一種工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是涉及一種工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高校教學(xué)及工廠中經(jīng)常會(huì)做一些工業(yè)過(guò)程控制方面的實(shí)驗(yàn)，例如涉及壓力、流量、溫度、電壓及電流的實(shí)驗(yàn)，通常這些設(shè)備體積龐大，且造價(jià)比較高，或者是利用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn);體積較小的通常是采用仿真的環(huán)境實(shí)現(xiàn)的，不能很好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程控制方面的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本高，操作不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低廉、靈活多用，可以在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成壓力、液位、流量、溫度、電流、電壓等參數(shù)的測(cè)量和應(yīng)用，適用于各大高校及工廠教學(xué)設(shè)計(jì)等方面的使用。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的，
[0005]—種工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)框架、設(shè)置在所述系統(tǒng)框架底面上的水箱和壓力罐以及設(shè)置在所述系統(tǒng)框架兩個(gè)側(cè)架之間并置于所述水箱之上的操作面板，所述水箱和所述壓力罐之間設(shè)有壓力罐入水管線和壓力罐出水管線；
[0006]所述壓力罐上安裝有壓力變送器，用來(lái)檢測(cè)所述壓力罐中的壓力；
[0007]所述壓力罐入水管線的入水口接入所述水箱的出水口，所述壓力罐入水管線的出水口接入所述壓力罐的入水口，所述壓力罐出水管線的入水口接入所述壓力罐的出水口，所述壓力罐出水管線的出水口接入所述水箱的入水口，所述壓力罐入水管線上設(shè)有第一循環(huán)水栗，所述壓力罐出水管線的出水口沿水流方向均依次設(shè)置有第一流量變送器、溫度變送器和加熱器；
[0008]所述操作面板上安裝有控制器，所述控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的壓力和所述壓力變送器檢測(cè)到的所述壓力罐中當(dāng)前壓力控制所述第一循環(huán)水栗的工作狀態(tài)，進(jìn)而使所述壓力罐中的壓力保持恒定;所述控制器還根據(jù)預(yù)先設(shè)置的出水溫度、所述溫度變送器檢測(cè)到的當(dāng)前出水溫度和所述第一流量變送器檢測(cè)到的出水流量控制所述加熱器的實(shí)際加熱功率。
[0009]優(yōu)選地，所述水箱內(nèi)設(shè)有液位變送器，用來(lái)檢測(cè)所述水箱中的液位;所述壓力罐上安裝有電接點(diǎn)氣壓表和泄壓閥，分別用來(lái)顯示所述壓力罐中的壓力和釋放所述壓力罐中的壓力。
[0010]優(yōu)選地，所述壓力罐入水管線上設(shè)有通斷閥、第一逆止閥和第二流量變送器，所述通斷閥靠近所述水箱，所述第二流量變送器靠近所述壓力罐，所述第一逆止閥設(shè)置在所述第一循環(huán)水栗和所述第二流量變送器之間，所述壓力罐出水管線靠近所述壓力罐設(shè)置有第三流量變送器。
[0011]優(yōu)選地，所述操作面板上安裝有電源裝置、HMI(工業(yè)人機(jī)界面)、電壓變送器、三個(gè)電流變送器、至少一個(gè)變頻器和至少兩個(gè)交流接觸器。
[0012]優(yōu)選地，所述操作面板通過(guò)卡槽與所述系統(tǒng)框架活動(dòng)連接。
[0013]優(yōu)選地，所述壓力罐入水管線上還設(shè)有第二循環(huán)水栗和第二逆止閥，所述第二循環(huán)水栗和所述第二逆止閥與所述第一循環(huán)水栗和所述第一逆止閥并聯(lián)。
[0014]優(yōu)選地，所述變頻器的數(shù)量為兩個(gè)，所述交流接觸器的數(shù)量為四個(gè)。
[0015]優(yōu)選地，所述壓力罐出水管線設(shè)有四個(gè)出水口，每個(gè)出水口沿水流方向依次設(shè)置有第一流量變送器、溫度變送器和加熱器。
[0016]優(yōu)選地，所述加熱器帶有閥門(mén)。
[0017]優(yōu)選地，所述控制器為PLC(可編程邏輯控制器)。
[0018]本發(fā)明提供的工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以循環(huán)水為載體，可以在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成壓力、液位、流量、溫度、電流、電壓等參數(shù)的測(cè)量和應(yīng)用，針對(duì)工業(yè)過(guò)程控制設(shè)計(jì)，可以完成多個(gè)模擬量的測(cè)定和運(yùn)行等方面的實(shí)驗(yàn)，方便完成工業(yè)過(guò)程控制自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，并且可以完成對(duì)PLC、HM1、變頻器等設(shè)備的使用和實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低廉、靈活多用，適用于各大高校及工廠教學(xué)設(shè)計(jì)等方面的使用。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)俯視圖(去除操作面板)。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]本發(fā)明提供了一種工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1所示，包括系統(tǒng)框架1、設(shè)置在系統(tǒng)框架1底面上的水箱2和壓力罐3以及通過(guò)卡槽活動(dòng)設(shè)置在系統(tǒng)框架1兩個(gè)側(cè)架之間并置于所述水箱2之上的操作面板4;水箱2用來(lái)盛水，操作面板4活動(dòng)設(shè)置可方便更換；
[0023]水箱2內(nèi)設(shè)有液位變送器19，用來(lái)檢測(cè)水箱2中的液位，壓力罐3上方安裝有壓力變送器12、電接點(diǎn)氣壓表13和泄壓閥14，壓力變送器12用來(lái)檢測(cè)壓力罐中的壓力，電接點(diǎn)氣壓表13用來(lái)顯示壓力罐3中的壓力，并且當(dāng)壓力到達(dá)臨界點(diǎn)的時(shí)候切斷電源，以便從電控系統(tǒng)上保護(hù)設(shè)備及人身安全，當(dāng)壓力罐3內(nèi)部的壓力達(dá)到臨界壓力時(shí)，泄壓閥14可將壓力釋放掉，保證設(shè)備及人身安全；
[0024]水箱2和壓力罐3之間設(shè)有壓力罐入水管線24和壓力罐出水管線25，壓力罐入水管線24的入水口接入水箱2的出水口，壓力罐入水管線24的出水口接入壓力罐3的入水口，壓力罐出水管線25的入水口接入壓力罐3的出水口，壓力罐出水管線25的出水口接入水箱2的入水口，壓力罐入水管線24上依次設(shè)有通斷閥27、第一循環(huán)水栗20、第一逆止閥22和第二流量變送器15，通斷閥27靠近水箱2，第二流量變送器15靠近壓力罐3，第一逆止閥22設(shè)置在第一循環(huán)水栗20和第二流量變送器15之間；壓力罐出水管線25靠近壓力罐3設(shè)置有第三流量變送器16，壓力罐出水管線25的出水口沿水流方向均依次設(shè)置有第一流量變送器17、溫度變送器18和帶有閥門(mén)的加熱器23 ；
[0025]水箱2中的水在第一循環(huán)水栗20作用下通過(guò)壓力罐入水管線24被送至壓力罐3，第二流量變送器15用來(lái)檢測(cè)進(jìn)入壓力罐3中水的流量，逆止閥22的設(shè)置可防止壓力罐3中的水倒流至水箱2中；壓力罐3中的水通過(guò)壓力罐出水管線25從加熱器23排出至水箱2中，實(shí)現(xiàn)水在水箱2和壓力罐3之間的循環(huán)，第三流量變送器16用來(lái)檢測(cè)壓力罐3出水口的水流量，第一流量變送器17用來(lái)檢測(cè)水箱2入水口的水流量，溫度變送器18用來(lái)檢測(cè)水箱2入水口的水溫，加熱器23用來(lái)關(guān)斷或打開(kāi)水箱2入水口和改變水箱2入水口的水溫。
[0026]本實(shí)施例中，為了擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，在壓力罐入水管線24上還設(shè)有第二循環(huán)水栗21和第二逆止閥26，第二循環(huán)水栗21和第二逆止閥26與第一循環(huán)水栗20和第一逆止閥22并聯(lián)。同時(shí)在壓力罐出水管線25設(shè)了四個(gè)出水口，每個(gè)出水口沿水流方向均依次設(shè)置有第一流量變送器17、溫度變送器18和加熱器23。
[0027]為了對(duì)上述部件進(jìn)行合理控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，本實(shí)施例在操作面板4上安裝了電源裝置5、控制器6、HMI (工業(yè)人機(jī)界面)7、兩個(gè)變頻器8、四個(gè)交流接觸器9、三個(gè)電流變送器10和一個(gè)電壓變送器11，本實(shí)施例中控制器6為PLC(可編程邏輯控制器)，操作面板4上的多個(gè)元件可靈活更改和組合，設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn);控制器6用來(lái)接收各變送器采集到的流量、電流或壓力值，并將其顯示在HMI7上;兩個(gè)變頻器8及四個(gè)交流接觸器9分別用來(lái)控制第一循環(huán)水栗20和第二循環(huán)水栗21的工作狀態(tài)，使其工作在工頻狀態(tài)和變頻狀態(tài)，從而控制水從水箱2到壓力罐3的流量；電流變送器10和電壓變送器11用來(lái)測(cè)量出流入循環(huán)水栗的電動(dòng)機(jī)電流和電壓。
[0028]本實(shí)施例的工業(yè)多變量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可至少完成以下工業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程具體如下:
[0029]壓力的閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn):預(yù)先在HMI7上設(shè)置需要