专利名称：一种过程控制实验设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过程控制设备，特别涉及一种过程控制实验设备。
背景技术：
过程控制实验设备是模块化、开放式的综合性试验设备，主要包括了工 业过程控制中典型的控制单元，液位、流量、温度、压力控制环节的实验功 能。对于液体控制实验来说，通常利用控制单元接收来自液位控制环节的液 位传感器信号，来控制电磁阀和水泵的开启与关闭从而实现对水箱内液体液 位的控制。根据上述控制方式，类似地，可通过控制单元接收传感器的信号 来控制相应液体控制环节中的部件，来实现相应的控制实验，如液体流量控 制实验，液体温度控制实验，和液体压力控制实验。另外，通过使用一个液 体容器可实现过程控制中的单回路控制，通过使用多个液体容器，可实现过 程控制中的串级控制或双回路控制；可以根据需求更改管道的连接来实现比 值控制以及前馈-反馈控制、滞后控制和解耦控制等多种控制形式；还可根 据使用需要，组态为智能仪表控制模式、DDC控制模式及DCS分布式控制模 式，也可以扩展为FCS现场总线控制模式。现有的许多产品，都将所述的液 位、流量、温度、压力过程控制环节设计成为一体化，虽然可以通过阀门的 开启关闭来选择所需要用到的实验环节，然而，所有环节的组合从设备本身 来说是不可分开的，对于这种设计的缺点在于，用户必须购买一套同时包括 多个所述控制环节的实-^i殳备，而当用户不需要做某个控制环节的实验时， 不能做到选择性地购买所需要的实驺^殳备，因此对于无需用到的某种控制环 节的实验设备购买变成了一种浪费行为，^v购买的成本上来说，相对较高。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种制作简单的，能够 实现各实验单元分开独立工作，又能根据所需灵活组合在一起完成组合实验的一种过程控制实验设备。
为解决上述技术问题，本实用新型的过程控制实验设备，包括若干过程 控制实验单元，所述过程控制实验单元包括液体容器，和所述液体容器连接 的管道，用于检测被控对象参数变化信号的传感器，以及控制设备工作的控
制单元；所述单元间连接管的端部设有接口部件，所述接口部件与相邻所述 过程控制实验单元的所述单元间连接管可拆卸连接，所述单元间连接管上设 有控制管道通断的装置。
上述的过程控制实鸟^i殳备，还包括与所述液体容器相连通的液体供应装置。
上述的过程控制实验，没备，在所述连接管上设的可控制管道通断的装置 为电-兹阀。
上述的过程控制实验设备，所述过程控制实验单元为液体液位控制单 元，所述液体液位控制单元上液位传感器，所述液体液位控制单元的管道上 设有流量调节阀。
上述的过程控制实验设备，所述过程控制实验单元为液体流量控制单 元，所述液体流量控制单元的管道设有流量传感器和流量调节阀。
上述的过程控制实验设备，所述过程控制实验单元为液体温度控制单 元，所述液体容器上设有温度传感器，所述液体温度控制单元上设有温度调 节装置，所述液体温度控制单元管道上设有流量调节阀。
本实用新型的上述^l支术方案相比现有^f支术具有以下优点
通过设有接口部件的连接管可插卸地将各实验单元连接在一起，可以实 现灵活地选择实验单元进行组合实验。
通过使用设有控制管道通断装置的连接管实现单元间的连接在一起，不 但可实现一个实-验单元的独立工作，又可实现复杂的多控制单元组合工作， 用户可根据需求购买实验单元。过程控制实验设备带有液体供应装置可为实验设备的液体供应提供方 便，使设备整体组成上更为完整。
通过在所述连接管上设电磁阀，可以实现自动控制连接管的通断，可在 一个实验单元独立工作时，截止连接管从而能够避免液体泄漏，提高了设备 工作时的安全性。
所述过程控制实验单元为液体液位控制单元，所述液体液位控制单元上 设有液位传感器，可实现液体液位控制实验。由于/人液位传感器4全测到液位 信号并将液位信号传给控制单元，到电^f兹阀接到控制单元的动作信号到动作 的执行完毕需要一个过程，在这过程当中如果液体流量过大可使得对液位的 控制的精确度带来影响，在所述液体液位控制单元的管道上设置流量调节 阀，可以通过调节流量大小从而来提高液体液位控制的精度。
所述过程控制实-验单元为液体流量控制单元，所述液体流量控制单元的 管道设有流量传感器和流量调节阀，可以实现液体流量的自动控制实验。
所述过程控制实验单元为液体温度控制单元，所述液体容器上设有温度 传感器，所述液体温度控制单元上设有温度调节装置，可以实现对液体温度
的控制；所述液体温度控制单元管道上设有流量调节阀，可以通过控制液体 的流量来提高液体温度控制的精度。
附困说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的 具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为液位单元的示意图
图2为液体供应装置的示意图
图3为液位单元和液体供应装置的组合连接示意图
图4为流量单元的示意图
图5为流量单元和液体供应装置的组合连接示意图图6为液位单元，流量单元和液体供应装置的組合实验示意图
1为储水箱，2、 4为水箱，50为水泵，10、 11、 15、 16、 20、 22、 23、 24、 25为电磁阀，14、 28为流量调节阀，51为液位传感器，52为流量 传感器，31、 32、 33、 34、 82、 83、 84、 85为4妻口部件，70、 73、 74、 77、 78为水箱的进水口， 75、 76、 81为水箱的出水口， 71为储水箱的出水口， 72为储水箱的进水口， 90、 94、 95为进水管道，91、 93、 97为出水管道， 92、 96为组合连接管道
具体实施方式
实施例l
如图1所示，为一液位模块包括一个设有液位传感器51的水箱4,所 述水箱4的进水管道90上设有流量调节阀14， 所述进水管道90的一端设 有接口部件82,另一端与所述液位模块的所述水箱4进水口 70连通；另一 条设有电-兹阀10的组合连接管道92 —端与所述水箱4的进水口 73连通， 另一端设有接口部件31; 所述水箱4设有电磁阀11的出水管道91 一端与 所述水箱4的出水口 81连通，另一端i殳有接口部件84。如图2所示，为一 液体供应装置，包括一个储水箱1，所述储水箱1的出水管道93上设有水 泵50、电^f兹阀15,且一端与所述储水箱1的出水口 71连通，另一端i殳有4妄 口部件83;储水箱1的进水管道94上设有电磁阀16，且一端与所述储水箱 l进水口 72连通，另一端上设有接口部件85。为了能够实现过程控制实验 设备独立单元的工作，将如图l所示的液位单元，和如图2所示的液体供应 装置按如图3所示的方式连接，其中，将所述液位单元的接口部件82和所 述液体供应装置的接口部件83通过管道可拆卸地连通；同时，将所述液位 单元的接口部件84和所述液体供应装置的接口部件85通过管道可拆卸地连 通。
如图3所示，通过控制单元(此处未标出)开启电^F兹阀15,水泵50和 流量调节阀14， 关闭电磁阀IO， 11和16，液体在所述水泵50作用下从储 水箱1的出水口 71流出，液体流经方向为储水箱l-〉出水口 71->水泵50->电不兹阀15-〉接口部件83->接口部件82->流量调节阀14->进水口 70->水箱 4;
当通过控制单元关闭电》兹阀10、 15、 16，水泵50和流量调节阀14,且 开启电》兹阀11和16时，液体的流动方向为水箱4-〉出水口 81-〉电》兹阀ll-〉 接口部件84-〉接口部件85-〉电i兹阔16->进水口 72->储水箱1。
如图4所示，为一个流量单元，包括水箱2，所述水箱2出水管道97i殳 有电磁阀24,且一端与所述水箱2的出水口 75相连通；另一端上设有接口 部件34，所述水箱2的进水管道95 —端与所述水箱的进水口 74相连通，另 一端设有接口部件33,所述水箱2的进水管道95上自接口部件33到进水口 74中间依次设有电磁阀25,流量传感器52，流量调节阀28，电磁阀23，所 述流量模块还包括一条设有电磁阀22的管道支路，所述管道支路一端上设有 接口部件32,另一端与所述流量调节阀28和电石兹阀23间的进水管道部分交 汇，且连通。为了使所述流量单元能独立工作，如图5所示，将所述流量单 元的接口部件33与所述液体供应装置的接口部件83通过管道可拆卸地连通； 同时，将接口部件34和接口部件85通过管道可拆卸地连通。
如图5所示，当开启电》兹阀15, 16， 23， 24, 25,流量调节阀28,和水 泵50,关闭电》兹阀22;液体流动方向为水箱1->出水口 71->水泵50-〉电 磁阀15->接口部件83->接口部件33->电磁阀'25-〉流量传感器52-〉流量调节 阀28-〉电f兹阀23->进水口 74->水箱2->出水口 75-〉电,兹阀24->4妄口部件 34->接口部件85->电》兹阀16->进水口 72->储水箱1。
如图6所示，为液位单元，流量单元和液体供应装置组合连接结构示意 图，为了，实现所述液体单元和所述流量单元的组合控制实验，将所述液位 单元的接口部件84与所述液体供应装置的所述接口部件85通过管道可拆卸 地连通，将所述液体供应装置的所述接口部件83与所述流量单元的所述接 口部件33通过管道可拆卸地连通，将所述流量单元的所述接口部件32与所 述液位单元的所述接口部件31通过管道可拆卸地连通，
为了实现组合实验，通过控制单元(此处未标出)开启所述电磁阀10、11、 15、 16、 22、 25,流量调节阀28和水泵50,液体的流动方向为^渚水 箱1->出水口 71-〉水泵50->电磁阀15-〉接口部件83-〉接口部件33-〉电磁阀 25->流量传感器52-〉流量调节阀28-〉电;兹阀22-〉接口部件32-〉接口部件 31->电》兹阀10-〉进水口 73->水箱4-〉出水口 81-〉电石兹阀11-〉接口部件84-> 4妻口部件85-〉电》兹阀16->进水口 72-M诸水箱1。
上述控制单元给予实验单元内阀门和设备以控制信号，从而实现过程控 制实-3H殳备的运作。
在实验单元间连接管道上设有接口部件，可将各实验单元间连接管道可 拆卸地边续在一起，可实现多个实验单元的组合实验。
在液体液位控制单元上设有液位传感器，可实现液体液位控制实验。另 外，由于从液位传感器检测到液位信号并将液位信号传给控制单元，到电磁 阀接到控制单元的动作信号到动作的执行完毕需要一个过程，在这过程当中 如果液体流量过大可使得对液位的控制精度造成影响，在所述液体液位控制
单元的管道上设置流量调节阀，可以通过调节流量大小从而提高液体液位控 制的精度。
在液体流量控制单元的管道设有流量传感器和流量调节阀，可以实现液 体流量的自动控制实验。
在管道端部设有接口部件，可将各实验单元间可拆卸地连接在一起。通 过在各单元间连接管道上设有电磁阀，可以实现自动控制连接管道的通断， 可在实验一个实验单元独立工作的同时，截止连接管道从而能够避免液体泄 漏，提高了设备工作时的安全性；
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根 据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有 的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实 用新型创造的保护范围之中。
8
权利要求1、一种过程控制实验设备，包括若干过程控制实验单元，所述过程控制实验单元包括液体实验容器，连接所述液体实验容器连接的管道，用于检测被控对象参数变化信号的传感器，以及控制设备工作的控制单元；其特征为所述过程控制实验单元设置有单元间连接管；所述单元间连接管的端部设有接口部件，所述接口部件与相邻所述过程控制实验单元的所述单元间连接管可拆卸连接，所述单元间连接管上设有控制管道通断的装置。
2、 根据权利要求1所述的过程控制实验设备，其特征为还包括通 过管道与所述液体实验容器连通的液体供应装置。
3、 根据权利要求1或2所述的过程控制实验设备，其特征为所述 控制管道通断的装置为电磁阀。
4、 根据权利要求3所述的过程控制实验设备，其特征为所述过程 控制实—验单元为液体液位控制单元，所述液体液位控制单元上设有液位传感 器，所述液体液位控制单元的管道上设有流量调节阀。
5、 根据权利要求3所述的过程控制实验i殳备，其特征为所述过程 控制实验单元为液体流量控制单元，所述液体流量控制单元的管道设有流量 传感器和流量调节阀。
6、 根据权利要求3所述的过程控制实验设备，其特征为所述过程 控制实验单元为液体温度控制单元，所述液体容器上设有温度传感器，所述 液体温度控制单元上设有温度调节装置，所述液体温度控制单元管道上设有 流量调节阀。
专利摘要本实用新型涉及一种过程控制设备，特别涉及一种过程控制实验设备，包括若干过程控制实验单元，所述过程控制实验单元包括液体实验容器，连接所述液体实验容器连接的管道，用于检测被控对象参数变化信号的传感器，以及控制设备工作的控制单元；所述过程控制实验单元设置有单元间连接管；所述单元间连接管的端部设置有可拆卸的接口部件，所述单元间连接管上设有控制管道通断的装置。所述过程控制实验设备能够实现各实验单元分开独立工作，又能根据所需灵活组合在一起完成组合实验的一种过程控制实验设备。
文档编号G05D27/00GK201417400SQ20092014763
公开日2010年3月3日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者何世炜, 周雨阳, 涛 张, 王梅佳, 路伟成 申请人:高等教育出版社