基于過程裝備控制實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與應(yīng)用的分析

賈彥磊

（青海省生產(chǎn)力促進(jìn)中心,西寧 810001）

基于過程裝備控制實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與應(yīng)用的分析

賈彥磊

（青海省生產(chǎn)力促進(jìn)中心,西寧 810001）

隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢增強(qiáng)，科學(xué)技術(shù)的提高，自動化技術(shù)已經(jīng)在人類的生活中運(yùn)用廣泛。我們按照過程裝備和控制工程專業(yè)的實(shí)際教學(xué)的要求，開發(fā)了兩套實(shí)驗(yàn)裝置，這個實(shí)驗(yàn)裝置可以對模擬生產(chǎn)化的過程當(dāng)中流量、溫度、壓力等參數(shù)運(yùn)用自動化裝置，進(jìn)行有效的控制，以在滿足現(xiàn)實(shí)生活中的需要。

過程裝備控制實(shí)驗(yàn)裝置；自動化控制；實(shí)驗(yàn)裝置；應(yīng)用

1 前言

在當(dāng)今的社會，自動化技術(shù)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(shù)的發(fā)展，在客觀上決定了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。社會領(lǐng)域當(dāng)中，自動化技術(shù)作為廣大技術(shù)人員的一項(xiàng)專業(yè)技能，具有不可估量的作用。在自動化不斷發(fā)展的過程當(dāng)中，許多控制工程專業(yè)和過程裝備也蘊(yùn)含著巨大的壓力和挑戰(zhàn)，在這過程中，過程裝備控制實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為一個焦點(diǎn)。下面我主要對實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理、構(gòu)造及使用做一個介紹，希望能引起廣大學(xué)者對自動化技術(shù)的思考。

2 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理

這個實(shí)驗(yàn)對象不是單純地為某個單一的實(shí)驗(yàn)對象服務(wù)，這個實(shí)驗(yàn)對象可以是多樣的，可以把幾個和多個系統(tǒng)組織起來結(jié)合成差異化的控制系統(tǒng)，但是一定要具備流體機(jī)械以及具有代表性的設(shè)備，將這個系統(tǒng)包含在控制對象之中，例如，反應(yīng)器、鍋爐、換熱器等一定的設(shè)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(shù)作為控制對象，以達(dá)到自動化的控制過程的這一狀態(tài)。第一，為了使在這個實(shí)驗(yàn)與操作人的操作技術(shù)相符合，可以將各種項(xiàng)目的自動化所用到的相關(guān)儀器結(jié)合在一起進(jìn)行安裝。第二，為了確保實(shí)驗(yàn)的安全性，在整個實(shí)驗(yàn)的布局當(dāng)中必須要設(shè)置信號聯(lián)動裝置。第三，為了更好的收集實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)以及分析處理數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)裝置的系統(tǒng)中要具備記錄系統(tǒng)以及獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集。第四，為了降低實(shí)驗(yàn)裝置的話費(fèi)成本，在滿足實(shí)驗(yàn)的條件下，我們可以做到實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)中的控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與工業(yè)生產(chǎn)所需要的控制量相符合[1]。在實(shí)驗(yàn)操作過程中要做到合理的控制，嚴(yán)格要求，對實(shí)驗(yàn)的步驟要循序漸進(jìn)，對于容器的使用狀況按照一定的比例系數(shù)進(jìn)行選取，從而在一定程度上保證實(shí)驗(yàn)?zāi)M的逼真性。

3 實(shí)驗(yàn)裝置的基本構(gòu)造

按照以上的設(shè)計(jì)理念，我們分別設(shè)計(jì)了兩個大體構(gòu)造基本相同的裝置，并區(qū)分了兩者中的區(qū)別。兩者間的區(qū)別在于一個設(shè)計(jì)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(qū)別共同構(gòu)成了這一使用裝置。從總體上來看，這個系統(tǒng)主要涵蓋操作控制臺、控制對象、供水系統(tǒng)這三者組成。

3.1 操作控制臺

操作控制臺的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)理念主要是把關(guān)鍵控制的按鈕控制器集中到一點(diǎn)，體現(xiàn)了其理性化設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)主要在于把儀表設(shè)計(jì)在盤面上，為操作者的動手設(shè)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(jù)自己的實(shí)際需要想結(jié)合起來一起運(yùn)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(yīng)該把檢測用的各種元件、管路快速連接器及相關(guān)的手動控制法門這三者相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)操作的實(shí)際狀況進(jìn)行必要模擬。首先，主要操作步驟是把復(fù)雜或者簡單的操作系統(tǒng)進(jìn)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(shù)進(jìn)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(yè)生產(chǎn)中的鍋爐進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這種做法一般是為了將工業(yè)鍋爐工作當(dāng)中的鍋爐內(nèi)、夾套中的溫度、進(jìn)出水的量及液位進(jìn)行控制，把這個設(shè)備的鍋爐的加熱功率設(shè)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(shí)驗(yàn)的操作者，將保護(hù)系統(tǒng)裝置內(nèi)的鍋設(shè)置成80度之內(nèi)，以達(dá)到對整體溫度進(jìn)行控制[2]。

3.3 供水系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)M的過程當(dāng)中，為了達(dá)到裝置系統(tǒng)當(dāng)中的大部分對象供應(yīng)相應(yīng)的模擬水，在這個裝置系統(tǒng)中一般可以運(yùn)用控制面板中的控制器來針對相應(yīng)系統(tǒng)中的變頻器進(jìn)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(shù)的控制提供了基礎(chǔ)，這個設(shè)置系統(tǒng)中一般主要以提供高位水箱水、自來水、水泵水為主，從而實(shí)現(xiàn)對著兩者的控制。

4 裝置系統(tǒng)的應(yīng)用方法

這個裝置運(yùn)用方法主要體現(xiàn)在運(yùn)用控制對象連接和流程的變化來實(shí)現(xiàn)對該裝置的控制目的，對于各種不同的流程進(jìn)行必要的操作，進(jìn)一步達(dá)到模擬工業(yè)環(huán)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(jī)的整體，通過連接方式的差異性達(dá)到不同環(huán)境的模擬，以實(shí)現(xiàn)操作所需要的效果[3]。

首先，我們可以對水箱內(nèi)的液位進(jìn)行觀察,以水量的70％為標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)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(fā)生空轉(zhuǎn)，從而燒壞水泵。其次，把進(jìn)水閥入口和高位水箱出水運(yùn)用軟管快速連接器進(jìn)行連接，從而形成一個較為完整的裝置系統(tǒng)。再次，將操作控制臺上的接線端子根據(jù)一定的順序串接在一起，確認(rèn)無誤后將其接入主電源當(dāng)中，在對其對控制操作臺中的每一個智能自動調(diào)節(jié)器與其有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，以達(dá)到最佳的控制效果。

5 結(jié)束語

總之，這個過程裝備控制實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與應(yīng)用符合了我們的實(shí)際要求，這個模擬實(shí)驗(yàn)過程主要將流量、溫度、液位、壓力等一系列的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行自動化的設(shè)計(jì)，以完成不同環(huán)境的工業(yè)化操作實(shí)驗(yàn)的模擬。在這種仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模擬下，對我國工業(yè)的更進(jìn)一步提升提供有效的發(fā)展空間。

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

[2]翟秀萍,劉平.計(jì)算機(jī)技術(shù)在電壓無功方面的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?010，8(30)：150-151

[3]過程裝備與控制工程四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，9(03)：140-142

賈彥磊，（1985-），男，研究實(shí)習(xí)員，研究方向?yàn)檫^程裝備與控制工程。