專利名稱：一種帶滯后的流量控制實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流量控制實驗教學儀器，具體是一種帶滯后的流量控制實驗裝置，尤其適用于大中專院校的儀表自動化相關教學。
背景技術：
流量是過程控制技術最常用的變量之一，因此，流量控制對儀表自動化相關技能的培養起到很大的作用，目前，儀表自動化相關技能的培訓、學習和研究是在實驗室將所需設備連接到一起構成不同的檢測和控制回路，一般情況下，對于被控變量為流量的控制對象來講，滯后時間很小，對控制性能影響較小，然而，在實際工業現場，由于工藝和安裝條件的限制，很難減少或縮短管線及阻力的影響，造成滯后時間比普通的滯后時間要大。帶滯后的流量控制過程情形在實驗室或實訓室模擬實現后，實驗設備才能達到培養既具備扎實技術理論、又具備動手能力、創新綜合應用能力人才的要求。
發明內容為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種帶滯后的流量控制實驗裝置，結構簡單，安全可靠，使用效果好。本實用新型是以如下技術方案實現的:一種帶滯后的流量控制實驗裝置，包括電源模塊、直流電源模塊、流量檢測變送模塊、操作面板模塊、控制器模塊、動力和執行器模塊、上位機模塊和控制對象模塊；操作面板模塊、動力和執行器模塊和上位機模塊分別與控制器模塊連接，直流電源模塊、操作面板模塊和控制對象模塊分別與流量檢測變送模塊連接，直流電源模塊和執行器模塊分別與電源模塊連接，執行器模塊和控制對象模塊連接。本實用新型的有益效果是:可提供具有滯后特性的流量控制對象，充實了自動化儀表實驗裝置的多樣性和全面性，不僅為學生提供了實驗、創新、競賽平臺，同時也為高校、科研和培訓機構的儀表自動化相關培訓、技能考核和科研項目研發提供了較全面的實驗平臺。
以下結合附圖及具體實施方法對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型系統框圖；圖2是本實用新型一種實施例工藝流程圖；圖3是本實施例中的水箱液位上升曲線圖；圖4是本實施例中的水箱出口流量上升曲線圖。
具體實施方式
如
圖1所示，一種帶滯后的流量控制實驗裝置包括電源模塊1、直流電源模塊2、流量檢測變送模塊3、操作面板模塊4、控制器模塊5、動力和執行器模塊6、上位機模塊7和控制對象模塊8 ;操作面板模塊4、動力和執行器模塊6和上位機模塊7分別與控制器模塊5連接，直流電源模塊2、操作面板模塊4和控制對象模塊8分別與流量檢測變送模塊3連接，直流電源模塊2和執行器模塊6分別與電源模塊I連接，執行器模塊6和控制對象模塊8連接。如圖2所示，控制對象模塊8包括一個水箱81、一個水槽82和手動閥83，水箱81的底部通過出水管道和水槽82的上部連接，水箱81的上部通過進水管道和水槽82的底部連接。流量檢測變送模塊3包括1#、2#兩個電子流量計，其中1#電子流量計安裝在進水管道上用于測量水箱81入水的流量，2#電子流量計安裝在出水管道上用于測量水箱81出水的流量。動力和執行器模塊6包括一個屏蔽泵61和一個電動調節閥62，屏蔽泵61和電動調節閥62安裝在進水管道上，屏蔽泵的輸入端通過管道伸到水槽82底部，屏蔽泵的輸出端通過管道、電動調節閥62、伸到水箱81的上部，屏蔽泵61兩側的管道上各安裝一手動閥83，出水管道上安裝一手動閥83，可以控制把水放回水槽82。屏蔽泵采用恒流量的形式從水槽往上送水，在三個手動閥83打開，電動調節閥打開的情況下，設Ql是流入水箱81的流量，Q2是流出水箱81的流量，h是水箱81的液位，A是水箱81的橫截面積。Ql的值由1#電子流量計測得，Q2的值由2#電子流量計測得。此時Ql保持不變，假設初始液位h為0，隨著時間的增加h值慢慢增加，Q2的值隨著h值的增加也慢慢增加，當Q2的值等于Ql的值時，系統達到平衡，h值不再變化。顯然Q2的值要達到Ql的值，有一定的時間滯后，滯后時間的大小與A的大小乘正比。液位h的上升曲線如圖3所示，Q2的上升曲線如圖4所示。當Ql的值有一個階躍變化后，Q2的值仍然需要這樣一個滯后調整的過程才能達到新的平衡狀態。在進行無滯后的流量定值控制實驗時，只需要把三個手動閥83打開，控制器模塊5根據1#電子流量計測得的Ql值與給定值比較，選擇增大或減小電動調節閥的開度去調節。需要進行有滯后的流量定值控制實驗時，同樣要把三個手動閥83打開，此時控制器模塊5根據2#電子流量計測得的Q2值與給定值比較，選擇增大或減小電動調節閥的開度去調節，這樣為驗證復雜的控制算法效果提供了較好的帶滯后的流量控制平臺。
權利要求1.一種帶滯后的流量控制實驗裝置，其特征在于:包括電源模塊(I)、直流電源模塊(2)、流量檢測變送模塊(3)、操作面板模塊(4)、控制器模塊(5)、動力和執行器模塊(6)、上位機模塊(7)和控制對象模塊(8);操作面板模塊(4)、動力和執行器模塊(6)和上位機模塊(7)分別與控制器模塊(5)連接，直流電源模塊(2)、操作面板模塊(4)和控制對象模塊(8)分別與流量檢測變送模塊(3)連接，直流電源模塊(2)和執行器模塊(6)分別與電源模塊(I)連接，執行器模塊(6 )和控制對象模塊(8 )連接。
2.根據權利要求1所述的一種帶滯后的流量控制實驗裝置，其特征在于:所述的控制對象模塊(8 )包括一個水箱(81)、一個水槽(82 )和手動閥(83 )，水箱(81)的底部通過出水管道和水槽(82)的上部連接，水箱(81)的上部通過進水管道和水槽(82)的底部連接；流量檢測變送模塊(3)包括1#、2#兩個電子流量計，其中1#電子流量計安裝在進水管道上用于測量水箱(81)入水的流量，2#電子流量計安裝在出水管道上用于測量水箱(81)出水的流量；動力和執行器模塊(6)包括一個屏蔽泵(61)和一個電動調節閥(62)，屏蔽泵(61)和電動調節閥(62)安裝在進水管道上，屏蔽泵的輸入端通過管道伸到水槽(82)底部，屏蔽泵的輸出端通過管道、電動調節閥(62)、伸到水箱(81)的上部，屏蔽泵(61)兩側的管道上各安裝一手動閥(83 ) ，出水管道上安裝一手動閥(83 )。
專利摘要本實用新型公開了一種帶滯后的流量控制實驗裝置，涉及一種流量控制教學儀器。該裝置包括電源模塊、直流電源模塊、流量檢測變送模塊、操作面板模塊、控制器模塊、動力和執行器模塊、上位機模塊和控制對象模塊；操作面板模塊、動力和執行器模塊和上位機模塊分別與控制器模塊連接，直流電源模塊、操作面板模塊和控制對象模塊分別與流量檢測變送模塊連接，直流電源模塊和執行器模塊分別與電源模塊連接，執行器模塊和控制對象模塊連接。優點可提供具有滯后特性的流量控制對象，實現自動化儀表實驗裝置的多樣性，不僅為學生提供了實驗、創新平臺，同時也為高校、科研和培訓機構的儀表自動化相關培訓、技能考核和科研項目研發提供了較全面的實驗平臺。
文檔編號G09B25/02GK203165340SQ20132016005
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者朱濤, 吉智, 李紅, 凌啟東, 沙凱, 單仕瑞, 姜濤, 陸楊添, 劉海龍 申請人:徐州工業職業技術學院