专利名称：仪表安装与维护综合实训装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种仪表和自动化控制专业教学的实训装置，具体地讲就是对仪表专业、自动化专业、计算机控制技术专业的学员及从事相关行业的企业职工进行技能培训和考核的装置。
背景技术：
仪表安装与维护技术是我国高等院校及各类职业院校仪表和自动化控制专业的重要专业必修课程，是学生必须要掌握的专业技能。如何提高教学效果，提高学生解决实际问题的动手能力，全面掌握相关课程的实践本领，是目前急需解决的问题。随着仪表技术和控制技术的不断进步和发展，目前国内各院校配置的实训设备普遍较为落后，大部分只是针对部分内容进行设计的，因此实训内容单一，不能同时对多种控制技术和设备进行技能实训，如果要进行多种仪表实训，需要在多个实训装置间频繁更换，不但浪费时间，学校也要配备多种实训装置，需要大量的实训场所，设备资金的投入也大大地增加，学生很难建立综合控制的概念，难以达到教学要求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以自由组合且能够全面、 系统地对学生进行仪表安装与维护的实验、实训和技能培训的仪表安装与维护综合实训装置。为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的
仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，包括仪表柜、模拟对象系统和故障设置单元，所述的模拟对象系统与所述的仪表柜通过信号线连通，而所述的故障设置单元设置在仪表柜内，此外，所述的仪表柜内还设置有电源分配器、信号分配器、安全栅、温度变送器， 而所述的仪表柜上还设置有直流电源、指示仪表、控制仪表、记录仪表和操作器。进一步，所述的仪表柜上还设置有电源控制及保护单元，所述的电源控制及保护单元包括空气开关、电压表和漏电保护器。此外，所述的模拟对象系统包括框架和设置在框架上的模拟对象，而所述的模拟对象则包括设置在框架上部的热水锅炉和压力/液位储罐，以及设置在框架下部的储水箱和空压机，所述的压力/液位储罐和空压机通过管路连通，而所述的热水锅炉和压力/液位储罐分别通过第一磁力循环泵和第二磁力循环泵与储水箱连通。而所述的第一磁力循环泵和第二磁力循环泵之间设置有第二操作截止阀。所述的热水锅炉和储水箱之间的管路上设置有第一电动执行机构，所述的压力/ 液位储罐和储水箱之间的管路上设置有第二电动执行机构和流量计，第一电动执行机构和第二电动执行机构均为直行程电动执行器，所述的流量计为电磁流量计，而所述的压力/ 液位储罐和空压机之间的管路上则设置有气动执行机构。而所述的气动执行机构包括气动薄膜调节阀和电器阀门定位器。
所述的热水锅炉包括内胆层和夹套层，所述的内胆层上设置有第一温度传感器、 第二温度传感器和第一压力传感器，而所述的夹套层内则设置有第三温度传感器和第二压力传感器。且所述的热水锅炉的内胆层与储水箱的管路和热水锅炉的夹套层与储水箱的管路之间还设置有第一操作截止阀。所述的压力/液位储罐上设置有压力变送器、液位变送器、压力表、玻璃液位计和安全阀，同时，所述的压力变送器和液位变送器也固定在框架上。此外，所述的故障设置单元包括线路故障设置模块、管路故障设置模块、气路故障设置模块、系统故障设置模块、仪表安装故障设置模块和仪表组态故障设置模块。本发明的有益效果是
一、实训内容全面
首选，本发明涉及的仪器、仪表和工具能够正确选用和使用，通过将工具和仪器等放置在框架上，方米把那管理和使用；其次，系统设计简单方便，学院可以根据要求自行设计检测、控制和报警系统，包括方案的确定、仪表选型、电线(缆)管线的选择、仪表辅材的选择、 图纸绘制等；可有效进行单元仪表包括一次元件、现场仪表和二次仪表的安装、校验、维护、 故障分析与判断以及故障的排除；且可进行线路连接实训，包括仪表配线接线、端子排的安装接线、桥架安装、电缆(桥架、穿管)敷设等。二、故障设置具有灵活性和方便性
由于设置了故障设置单元，且故障具有分层次由简单到复杂、由单元到系统的可选性， 使教师和考官可以根据学员情况灵活地设置故障，由于多种故障可能造成同一非正常现象，可以使学员达到最大的实训收益。此外，故障设置包括硬件故障和软件故障，其中硬件故障主要包括线路故障、管路故障、气路故障、一般故障、系统故障和仪表安装故障等，软件故障主要是仪表组态故障。故障设置后，学员可通过相关的仪器仪表检测判断分析，检测出故障点的位置和内容，进行故障排除的技能训练。
图I为本发明一实施例的结构示意图。附图中主要标记含义如下
I、储水箱 2、第一磁力循环泵 3、第:
5、第二操作截止阀
8、第二电动执行机构
11、玻璃液位计
14、压力储罐
17、第一温度传感器
20、第二温度传感器 23、框架
6、气动执行机构 9、液位变送器 12、安全阀 15、第二压力传感器 18、第一压力传感器 21、第一操作截止阀 24、仪表柜。
磁力循环泵 4、空压机 7、流量计 10、压力变送器 13、压力表 16、第三温度传感器 19、热水锅炉 22、第一电动执行机构
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。图I为本发明一实施例的结构示意图。
如图I所示仪表安装与维护综合实训装置，包括仪表柜24、模拟对象系统和故障设置单元，所述的模拟对象系统与所述的仪表柜24通过信号线连通，而所述的故障设置单兀设置在仪表柜24内，此外,所述的仪表柜24内还设置有电源分配器、信号分配器、安全栅、温度变送器，而所述的仪表柜24上还设置有直流电源、指示仪表、控制仪表、记录仪表和操作器。此外，所述的仪表柜24上还设置有电源控制及保护单元，所述的电源控制及保护单元包括空气开关、电压表和漏电保护器。在本实施方式中，所述的模拟对象系统包括框架23和设置在框架23上的模拟对象，而所述的模拟对象则包括设置在框架23上部的热水锅炉19和压力/液位储罐14，以及设置在框架23下部的储水箱I和空压机4，所述的压力/液位储罐14用于模拟压力和液位两个对象，其和空压机4通过管路连通，而所述的热水锅炉19和压力/液位储罐14分别通过第一磁力循环泵2和第二磁力循环泵3与储水箱I连通，所述的第一磁力循环，2和第二磁力循环泵3之间设置有第二操作截止阀5，第二操作截止阀5可以使得第一磁力循环泵2 和第二磁力循环泵3之间互为备用。此外，所述的热水锅炉19和储水箱I之间的管路上设置有第一电动执行机构22， 所述的压力/液位储罐14和储水箱I之间的管路上设置有第二电动执行机构8和流量计 7，第一电动执行机构22和第二电动执行机构8均为直行程电动执行器，而所述的流量计7 为电磁流量计，此外，所述的压力/液位储罐14和空压机4之间的管路上则设置有气动执行机构6，而所述的气动执行机6包括气动薄膜调节阀和电器阀门定位器。在本实施方式中，所述的热水锅炉19具体结构为，其包括内胆层和夹套层，所述的内胆层和夹套层分别通过管路与储水箱I连接，而所述的内胆层上设置有第一温度传感器17、第二温度传感器20和第一压力传感器18，而所述的夹套层内则设置有第三温度传感器16和第二压力传感器15。且所述的热水锅炉19的内胆层与储水箱I的管路和热水锅炉 19的夹套层与储水箱I的管路之间还设置有第一操作截止阀21，第一操作截止阀21可以改变进入到热水锅炉19的内胆层和夹套层的水流量。在本实施方式中，所述的第一温度传感器17、第二温度传感器20和第三温度传感器16均为钼热电阻。而在所述的压力/液位储罐14上还设置有压力变送器10、液位变送器9和压力表 13、玻璃液位计11和安全阀12，同时，所述的压力变送器10和液位变送器9也固定在框架 23上。在本实施方式中，所述的压力变送器10为智能电容式压力变送器，液位变送器9为智能电容式差压变送器，且均带有HART通讯功能。另外，在本实施方式中，所述的空压机4的输出气压为O. 14MPa O. 6MPa，一路经空气过滤减压器后气压降为O. 14MPa，作为气源送到气动执行机构6，另一路送到压力/液位储罐14。此外，所述的故障设置单元包括线路故障设置模块、管路故障设置模块、气路故障设置模块、系统故障设置模块、仪表安装故障设置模块和仪表组态故障设置模块。本实训装置对学员的技术培训包括仪表及控制系统的安装技术、故障检测技术、 故障排除技术、仪表校验技术、维护技术、控制系统的投运及参数整定技术等。其技术点在于
I、结合教学特点和学员的技术层次，可以灵活的设计操作内容，并可以根据教学及培训要求进行改动；2、学员可根据要求自行设计系统并进行仪表安装调试；
3、系统参数的变化被记录在记录仪表上，学员的实训质量便于了解和指导；
4、学员的操作时间和出错次数被自动记录，便于考核；
5、可方便地设置故障，对学生进行仪表和系统安装、校验、维护、故障分析与判断以及故障的排除等能力训练；
6、通过设置的截止阀，可以方便地切换控制参数，提高系统的可靠性和利用率。此外，本发明还可以完成如下多种训练
1、标准仪器的正确使用，了解各种辅助仪器的功能和特点；
2、仪表工具和仪器的正确选用和使用；
3、现场仪表安装、校验、维护、故障分析与判断以及故障的排除训练。如热电组、热电偶、压力表、温度变送器、差压变送器、压力变送器、流量变送器、液位变送器等；
4、显示仪表安装、调试和维护和组态，如智能显示仪和无纸记录仪；
5、调节器的操作、组态与校验；
6、安全栅的安装、调试和维护，包括输入型和输出型两类；
7、电缆桥架安装和电缆敷设；
8、仪表柜盘上仪表的安装、盘后接线；
9、执行器安装、调试和维护。包括电动执行器、气动调节阀；
10、进行系统综合训练。学员设计、安装、调试控制系统，可实现温度、压力、流量、液位的单回路控制和串级控制，分程控制、均匀控制前馈控制等复杂控制系统。此外，本实训装置可组合几十种实训项目，其每个项目都是生产一线的具体应用技术项目，因此，实训可以采用项目化教学和任务驱动的教学模式，使学生完成一个完整全面的实训项目，达到全面系统地掌握仪表安装与维护技术。本实训装置不仅适合各类高等院校对学生技能的训练，也适合企业职工的技能训练。上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，包括仪表柜、模拟对象系统和故障设置单元，所述的模拟对象系统与所述的仪表柜通过信号线连通，而所述的故障设置单元设置在仪表柜内，此外，所述的仪表柜内还设置有电源分配器、信号分配器、安全栅、温度变送器，而所述的仪表柜上还设置有直流电源、指示仪表、控制仪表、记录仪表和操作器。
2.根据权利要求I所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的仪表柜上还设置有电源控制及保护单元，所述的电源控制及保护单元包括空气开关、电压表和漏电保护器。
3.根据权利要求I所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的模拟对象系统包括框架和设置在框架上的模拟对象，而所述的模拟对象则包括设置在框架上部的热水锅炉和压力/液位储罐，以及设置在框架下部的储水箱和空压机，所述的压力/液位储罐和空压机通过管路连通，而所述的热水锅炉和压力/液位储罐分别通过第一磁力循环泵和第二磁力循环泵与储水箱连通。
4.根据权利要求3所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的第一磁力循环泵和第二磁力循环泵之间设置有第二操作截止阀。
5.根据权利要求3所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的热水锅炉和储水箱之间的管路上设置有第一电动执行机构，所述的压力/液位储罐和储水箱之间的管路上设置有第二电动执行机构和流量计，而所述的压力/液位储罐和空压机之间的管路上则设置有气动执行机构。
6.根据权利要求5所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的气动执行机构包括气动薄膜调节阀和电器阀门定位器。
7.根据权利要求3所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的热水锅炉包括内胆层和夹套层，所述的内胆层上设置有第一温度传感器、第二温度传感器和第一压力传感器，而所述的夹套层内则设置有第三温度传感器和第二压力传感器。
8.根据权利要求7所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的热水锅炉的内胆层与储水箱的管路和热水锅炉的夹套层与储水箱的管路之间还设置有第一操作截止阀。
9.根据权利要求3所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的压力/液位储罐上设置有压力变送器、液位变送器、压力表、玻璃液位计和安全阀，同时，所述的压力变送器和液位变送器也固定在框架上。
10.根据权利要求I所述的仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，所述的故障设置单元包括线路故障设置模块、管路故障设置模块、气路故障设置模块、系统故障设置模块、仪表安装故障设置模块和仪表组态故障设置模块。
全文摘要
本发明涉及一种仪表安装与维护综合实训装置，其特征在于，包括仪表柜、模拟对象系统和故障设置单元，所述的模拟对象系统与所述的仪表柜通过信号线连通，而所述的故障设置单元设置在仪表柜内，此外，所述的仪表柜内还设置有电源分配器、信号分配器、安全栅、温度变送器，而所述的仪表柜上还设置有直流电源、指示仪表、控制仪表、记录仪表和操作器。本发明既可以用于学生的实训教学，还可以对企业职工进行技能培训，还可以用于科学研究。为培养自动化控制专业人才提供了一个先进平台，是一个融实验、实训和科研开发为一体的培训装置。
文档编号G09B25/02GK102610132SQ201210035730
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者王恒强, 郭凯志 申请人:南京化工职业技术学院