基于過程裝備控制實驗裝置開發與應用的分析

賈彥磊

（青海省生產力促進中心,西寧 810001）

基于過程裝備控制實驗裝置開發與應用的分析

賈彥磊

（青海省生產力促進中心,西寧 810001）

隨著社會的發展，經濟全球化的趨勢增強，科學技術的提高，自動化技術已經在人類的生活中運用廣泛。我們按照過程裝備和控制工程專業的實際教學的要求，開發了兩套實驗裝置，這個實驗裝置可以對模擬生產化的過程當中流量、溫度、壓力等參數運用自動化裝置，進行有效的控制，以在滿足現實生活中的需要。

過程裝備控制實驗裝置；自動化控制；實驗裝置；應用

1 前言

在當今的社會，自動化技術不僅可以給人們帶來方便，也被廣大群眾所推崇。自動化技術的發展，在客觀上決定了一個國家的工業發展水平。社會領域當中，自動化技術作為廣大技術人員的一項專業技能，具有不可估量的作用。在自動化不斷發展的過程當中，許多控制工程專業和過程裝備也蘊含著巨大的壓力和挑戰，在這過程中，過程裝備控制實驗裝置開發與應用已經成為一個焦點。下面我主要對實驗裝置的設計原理、構造及使用做一個介紹，希望能引起廣大學者對自動化技術的思考。

2 實驗裝置的設計原理

這個實驗對象不是單純地為某個單一的實驗對象服務，這個實驗對象可以是多樣的，可以把幾個和多個系統組織起來結合成差異化的控制系統，但是一定要具備流體機械以及具有代表性的設備，將這個系統包含在控制對象之中，例如，反應器、鍋爐、換熱器等一定的設備。這個裝置一定要把流量、壓力及溫度等一系列的工藝參數作為控制對象，以達到自動化的控制過程的這一狀態。第一，為了使在這個實驗與操作人的操作技術相符合，可以將各種項目的自動化所用到的相關儀器結合在一起進行安裝。第二，為了確保實驗的安全性，在整個實驗的布局當中必須要設置信號聯動裝置。第三，為了更好的收集實驗的數據以及分析處理數據，在實驗裝置的系統中要具備記錄系統以及獨立的數據采集。第四，為了降低實驗裝置的話費成本，在滿足實驗的條件下，我們可以做到實驗裝置當中的控制系統應當與工業生產所需要的控制量相符合[1]。在實驗操作過程中要做到合理的控制，嚴格要求，對實驗的步驟要循序漸進，對于容器的使用狀況按照一定的比例系數進行選取，從而在一定程度上保證實驗模擬的逼真性。

3 實驗裝置的基本構造

按照以上的設計理念，我們分別設計了兩個大體構造基本相同的裝置，并區分了兩者中的區別。兩者間的區別在于一個設計主要用氣動閥，而另一個則用電動閥，電動閥與氣動閥兩者間的區別共同構成了這一使用裝置。從總體上來看，這個系統主要涵蓋操作控制臺、控制對象、供水系統這三者組成。

3.1 操作控制臺

操作控制臺的設計具有理性化操作，也有人性化操作，一般都是把這兩者綜合起來。其設計理念主要是把關鍵控制的按鈕控制器集中到一點，體現了其理性化設計，同時也使操作者在操作過程中更為方便、快捷的使用。它的人性化設計主要在于把儀表設計在盤面上，為操作者的動手設置提供一個平臺，控制臺一般都會涵蓋許許多多的模塊和原件控制按鈕，以保證操作者在操作過程中可以根據自己的實際需要想結合起來一起運用。這樣，就為操作者提供一個較為恬逸的操作平臺，由此也突出了“人性”的理念。

3.2 控制對象

該裝置的控制對象一般以泵、管道、鍋爐及容器為主，此外，還應該把檢測用的各種元件、管路快速連接器及相關的手動控制法門這三者相結合，以實現對工業操作的實際狀況進行必要模擬。首先，主要操作步驟是把復雜或者簡單的操作系統進行組裝，作為控制對象。其次，將溫度、流量、液位以及壓力等一系列重要參數進行合理的自動化控制。選擇這些控制對象中帶有夾套的器具來對工業生產中的鍋爐進行模擬實驗，這種做法一般是為了將工業鍋爐工作當中的鍋爐內、夾套中的溫度、進出水的量及液位進行控制，把這個設備的鍋爐的加熱功率設置為4.5KW之間。為了防止熱水在操作過程中造成的失誤而向外溢出燙傷實驗的操作者，將保護系統裝置內的鍋設置成80度之內，以達到對整體溫度進行控制[2]。

3.3 供水系統

實驗模擬的過程當中，為了達到裝置系統當中的大部分對象供應相應的模擬水，在這個裝置系統中一般可以運用控制面板中的控制器來針對相應系統中的變頻器進行控制，在一定程度上為對供水量和供水壓力等一系列參數的控制提供了基礎，這個設置系統中一般主要以提供高位水箱水、自來水、水泵水為主，從而實現對著兩者的控制。

4 裝置系統的應用方法

這個裝置運用方法主要體現在運用控制對象連接和流程的變化來實現對該裝置的控制目的，對于各種不同的流程進行必要的操作，進一步達到模擬工業環境的不同性。一般主要是利用軟管制成的快速連接器把不同控制對象串連起來，在一定程度上使其形成一個有機的整體，通過連接方式的差異性達到不同環境的模擬，以實現操作所需要的效果[3]。

首先，我們可以對水箱內的液位進行觀察,以水量的70％為標準，預留30％，確保水泵低于高位水箱的液位，防止水泵在無水的狀況中發生空轉，從而燒壞水泵。其次，把進水閥入口和高位水箱出水運用軟管快速連接器進行連接，從而形成一個較為完整的裝置系統。再次，將操作控制臺上的接線端子根據一定的順序串接在一起，確認無誤后將其接入主電源當中，在對其對控制操作臺中的每一個智能自動調節器與其有關的參數進行相關的設置，以達到最佳的控制效果。

5 結束語

總之，這個過程裝備控制實驗裝置開發與應用符合了我們的實際要求，這個模擬實驗過程主要將流量、溫度、液位、壓力等一系列的相關參數進行自動化的設計，以完成不同環境的工業化操作實驗的模擬。在這種仿真實驗數據的模擬下，對我國工業的更進一步提升提供有效的發展空間。

[1]楊濤.電力系統自動化技術的應用綜述[J].科技信息，2010，6(23)：112-113

[2]翟秀萍,劉平.計算機技術在電壓無功方面的應用[J].科技致富向導，2010，8(30)：150-151

[3]過程裝備與控制工程四川省高校重點實驗室[J].四川理工學院學報(自然科學版)，2011，9(03)：140-142

賈彥磊，（1985-），男，研究實習員，研究方向為過程裝備與控制工程。