过程控制工程-试验装置介绍
过程装备与控制工程
过程装备与控制工程百科名片过程装备与控制工程该业是以过程装备设计基础为主体，过程原理与装备控制技术应用为两翼的学科交叉型专业。
所培养的学生能够具有较强的过程装备、机械基础、控制工程、计算机及其它基础理论知识，具有较好的工程技术基本素质和综合能力。
培养目标是具备过程机械与设备设计及其控制理论，并具备研究开发、设计制造、运行控制等综合能力的高级科学研究和技术人才。
业务培养过程装备目标专业历史我国“过程装备与控制工程专业”的前身是“化工机械专业”，成立于20世纪50年代初期。
专业初创时期，以苏联模式为蓝本，我们的前辈呕心沥血，把我国的化工机械专业办得初具规模、培养了一大批化工机械专业教学、科研、设计、制造与使用的中坚力量。
1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业。
1952年全国高校大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学院、杭州化工学校(中专班)等，成立“化学生产机器与设备”专业，简称为“化机”专业。
随着全球现代化的需要和发展，在化工机械里面逐渐应用到了越来越多的自动控制。
因此，为了符合我国现代化发展需要，顺应科技时代的潮流，1998年3月教育部应上届教学指导委员会的建议将专业改名为过程装备与控制工程。
从此，一个更加具有发展潜力的新专业诞生了。
20多年来，我国先后在60多个高样开设了这一个专业，使得该专业得到了很大的发展。
过程装备化工单元－碳干化法设备什么是过程装备？了解了过程装备与控制工程的历史后我们不难以知道，它也和化工机械一样，分为两大类：①化工机器。
指主要作用部件为运动的机械，如各种过滤机，破碎机，离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等。
②化工设备。
指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械，如各种容器（槽、罐、釜等）、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器，反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。
工程施工实验设备
工程施工实验设备一、工程施工实验设备的定义和分类工程施工实验设备是指用于工程施工过程中进行试验和测试的各种仪器设备，根据其用途和性能可以分为多种不同的类型，如建筑试验设备、土木工程试验设备、桥梁试验设备、地基和基础试验设备等。
这些设备通常包括传感器、记录仪、计算机系统、模拟器、试验台等。
二、工程施工实验设备的作用1. 测量和监测：工程施工实验设备可以用于测量和监测各种施工参数，如温度、压力、湿度、位移等，以保证施工过程中的安全和质量。
2. 试验和分析：工程施工实验设备可以进行各种试验和分析，如材料试验、结构试验、土壤试验等，以评估工程设计的合理性和施工的可行性。
3. 预警和预测：工程施工实验设备可以通过监测施工过程中的各种参数，来提前预警施工中可能出现的问题，以达到预防和预测的目的。
4. 支持决策：工程施工实验设备可以为工程管理者和施工人员提供实时数据和信息，帮助他们做出正确的决策和调整。
三、工程施工实验设备的常用设备1. 材料试验设备：包括混凝土试验设备、钢材试验设备、沥青试验设备等，用于对工程材料的性能进行测试和分析。
2. 结构试验设备：包括钢结构试验设备、混凝土结构试验设备等，用于对工程结构的安全和稳定性进行评估。
3. 土壤试验设备：包括土壤力学试验设备、岩土工程试验设备等，用于对地基和基础的承载能力和变形特性进行测试和分析。
4. 静力试验设备：包括静载试验机、动载试验机等，用于对桥梁、隧道、地基等工程结构的承载性能进行测试。
5. 其他：还包括压力计、温度计、测距仪、测量仪器等各种小型设备，用于施工现场的各种测量和监测。
四、选择和使用工程施工实验设备的注意事项1. 根据实际需要选择合适的设备：在选择工程施工实验设备时，要根据工程施工的具体要求和需要，选择合适的设备，以确保其能够满足施工的需要。
2. 确保设备的准确性和可靠性：在使用工程施工实验设备时，要确保设备的准确性和可靠性，以保证测试结果的准确性和可信度。
高级过程控制系统实训设备介绍
高级过程控制系统实训设备介绍
高级过程控制系统实训设备是一种专门用于培训学生和工程师掌握现代工业自动化控制技术的设备。
这些设备通常具有先进的技术和功能，可模拟真实工业过程，帮助学生实践和掌握过程控制技术及相关知识。
一般来说，高级过程控制系统实训设备集成了多种控制技术和系统，包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控和数据采集系统）等。
它们通常由多个组件组成，如传感器、执行器、控制器、通信模块等，可以模拟多种真实工业过程，如化工生产、电力发电、水处理等。
这些实训设备通常配备了完整的控制系统实验平台，学生可以在仿真实验台上实践控制系统的设计、调试、优化等操作。
设备还配备了丰富的实验项目和课程，帮助学生全面了解控制系统的各个方面，包括硬件配置、软件编程、系统调试、故障诊断等。
由于实训设备的高度模拟真实工业过程，学生能够获得更加真实的实践经验，提高他们的实际操作能力和问题解决能力。
这将有助于他们更快速地适应工业自动化控制工作，并在工作中更加熟练地应用控制技术。
总之，高级过程控制系统实训设备是一种非常有价值的教学装备，对于培养学生的实践能力和控制技术应用能力具有重要的意义。
它们不仅可以帮助学生更好地了解控制系统的原理和技
术，还可以提高他们的解决实际工程问题的能力，从而更好地适应未来的工作。
过程控制实训指导书
过程控制工程实训报告学号：班别：姓名：实验一上水箱特性测试实验一、实验目的：了解调节器的功能和操作方法，学会使用调节器。
通过实验，了解对象特性曲线的测量的思路和方法，掌握对象模型参数的求取方法。
二、实验设备：水泵Ⅰ、变频器、压力变送器、调节器、主回路调节阀、上水箱、上水箱液位变送器、调节器、电流表。
图1.1实验接线图三、实验步骤：1、认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。
了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。
熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。
熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。
本实验采用调节器手动输出控制调节阀，计算机采集并记录数据。
图1.2 上水箱特性测试（调节器控制）系统框图图1.3 恒压供水（调节器控制）系统框图2、将上水箱特性测试（调节器控制）实验所用的设备，参照流程图和系统框图接线。
3、确认接线无误后，接通总电源、各仪表的电源，打开上水箱进水阀和下水箱排水阀。
4、设置调节器参数，使用手动输出功能。
（注意：更改调节器参数时，严禁用指甲按调节器面板，为防止损坏面板上的按钮，应用手指均匀用力）按调节器的增/减键改变输出值，使上水箱的液位处于某一平衡位置，记下此时手动输出值。
5、按调节器的增/减键增加调节器手动输出，给系统输入幅值适宜的阶跃信号(阶跃信号不要太大)，使系统的输出产生变化，在液位较高处达到新的平衡状态。
6、观察计算机采集的上水箱液位的阶跃响应和历史曲线。
7、调节器的手动输出回到原来的输出值，记录液位下降的曲线。
8、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格1。
四、试验报告：根据试验结果编写实验报告，并计算出K、T、τ的平均值，写出系统的广义传递函数（等效成惯性环节，K为静态增益，T为时间常数，τ为延迟时间）。
实验二压力单闭环实验一、实验目的：通过实验掌握单回路控制系统的构成。
过程装备与控制工程概论期末复习资料
过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些？以及每个过程所涉及的设备？（1）流体动⼒过程：泵、压缩机、风机、管道、阀门（2）热量传递过程：换热器、热交换器（3）质量传递过程：⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备（4）动⼒传递过程：固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备（5）热⼒过程：发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备（6）化学反应过程：换热器、反应器、塔，储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程：p=p0+ρgh参数意义：P0表⽰容器内液体压强，p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。
液压千⽄顶的⼯作原理：根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发⽣变化时，只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变，液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。
这就是说，在密闭容器内，施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。
在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强，必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程，并说明⽅程中个参数的具体意义。
简单介绍流体机械包含的设备。
4、热量传递的⽅式有哪⼏种，并简单叙述各个⽅式的特点？热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备，过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒？请展望过控专业的发展趋势。
（1）过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科，它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤（或缩⼩）、制造⽽变现实，并保障其⾼效、安全和集约运⾏。
过程控制与试验检测
过程控制与试验检测
工业制造过程控制和试验检测是工业制造业中重要的一环，贯彻这一
控制和检测能确保制造产品的可靠性、安全性、可重复性和精确性。
工业制造过程控制主要包括设计、机械、电气、控制和检测几个方面，其中设计决定产品的外观，机械决定产品的装配与加工，电气控制产品的
运行，控制确保产品性能符合标准，而检测则可以完成对每一个产品的定
性和定量检验。
首先，在设计阶段，最重要的是做出正确的设计，以确保技术性能的
满足。
通过加工和装配完成产品的机械结构，控制加工参数，使产品能够
正确、稳定的运行。
再者，用电气的方式控制机械的起动和停止，并通过
智能控制，使各机械参数保持在稳定的状态，使产品的技术性能仍然满足
设计要求。
其次，检测过程的目的是确保产品符合技术要求。
对每一件产品进行
定性和定量检验，决定其是否符合要求，并采取相应的措施进行相应的处理。
采用X-Ray、热成像仪、汽车诊断仪等检测设备，进行产品结构质量
检测，可检测不良产品，更可检测到潜在的缺陷，从而有效地提高产品的
质量。
最后，进行试验，以评估产品的可靠性和安全性。
南京工业大学过程装备与控制工程专业介绍
过程装备与控制⼯程专业简介 ⼀、历史沿⾰ “过程装备与控制⼯程”专业是从“化⼯机械”专业发展⽽来。
新中国成⽴后，经济建设⼈才奇缺，建国后不久就创办了“化⼯机械”专业。
1956年原南京⼯学院(现东南⼤学)根据国家建设的需要开设了“化⼯机械”专业，成为当时仅有的⼏所设有“化⼯机械”专业的⼤学之⼀。
1958年原南京⼯学院化⼯系从学院中分出来独⽴组建南京化⼯学院。
“化⼯机械”专业是当时南京化⼯学院所设的五个专业之⼀。
1998年国家教育部制定新的⾼校专业⽬录时，将专业名称改为《过程装备与控制⼯程》，专业⾯进⼀步拓宽。
南京⼯业⼤学“过程装备与控制⼯程”专业经过近五⼗年的建设，在教学和科学研究⽅⾯均取得了长⾜的进步，在全国⾼等学校同类专业中⼀直名列前茅。
逐步形成了以⾼效、可靠、绿⾊、智能、数字化为特⾊的研究⽅向，逐步发展为以⼯为主，理、⼯科兼备的学科体系，形成具有⾃⼰特⾊的学科内容，在重⼤过程装备安全可靠性⼯程、⾼效传热传质设备、先进再制造技术、再⽣能源技术等科技领域取得了突破性进展。
我校“化⼯过程机械”1981年和1984年分别获得硕⼠、博⼠学位授予权，是本专业最早拥有博⼠学位授予权的三个单位之⼀。
1994年被原化⼯部确定为重点学科,2002年⼜被确认为江苏省重点学科。
“过程装备与控制⼯程”专业2006年被授予江苏省本科品牌专业。
⼆、专业实⼒ “过程装备与控制⼯程”专业经过近五⼗年的发展，实验室建设有了较强的实⼒和长⾜的发展。
⽬前已有的主要教学设备包括：薄壁容器应⼒测定装置、厚壁圆筒爆破装置、外压容器失稳装置、⾼压容器应⼒测定装置、活塞式压缩机性能测试装置、多功能柔性转⼦实验装置、离⼼泵综合性能测试实验装置、换热器综合性能测试实验装置、全⾃动喷雾⼲燥综合性能测试实验装置、薄膜蒸发器综合性能测试实验装置、快速成型设备、静态电阻应变仪、接触与⾮接触两⽤表⾯轮廓测量仪、⽴式万能摩擦磨损试验机、慢应变应⼒腐蚀试验机、屏显式液压材料实验机、电⼦万能材料实验机、摆锤式冲击实验机等，新够了⼀批实验测试仪器和新型⾃控泵，实现了实验装置的机电⼀体化⾃动控制和测量。
过程装备与控制工程专业实验指导书
ห้องสมุดไป่ตู้
大连大学 过控教研室
2013.9
目
录
1 内压容器应力测试 ................................................................................. 1 2 爆破片爆破压力测定 ............................................................................. 6 3 化工设备综合性能测试 ....................................................................... 10 4 精馏塔性能测试与控制 ....................................................................... 23 5 换热器性能综合测试 ........................................................................... 32 6 容积式压缩机性能测试 ....................................................................... 44 7 中空纤维超滤膜分离 ........................................................................... 51 8 超临界流体萃取 ..................................................................................... 3 9 流体机械拆装实验 ................................................................................. 2 附录 1 BZ2205C 静态电阻应变仪及使用方法 .......................................... 5 附录 2 过控专业实验综合装置简介-外压失稳 ...................................... 8
过程装备与控制工程专业实验室建设的探讨和实践
配有 大 风量抽 气机 ， 易拉 罐 内成 负压 供失 稳 使用 ； 使
②特有的轴向力平衡杆 ， 消除了轴 向力 ， 使易拉 罐 处于 径 向力 受 力 状 态 ， 失稳 时 临 界 压 力 理论 计 与 算公 式要 求 的受 力状 态一致 。 ⑧ 同 一 易拉 罐 不但 可 完 成 全 部 三个 试 验 ， 可 还 做 多种 失 稳实 验 ， 括 圆 度误 差 较 大 时 临 界 压 力 下 包 降及 凸 形封头 的 失稳 实验 。 ④可与应变仪联合使用， 出 Ｐ 得 ～ａ 非常直 图，
维普资讯
７ ６
内 蒙古 石 油 化 工
２０ 年第 １ 期 ０８ ４
过 程装备与控制工程专业 实验 室建 设的探讨和实践
孟 智慧 ， 王 昌， 贾慧灵
（ 内蒙古科技大学机械工 程学 院 ， 内蒙古 包头 ０４ １） １ ０ ０
摘 要： 针对 新专 业 的教 学计 划要 求 ， 本校过 程 装备 与控 制工程 专 业近 几年 来在 专 业实验 室建设 方 面做 了大 量工 作 ， 绍 了目前 本校过 程 装备 与控 制工 程专 业几 门主 干课 程配 套 实验 项 目的 开设情 况 。 介 关 键词 ： 程 装备 与控 制 工程 ； 过 实验 室 建设 过 程 装备 与 控 制 工 程 专业 是将 过 程 备 和控 装 制三 个 相关 学科 有机 地结 合 在一 起 。根据 新专 业教 学计 划 ， 生除 要求 掌握 过程 装备 方 面 的知识 ， 学 还要 求掌 握 控制 工程 方面 的知 识 。为迎 接 我校 本科 教学 水平 的评 估 ， 校对 实验 教学 经 费进行 了大 量 投入 ， 学 对过 程 装 备 与控 制 工 程 这 个 新 专业 ， 建 了过 程装 新 备与 控制 工 程综 合 实验 室 ， 括 了过 程设备 设 计 、 包 过 程流 体 机械 和过 程 装备 控制 技术 及 应用 等主 干课 程 的配 套 实验 。实验 教学 一方 面很 好 的满足 了现有 专 业 教学 的要 求 ； 一 方 面 它 包含 的设 备 、 器元 件 、 另 仪 微 机硬 软件 等 系统 也 为教 师 提 供 了研 究 开 发平 台 。 下面 具 体就 我校 过 程装 备与 控制 工 程专业 的专业 实 验室 的 建设 作一 个 介绍 。 １ 过程 装 备与 控制 工程 专 业实 验室 的建 设思 路
干燥实训单元装置说明及操作规程
在化工生产中，对各工艺变量有一定的控制要求。有些工艺变量对产品的数量和质量起着决定性的作用。有些工艺变量虽不直接影响产品的数量和质量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。例如，床层的温度和压差对干燥效果起很重要的作用。
为了满足实训操作需求，可以有两种方式，一是人工控制，二是自动控制。使用自动化仪表等控制装置来代替人的观察、判断、决策和操作。
浙江中控科教仪器设备有限公司是中控集团下属子公司。以专业自动化技术优势、长期从事化工行业控制系统优势、丰富的教学经验优势，进入教学仪器行业。致力于教学仪器的科研开发、生产制造、市场营销及工程服务。拥有专业的实验室设备培训基地、先进的实验室建设理念和系统化的解决方案，把现场运行的稳定可靠的工业化产品带入高校实验室，使高校实验室在人才培养过程中与社会无缝连接，并凭借多年积累的雄厚技术底蕴长期从软硬件上持续支持高校实验室建设，使高校实验室真正站在科技的最前沿。
实训操作之前，请仔细阅读实训装置操作规程，以便完成实训操作。
注：开车前应检查所有设备、阀门、仪表所处状态。
开车前准备
由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪表、电气、照明、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。
1.检查外部供电系统，确保控制柜上所有开关均处于关闭状态。
先进的控制策略在化工生产过程的推广应用，能够有效提高生产过程的平稳性和产品质量的合格率，对于降低生产成本、节能减排降耗、提升企业的经济效益具有重要意义。
各项工艺操作指标
物料：小米比重为或粒径1-2mm的其它易吸水的固体物料
物料湿含量：20-30%
流化床进气温度：70～80℃
流化床床层温度：50～60℃
3
旋风分离器
Φ120×650
过程控制工程试验装置介绍
试验装置简介过程控制系统所采用旳试验装置一般可分为两类，一类为物理模型试验装置，一类为半实物仿真试验装置。
课程中多种试验都可以在这两类装置上实现。
一、物理模型试验装置这一类试验装置是由真实旳物理模型实现旳。
其长处是装置中有真实旳流体（清洁旳水）流动，采用真实旳测量装置和真实旳控制阀。
可给学生非常真实旳感官印象。
一般都采用清洁旳循环水作为工艺介质，因此工艺参数只有液位和流量。
有些试验装置尚有电加热设备，增长了温度参数。
这一类试验装置旳局限性是参数比较单一，有一定旳非线性。
具有加热功能旳装置，会随试验旳进行循环水温度会逐渐增高，这会导致温度控制不理想。
下面是使用比较旳几种物理模型试验装置1．普及型控制系统试验装置下面是一种比较经典旳普及型控制系统试验装置。
该装置由北京化工大学信息学院自动化系自行研制。
试验装置两部分构成：其一是包括测量变送器和控制阀在内旳工艺设备；其二是作为控制工具计算机。
装置上共测量四个参数：上水槽液位、下水槽液位、流量1和流量2。
变送器旳4~20mA信号接到信号调理板上，通过调理后旳电压信号通过专用电缆连接到插在计算内旳A/D+D/A板上。
系统用仪表旳电源、D/A 电源、计算机电源、水泵旳按钮开关、信号灯等设备都集成、组装在一种控制箱。
图F．41所示是自动化系统试验室旳物理模型试验装置。
图F．42所示为工艺设备原理图。
图中有三只水槽，槽1、槽2为被控对象，它们旳液位高度L1及L2分别通过两台差压变送器测出。
槽3为储槽，是为了构成水得循环而设置得。
储槽3中旳水通过水泵1或2抽出，通过孔板和控制阀后送入槽1或槽2(视手动阀1、2、3、4旳开闭而定)，两路水管中旳水流量大小分别通过各自旳差压变送器（与孔板配合）测出。
槽1中旳水通过线性化流出口流入槽2，槽2中旳水又通过其自身旳线性化流出口流回到储槽3中。
这样对水来说，一直处在循环状态。
图F．41 物理模型试验装置图本装置除比值试验外，一般状况下F l所在旳管道为主物料管道，F2管线则作为加干扰用。
对过程控制实验的认识与实践_王贵成 (1)
２０１３年第６期（总第１３４期）［作者简介］王贵成（１９７２－），男，副教授，博士，信息工程学院副院长，电子工程实践中心主任。
对过程控制实验的认识与实践王贵成，关长亮，王俊刚，刘 铭，纪兴权（沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳１１０１４２）［摘要］过程控制实验是过程控制工程课的重要教学环节，对提高学生专业技能、理论水平、实践能力和创新精神具有非常重要的作用。
本文提出了实验工程化的目标、使用一种实验装置完成多种控制系统实验项目，包括单回路、串级、前馈—反馈、选择、比值等。
合适的实验装置功能是提高实践教学质量的重要保证。
［关键词］实践教学；过程控制工程；实验装置Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＷａｎｇ Ｇｕｉｃｈｅｎｇ，Ｇｕａｎ Ｃｈａｎｇｌｉａｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｕｎｇａｎｇ，Ｌｉｕ Ｍｉｎｇ，Ｊｉ ＸｉｎｇｑｕａｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｌｉｎｋ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｕｒｓｅ．Ｉｔ ｐｌａｙｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｓｋｉｌｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ，ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅｉｒｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｓｐｉｒｉｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｔｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ ｌｏｏｐ，ｃａｓｃａｄｅ，ｆｏｒｗａｒｄ－ｆｅｅｄｂａｃｋ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ 学校为提高学生的理论素质、实践能力和改善就业，用大量资金购置了多套专业实验装置。
宁波工程学院 过程控制系统 CS4000DCS实验指导书 廖远江 201402(4次实验)
1）、h2（t）稳态值的渐近线h2(∞)；
2）、h2（t）|t=t1=0.4h2(∞)时曲线上的
(2)用两点法和用切线对同一对象进行参数测试，它们各有什么特点?
一、实验目的
1)、熟悉双容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
2）、根据由实际测得的双容液位阶跃响应曲线，分析双容系统的飞升特性。
二、实验设备
CS4000型过程控制实验装置，PC机，DCS控制系统与监控软件。
三、实验原理
图2-1 双容水箱系统结构图
3）、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。
二、实验设备
CS4000型过程控制实验装置，PC机,DCS控制系统与监控软件。
三、实验原理
图3-1为单回路上水箱液位控制系统。单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用DCS系统控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。
阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的63%所对应时间，就是水箱的时间常数T，该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T，其理论依据是：
过程装备与控制工程试验系统的设计
过程 装备 与控 制工程 综合 实验 系统 的技术 要求 （ １ ） 技 术指 标 压 力测 量 范围 ： Ｏ － ９ ０ ＭＰ ａ ， 压力 控 制精度 ： ±０ ． ５ ％ Ｆ Ｓ
一
、
二 过 程装备 与控 制工程 实验 系统 的工作 原理 １、 化 工原 理 实验 （ １ ） 换热器 换 热性能 试验 热流体 放 出的热量 为 ：
［ Ｋ ｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ；ｅ ｘ ｅｒ ｐ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ；ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ
［ 摘 要］ 根 据生产 所需 完成 的实 验项 目， 设 计过 程装备 与控 制综 合 实验系 统 ， 以满足 生产 实验 项 目的需要 。 同时借 鉴其 之前实 验设备 的成 熟经 验 ， 本 着 高起 点、 综 合性 、 实 用性 强的原 则提 出 了本设 计方 案。 ［ 关键 词］ 过程 装备 与控制 工程 ； 实验 系统 ； 生 产实 验 中图 分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ３ ３ — ０ ４ ０ ４ — ０ ２
ＡＱ Ｑｔ －Ｑ。 ③
相对 湿度 ＞ ７ ５ ％
２ ３
冷 热流体 间 的温 差是 传热 的驱动 力 ， 对于逆 流 传热 ， 平均温 差 △ ｔ ｍ ＝ Ａｔ ． 一 Ａｔ ， ／ ｌ ｎ （ Ａｔ ， ／ Ａｔ ， ） ④ 其中： Ａｔ ＝ Ｔ ． － ｔ Ａ ｔ ， ： Ｔ ， 一 ｔ 实 验装置 系统如 图２ ． １ 所示。 （ ２ ） 换 热器管 程和 壳程压 力 降测定 实验 通 过测量管 程流体 的进 口压力Ｐ 、 出 口压力Ｐ ， 便可 以得 到管程 流体 流经
过程装备与控制工程专业是做什么的
过程装备与控制工程专业是做什么的过程装备是指在工业生产过程中，需要使用的各类设备、装置和工程，如化工装备、石油装备、制药装备等。
过程装备与控制工程专业的学生会学习这些装备的原理、结构、性能以及使用技术。
他们需要了解不同装备的工作原理和参数，以便能够为不同的生产过程提供相应的装备和设备。
此外，学生还会学习到装备的选择、设计、制造和使用，以及装备的安装调试和维护等方面的知识。
自动化控制系统是指通过使用控制器、传感器、执行器等设备，对工业过程进行监测、控制和优化的一套系统。
过程装备与控制工程专业的学生也会学习相关的自动化控制理论和技术。
他们需要了解控制系统的组成和原理，学习如何设计和调整控制系统的参数，以及掌握控制系统的软硬件开发和应用。
控制工程专业的学生还需要具备一定的工程实践能力。
他们通常会参与实习和实践项目，通过实际操作和实验来熟悉各种装备和控制系统，培养解决实际问题的能力。
过程装备与控制工程专业的毕业生可以在各种制造业、能源行业、化工行业、制药行业、食品加工行业等领域就业。
他们可以从事装备和设备的研发、设计和制造工作，也可以从事自动化控制系统的设计、调试和运维工作。
毕业生还可以选择进入相关的科研机构和教育机构从事研究和教学工作。
此外，随着工业信息化和智能化的不断推进，过程装备与控制工程专业的毕业生在物联网、智能制造等领域也有相应的就业需求。
总之，过程装备与控制工程专业培养的是能够从事工业生产装备和自动化控制系统研发、设计、制造和维护工作的工程技术人才。
他们需要具备扎实的工程基础知识和技术技能，同时也要具备解决实际问题、创新能力和团队协作能力。
浙江大学化工原理实验---流体力学综合实验报告
实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师：金伟光 成绩：__________________ 实验名称：流体力学综合实验（一、二） 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得1、流体流动阻力的测定实验1.1 实验目的：1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数 的关系，验证在一般湍流区内λ与 的关系曲线1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ζ1.1.4识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
1.2 实验装置与流程：1.2.1 实验装置介绍：实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U 形流量计等所组成。
实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别为用于粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系数。
同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力。
水的流量使用涡流流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。
1.2.2 实验装置示意图，箭头所示为实验流程：专业： 姓名： 学号： 日期：2015 地点：教十 1208Re Re其中：1—水箱 2—离心泵 3、10、11、12、13、14—压差传感器 4—温度计 5—涡轮流量计6—孔板（或文丘里）流量计 7、8、9—转子流量计 15—层流管实验段 16—粗糙管实验段17—光滑关实验段 18—闸阀 19—截止阀 20—引水漏斗 21、22—调节阀 23—泵出口阀24—旁路阀（流量校核） a b c d e f g h — 取压点1.3 基本原理：流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。
流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。
桩基静载试验的几种反力装置与应用
要：简要介绍了桩基静载试验中常用的几种反力装置，并讨论了这几种反力装置的优缺点及应用情况。
关键词：桩基；静载试验；反力装置1 引言基桩工程质量的好坏主要取决于2个因素，即承载能力与桩身质量，而承载力是二者中的主要因素。
单桩承载力的准确测试对于各类建筑物基础设计乃至上部结构的设计都起着举足轻重的作用。
长期以来，国内外确定单桩承载力的方法很多，总的可分为两大类：第一类是对工程现场试桩进行静载荷试验和动力检测；第二类是通过其它手段，分别得出桩端阻力和桩身的侧阻力后计算求得。
基桩检测的主要目的之一是确定单桩承载力，而单桩竖向静载荷试验是公认的检测单桩竖向承载力最直观、最可靠的方法。
单桩竖向静载试验就是以一固定时间段的沉降量作为稳定标准，通过施加不同大小的荷载，测读桩身的沉降量，从而得出荷载与沉降量的关系曲线，通过试验数据的判读来确定桩的承载力大小。
2 几种常用反力装置静载试验中，作用于桩上的荷载一般由反力装置提供。
反力装置的易用程度直接影响着试验的过程和结果，常用的有堆载反力梁装置和锚桩反力梁装置。
堆载反力梁装置就是在桩顶使用钢梁设置一承重平台，上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身。
反力装置的主梁可以选用型钢，也可用自行加工的箱梁，平台形状可以根据需要设置为方型或矩形，堆载用的重物可以选用砂袋、混凝土预制块、钢锭、甚至就地取土装袋，也有用水箱的。
锚桩反力梁装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种：将反力架与锚桩连接在一起提供反力的,俗称锚桩反力梁装置；将几只螺旋钻钻入地下使用地锚提供反力，俗称锚杆反力梁装置。
锚桩反力梁装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力，提供反力的大小由锚桩数量，反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。
锚桩反力梁装置一般不会受现场条件和加载吨位数的限制，当条件允许，采用工程桩作锚桩是最经济的，但在试验过程中需要观测锚桩的上拔量，以免拔断，造成工程损失。
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实验装置介绍过程控制系统所采用的实验装置一般可分为两类，一类为物理模型实验装置，一类为半实物仿真实验装置。
课程中各种实验都可以在这两类装置上实现。
一、物理模型实验装置这一类实验装置是由真实的物理模型实现的。
其优点是装置中有真实的流体（清洁的水）流动，采用真实的测量装置和真实的控制阀。
可给学生非常真实的感官印象。
一般都采用清洁的循环水作为工艺介质，所以工艺参数只有液位和流量。
有些实验装置还有电加热设备，增加了温度参数。
这一类实验装置的不足是参数比较单一，有一定的非线性。
具有加热功能的装置，会随实验的进行循环水温度会逐渐增高，这会造成温度控制不理想。
下面是使用比较的几种物理模型实验装置1．普及型控制系统实验装置下面是一种比较典型的普及型控制系统实验装置。
该装置由北京化工大学信息学院自动化系自行研制。
实验装置两部分组成：其一是包括测量变送器和控制阀在内的工艺设备；其二是作为控制工具计算机。
装置上共测量四个参数：上水槽液位、下水槽液位、流量1和流量2。
变送器的4~20mA信号接到信号调理板上，经过调理后的电压信号通过专用电缆连接到插在计算内的A/D+D/A板上。
系统用仪表的电源、D/A 电源、计算机电源、水泵的按钮开关、信号灯等设备都集成、组装在一个控制箱。
图F．41所示是自动化系统实验室的物理模型实验装置。
图F．42所示为工艺设备原理图。
图中有三只水槽，槽1、槽2为被控对象，它们的液位高度L1及L2分别通过两台差压变送器测出。
槽3为储槽，是为了构成水得循环而设置得。
储槽3中的水通过水泵1或2抽出，经过孔板和控制阀后送入槽1或槽2(视手动阀1、2、3、4的开闭而定)，两路水管中的水流量大小分别通过各自的差压变送器（与孔板配合）测出。
槽1中的水通过线性化流出口流入槽2，槽2中的水又通过其自身的线性化流出口流回到储槽3中。
这样对水来说，始终处于循环状态。
图F．41 物理模型实验装置图本装置除比值实验外，一般情况下F l所在的管道为主物料管道，F2管线则作为加干扰用。
计算机为控制工具的实验装置，其工作平台为Windows2000，控制软件采用VB编制而成。
下面简要介绍其工作过程。
（1）进入实验过程首先在桌面上双击该软件的图标进入到该软件的主画面。
该画面中共有六各项目，分别为登录注册、进入实验、系统简介、实验指导、历史数据查询和退出系统。
首先需要进行登录注册。
点击“登录注册”图标之后出现登录注册画面，该画面中所要登录的内容为班级、组号、实验名称和密码。
指定这些内容之后，计算机会自动生成一个数据库文件，文件名称为班级和组号的组合。
之后的实验数据将保存在这个数据库文件中。
需要注意的是：必需指定这些登录内容，否则不能进入实验；不得指定与本班级与组号相异的内容，否则可能会冲掉其他班级组号的实验数据。
登录成功之后出现初始化画面。
初始化结束之后回到主画面，在该画面上点击“进入实验”图标进入选择实验画面，在该画面上选择响应的实验内容。
图F．43物理模型实验装置主画面完成上面的步骤之后，CRT上显示出“控制实验主界面”，在画面上显示出控制流程图，该图与图F．43相似。
首先在“实验操作”下拉菜单中选择“系统组态”选项进行系统组态。
所选定的实验内容不同，所呈现的组态画面不同。
组态画面上所要做的主要工作是指定被控参数（L1、L2、F1、F2）、控制变量（F1、F2）、控制器生成与指定控制器参数及控制器操作状态。
指定这些内容之后，在“运行控制”下拉菜单中选择“运行”项，然后点按“确认”按钮。
系统组态结束之后，屏幕上出现数字记录器画面。
该记录器最多可记录6条曲线。
首先选择曲线数量，指定曲线所记录的内容，然后在“运行”下拉菜单中选择“运行”选项。
回到“控制实验主界面”上，点按启动水泵按钮，然后再点按右下方的启动按钮。
此时系统处在运行状态。
（2）退出实现系统在“控制实验主界面”画面上，在“控制器选择”下拉菜单上选择相应的控制器，关闭该控制器。
如果系统有多个控制器则需要一一关闭。
然后在分别关闭“组态画面”、“控制实验主界面”，再在主画面上点击“退出系统”图标。
（3）拷贝出数据库文件，根据数据库文件中的数据整理实验报告。
2．高级过程控制实验装置（一）“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置下面图图F．43是杭州的“天煌教仪”公司的THJ—2高级过程控制实验装置的图片。
图F．43高级过程控制实验装置图F．44是其流程图。
图F．44 THJ—2高级过程控制实验装置流程图该实验装置由被控对象、智能仪表控制台、上位监控计算机组成。
被控对象包括有：不锈钢储水槽；上、中、下三个有机玻璃水槽；带有三相4．5KW电加热棒的热水锅炉和铝塑盘管。
一套流体输送系统包括：380V AC不锈钢磁力泵、电动控制阀、直流电磁阀、涡流量计；另一套流体输送系统包括：三菱变频器、220 V AC不锈钢磁力泵、涡流量计。
装置上的检测装置包括：1）压力变送器三个：检测上、中、下三个有机玻璃水槽液位；2）涡流流量计三个：检测两条流体输送管路流量和盘管流量；3）热电阻六个：检测锅炉内温度、锅炉夹套温度、盘管三点温度、上水箱出口温度；装置上的执行器及控制装置：1）三相可控硅调压装置一个；2）电磁阀一个；3）电动控制阀一个；4）变频器一个；该装置既可利用控制台上的仪表独立做实验，也可通过电缆将信号送到其他控制装置，例如DCS、FCS、PLC等，通过组态进行各种实验。
我们的过程控制实验室采用的是横河公司的CS—3000系统，下面图F．45是CS—3000集散的现场控制站和工程师站。
图F．45横河公司CS—3000集散系统（二）浙江“浙江求是科教设备有限公司”PCT系列过程控制实验装置PCT系列过程控制实验装置是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术,自动控制技术为一体的多功能实验装置。
系统包括流量、压力、温度、液位等热工参数，可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。
图F．46 PCT—II过程控制系统教学实验装置过程控制系统教学实验装置由被控对象和控制系统两部分组成。
整个实验系统具有如下特点：通过被控对象与控制系统，可以完成本科教学的实验内容。
采用工程实际中使用的元器件。
如采用进口的电动调节阀；上海华光的电磁流量计；三菱的变频器；上海万讯的智能调节器；台湾威达的数据采集模块等，使学生对以后工作中所能遇到的元器件有一定的了解，增强学生的工作适应能力。
实验对象的参数选取合理，实验中调节器、执行器、被控单元之间的参数配置典型，实验系统具有良好的动静态特性。
实验项目的设置齐全，从单回路控制实验、串接控制实验到解耦控制实验、纯滞后系统实验、变比值实验。
内容包含了工程应用中大部分控制系统，使学生了解控制工程中控制系统的组成、检测与传感装置的应用、掌握常用的调节规律和调节方法。
在实验系统中，采用了远传数据模块、PLC控制方式和DCS控制方式，向用户提供了自动化领域最新的技术与装备，学校可以将实验装置用于研究生教学和教师科研。
二、半实物仿真实验装置随着信息技术及计算机软、硬件技术的飞速进步，仿真建模理论及方法取得了应用性突破。
当代仿真建模技术已经能够运用数学方法构造复杂系统模型，已经能够高逼真度模拟复杂的过程系统。
多功能过程与控制仿真实验系统由小型流程设备盘台、数字式软仪表与接口硬件、系统监控软件及过程模型软件四部分组成。
四部分通过小型实时数据库、实时数字通信协调运行，完成复杂的半实物模拟实验。
图F．47 半实物仿真实验装置1．小型流程设备盘台见图F．44所示，在钢制的盘台上安装着由不锈钢制的比例缩小的流程设备模型。
主设备包括：一台卧式储罐（D-101）、两台高位计量罐（D-102、D-103）、一台带搅拌器的釜式反应器（T-104）、一台列管式热交换器（E-105）、三台离心泵（P-106、P-107、P-108）、十个手动/自动双效阀门和若干管路系统。
在垂直的仪表盘面上分布有压力（P）、流量（F）、温度（T）、物位（L）、功率（N）、组成（A）和阀位（V）等传感器插孔和数字式软仪表。
本盘台是学生直接操作和运行过程系统的环境。
本环境给学生以全真实的空间位置感觉、全真实的操作力度感觉和过程变化的时间特性感觉。
由于真实过程装置的压力、流量、温度、物位、功率、组成也是无法直接观察的，必须通过仪表检测，因此，本系统和真实系统的观测界面完全一致。
图F．48 多功能过程与控制仿真实验系统流程部分2．动态数学模型软件动态数学模型软件运用动态定量仿真模型，模拟真实工艺流程，并提供各变量当前值。
具体分为以下流程的动态仿真模型：（1）离心泵及特性动态仿真模型（2）三级液位及传热动态仿真模型（3）压力系统动态仿真模型（4）溶液浓度值配制动态仿真模型（5）热交换器过程动态仿真模型（6）间歇反应动态仿真模型（7）连续反应（CSTR）动态仿真模型（8）小型全流程动态仿真模型为了进行复杂的控制实验，除了过程模型外还特别开发了常用控制算法模块库，例如，PID控制器，传递函数、外作用函数、限幅器、算术运算器、选择器、继电器特性、随机信号器等，可以方便地通过“软连接”构造多种多样的控制系统。
配合小型专用实时数据库及高速模型计算技术，本实验系统中的动态数学模型软件能够在监控软件的控制下完成过程系统的仿真计算。
3．控制系统图形组态软件为了便于学生（教师）灵活地设计组合多种多样的控制方案，本实验系统提供自行开发的、专用的控制系统图形组态软件。
能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。
这种组态方法与集散型控制系统（DCS）组态完全相同，因此，比教学实验中常用的进口软件MATLAB更直观、更简明、更符合工业级设计的要求。
当然，（如果需要的话）本软件也能与MATLAB软件相连接。
控制系统图形组态软件提供以下具体功能：（1）提供常见的PID控制算法，允许学生配置参数（2）控制方案的设计。
允许学生自行设计控制方案，包括控制与被控制变量的选择、算法的选择以及复杂控制实验等。
（3）控制算法组态。
提供两种方式的控制算法组态：提供图形化控制算法组态工具，使学生可以对传递函数进行自定义; 提供标准DLL工程，将学生用其它计算机语言所写的控制算法动态链接到当前控制回路中。
（4）信号发生器组态。
提供常用的信号发生器，对当前的现场信号进行叠加。
（5）信号输出组态。
提供信号输出显示、历史趋势记录、文件保存等功能，以进行信号后处理。
为了方便使用，控制系统图形组态软件具有错误组态方案的自诊断功能。
当组态的方案不合理时，软件能给出提示。
此外，还具有智能化自动排序功能。
本软件采用深层知识“专家系统”推理方法，对组态生成的控制系统计算顺序进行优化排序，能够保证计算结果的准确性。