旋板式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器、列管

式換熱器）后溫度不低于規(guī)定值，考生應選擇適宜的空氣流量、蒸汽溫度、蒸汽壓力和操作方式，并采用正確的操作方法，完成實訓指標。

考察出學生化工基本理論、基本技能的掌握情況和分析問題、解決問題的實際能力。