TDGK—Ⅱ型 过程控制综合实验台

一、设备概述

TDGK—Ⅱ过程控制综合实验台是结合国内外先进教学理念，采用多种传感器，获取压力、液位、温度、流量等四种基本物理量，并通过智能仪表、数据计算机，将测量信号转送到计算机，再利用工控组态软件完成虚拟显示、数据处理和实时控制等功能。是新一代过程控制专业、自动化专业、测控专业及相关专业的教学平台仪器。

本实验台采用工业生产中实际使用的传感器、仪表、执行器等工业级元件，在一个管路循环系统上实现过程控制。该装置可以利用手动按钮、智能仪表、PLC等进行控制，亦可利用上位PC机，结合MCGS工控组态软件，实现实时监控。同时从教学实际出发，所有的传感器、仪表、执行元件、水箱-管路等完全可视化，直观集成于整体实验台上，不仅结构紧凑利于观察调试，且有利于提高学生学习兴趣。

本实验台是开放系统，每个实验模块都经过精心设计，在学生课程教学中，不仅可以用作教学演示仪器，进行传统的一些典型的验证性实验。同时也着重考虑设计型和综合型实验的操作性、扩展性：如在毕业设计中实现教学与实际工作相结合；教师根据用人单位要求来指导学生改变仪表参数、数据处理方式、程序结构等，变实验台为工业现场，充分激发学生思考的积极性，提高解决问题能力，使学生尽快适应实际工作要求。

二、系统组成

TDGK—Ⅱ过程控制综合实验台集多参数控制为一体主要由模拟控制对象系统、控制台和上位机及控制软件系统等三大部分组成。

1、模拟控制对象系统

由上、下两个水箱和储水箱及相应管路（含管路上手动阀组成）.

1.1、系统基本实验装置

水箱 上、下两个水箱均采用亚克力进口透明有机玻璃，结实耐用，便于学生直接观测液位的变化。水箱结构非常独特，有三个槽，分别是缓冲槽，工作槽，溢水槽。水箱容积、外形优化设计，被控对象特性突出，使实验效果更为理想。

1.2、系统执行装置

水泵 水泵用来整个系统的供水，管道式结构安装。本实验的循环介质采用清水，管路直径为10mm，实验台采用丹麦格兰富UPA－90 AUTO型单级循环水泵。噪音低，不会影响教师授课。寿命长，减少使用的麻烦。

加热器与加热控制器 加热控制器与加热器仪器构成系统的加热部分，加热控制器接收的是控制单元模块送过来的加热控制信号，它按一定规律给加热器提供所需电压加热功率液随之变化，加热器使一个1200w的电热管，直接放在透明水箱中。加热控制器核心为美国进口固态继电器，输入端为SSR电压信号；输出端为220V电压，从而控制上水箱水温。

电动调节阀 电动调节阀是本系统重要部件，将控制模块送来的标准控制电信号转化为相应的阀门开度，且阀门开度与输入信号成线性关系，安装在管道上，配合用来控制、调节流量。采用霍尼韦尔比例阀，具有性能稳定可靠，控制精度高，使用寿命长等优点。

电磁阀 在本系统中，电磁阀安装在主管道上，起到控制管路的通断与转换作用。我们选用零压力开启直动式电磁阀，具有性能稳定可靠，动作灵敏，使用寿命长等优点。

1.3、系统检测传感装置

涡轮流量传感器 涡轮流量传感器是一种速度式流量计，它以动量矩守恒原理为基础，传感器内叶轮借助于液体的动能而旋转。此时叶轮叶片使检出装置中的磁路磁阻发生周期性变化，因而在检出装置线圈两端就感应出与流量成正比的电脉冲信号，经前端放大器放大后送至显示仪表。选用LWGY-10型高精度涡轮流量传感器，具有精度高，动态特性好，可测量脉冲流，耐高压，压力损失小，使用温度范围宽，测量范围大等优点。

温度传感器 温度测量采用热电阻元件(感温元件)。它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量。

液位传感器 用来对上水箱和中水箱的液位进行检测，其核心变送器采用进口原装陶瓷电容传感器，具有抗过载、冲击能力强，稳定性、可靠性高，测量精度高等优点。信号变送输出按标准的二线制，经校正、补偿、放大输出与测量相对应的4~20mA标准信号，送二次仪表显示出实时液位值,范围0~400mm。

压力传感器 用来对管路的液体流动压力进行检测，采用工业用DBGY扩散硅压力变送器，具有重量轻、灵敏度高、重复性好、频带宽，已成为压力传感器的主流产品。

2、控制台

控制台由手动控制按钮、智能仪表、PLC控制（西门子S7-200PLC）、固态继电器控制方式选择、比例阀控制方式选择等部分组成，整个控制台的设计力求在满足教学的同时能让老师与学生都深刻体验到方便和快捷。我们用方便教学的视角来审视产品的每个细节。