CN202711568U - 一种化工原理教学实验平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种化工原理教学实验平台。采用的技术方案主要由上位监控计算机、控制系统和控制对象构成，所述上位监控计算机配有上位监控系统，所述上位监控系统和控制系统之间通过MODBUS总线网络通讯，所述控制对象将产生的包括温度、压力、差压、流量、转速、功率的变量传送至控制系统，所述控制系统通过包括多通道无纸记录仪、智能测速仪或功率表接收控制对象上传的标准信号，且就地显示并通过MODBUS总线向上位监控系统传送数据，所述上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学实验装置，尤其是化工原理教学实验平台。
背景技术
化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，它为过程工业（包括化工、轻工、医药、食品、环境、材料、冶金等工业部门）提供科学基础，对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括三个环节，即：理论课教学、实验课教学和课程设计。在实验课教学环节中，实际应用的化工原理相关设备由于体积庞大、分布广、不直观形象，不适宜直接作为教学实验装置。目前市场上化工原理教学实验装置虽然很多，但还没有集成化的化工原理教学实验装置。许多厂家生产的化工原理教学实验装置，仍然沿用了传统的人工计量和检测方式，实验耗费大量时间，因计量误差大而与理论结果有较大出入，数据处理过程也因数据量大而较容易出错，最后生成的数据报表和数据曲线质量也不高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种化工原理教学实验装置。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案主要由上位监控计算机、控制系统和控制对象构成，所述上位监控计算机配有上位监控系统，所述上位监控系统和控制系统之间通过MODBUS总线网络通讯，所述控制对象将产生的包括温度、压力、差压、流量、转速、功率的变量传送至控制系统，所述控制系统通过包括多通道无纸记录仪、智能测速仪或功率表接收控制对象上传的标准信号，且就地显示并通过MODBUS总线向上位监控系统传送数据，所述上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。
所述的化工原理教学实验装置，其特征在于所述的控制对象包括离心泵特性测定实验装置、流体流动阻力测定实验装置和流量计校核实验装置。
所述的系列化的化工原理教学实验装置，其特征在于所述的离心泵特性测定实验装置包括泵底阀、水箱、漏斗、真空表/传感器、离心泵、压力表/传感器、热电阻、转速传感器、功率测试装置、涡轮流量计和电动调节阀。
所述的系列化的化工原理教学实验装置，其特征在于所述的流体流动阻力测定实验装置包括储水箱、管道泵、涡轮流量计、第一倒U型管压差计、第二倒U型管压差计、第三倒U型管压差计和压差传感器。
所述的系列化的化工原理教学实验装置，其特征在于所述的流量计校核实验装置包括管道泵、孔板流量计、文丘里流量计、倒U型管压差计、流向转换器和计量筒。
本实用新型化工原理教学实验装置通过上位监控计算机、控制系统、控制对象完整的模拟了实际化工现场应用的化工单元，集成了在行业广泛采用的各种控制方式、数据采集和数据处理技术，整套装置具有系统结构完整、技术先进、直观形象和覆盖大专院校专业面广的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的控制流程图。
图2为离心泵特性测定实验装置的结构示意图。
图3为流体流动阻力测定实验装置的结构示意图。
图4为流量计校核实验装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的化工原理教学实验装置主要由上位监控计算机、控制系统和控制对象构成，所述上位监控计算机配有上位监控系统，所述上位监控系统和控制系统之间通过MODBUS总线网络通讯，所述控制对象将产生的包括温度、压力、差压、流量、转速、功率的变量传送至控制系统，所述控制系统通过包括多通道无纸记录仪、智能测速仪和功率表接收控制对象上传的标准信号，且就地显示并通过MODBUS总线向上位监控系统传送数据，所述上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。所述的控制对象包括离心泵特性测定实验装置、流体流动阻力测定实验装置和流量计校核实验装置。
如图2所示，本实用新型的离心泵特性测定实验装置主要由泵底阀1、水箱2、漏斗3、真空表/传感器4、离心泵5、压力表/传感器6、热电阻7、转速传感器8、功率测试装置9、涡轮流量计10和电动调节阀11等组成。实验时，水从储水箱2经泵底阀1吸入，经管路到离心泵5，经离心泵增压后，流经热电阻7、涡轮流量计10、电动调节阀11返回水箱2，循环使用。离心泵运行前，需将进口管路充满水，水可从漏斗3加入。在离心泵的进、出口管线上分别装有真空表/传感器4、压力表/传感器6，管路内温度由热电阻7检测，流量由涡轮流量计10测量，并由出口的电动调节阀11调节流量，电机转速、功率分别用转速传感器8、功率测试装置9来检测。
控制系统由智能测速仪、多通道无纸记录仪以及智能功率表等组成，其可对压力、流量等变量进行就地显示并通过MODBUS总线向上位监控系统传送数据，上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。
如图3所示，本实用新型的流体流动阻力测定实验装置主要由储水箱12、管道泵13、涡轮流量计14、光滑测试管、粗糙测试管、局部阻力测试管、第一倒U型管压差计15、第二倒U型管压差计16、第三倒U型管压差计17、热电阻、压差传感器18和不锈钢进、出管道等组成。实验时，水从储水箱由管道泵输送至管路，流经涡轮流量计、实验测试管路和流量调节阀后返回储水箱，循环使用。实验测试管路有三段并联的水平管组成，自上而下分别用于测定光滑测试管（不锈钢管）直管阻力、粗糙测试管（镀锌管）直管阻力和全开闸阀的局部阻力，测定局部阻力时使用不锈钢管，中间装有待测的闸阀。在每段测试管路的进口处分别装有切换阀，用于选择不同的实验测试内容。管路内的流量由涡轮流量计测量，并由出口流量调节阀调节流量，光滑测试管直管阻力、粗糙测试管直管阻力和闸阀的局部阻力可分别用于各自相连的倒U型管压差计测量，同时也可用与之并联的压差传感器来测量，各传感器将信号传送至控制系统。
控制系统由多通道无纸记录仪等组成，其可对温度、压差、流量等变量进行就地显示并向上位监控系统传送数据，上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。
如图4所示，本实用新型的流量计校核实验装置主要由储水箱、管道泵19、孔板流量计21、文丘里流量计22、倒U型管压差计20、流向转换器23、计量筒24、各种阀门和不锈钢进、出水管道等组成。实验时，水从储水箱由管道泵输送至管路，分别流经孔板流量计、文丘里流量计所在测试管路和流量调节阀后，通过流向转换器到达计量筒进行计量，然后返回储水箱，循环使用。实验测试管路有二段并联的水平管组成，自上而下分别用于孔板流量计和文丘里流量计的性能测试。在每段测试管路的进口上，分别装有切换阀，用于选择不同的实验测试内容。管路内流量由计量筒和秒表配合进行测量，并由出口流量调节阀调节流量，流体流过孔板流量计和文丘里流量计的压差可分别用与各流量计相连的倒U型管压差计测量，流体的温度可用温度计直接测量。控制系统由空气开关、漏电保护器等组成。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种化工原理教学实验平台，其特征在于该装置主要由上位监控计算机、控制系统和控制对象构成，所述上位监控计算机配有上位监控系统，所述上位监控系统和控制系统之间通过MODBUS总线网络通讯，所述控制对象将产生的包括温度、压力、差压、流量、转速、功率的变量传送至控制系统，所述控制系统通过包括多通道无纸记录仪、智能测速仪和功率表接收控制对象上传的标准信号，且就地显示并通过MODBUS总线向上位监控系统传送数据，所述上位监控系统根据实时采集的数据进行数据计算并生成数据报表和曲线。
2.根据权利要求1所述的化工原理教学实验平台，其特征在于所述的控制对象包括离心泵特性测定实验装置、流体流动阻力测定实验装置和流量计校核实验装置。
3.根据权利要求2所述的化工原理教学实验平台，其特征在于所述的离心泵特性测定实验装置包括泵底阀（1）、水箱（2）、漏斗（3）、真空表/传感器（4）、离心泵（5）、压力表/传感器（6）、热电阻（7）、转速传感器（8）、功率测试装置（9）、涡轮流量计（10）和电动调节阀（11）。
4.根据权利要求2所述的化工原理教学实验平台，其特征在于所述的流体流动阻力测定实验装置包括储水箱（12）、管道泵（13）、涡轮流量计（14）、第一倒U型管压差计（15）、第二倒U型管压差计（16）、第三倒U型管压差计（17）和压差传感器（18）。
5.根据权利要求2所述化工原理教学实验平台，其特征在于所述的流量计校核实验装置包括管道泵(19)、孔板流量计(21)、文丘里流量计(22)、倒U型管压差计(20)、流向转换器(23)和计量筒（24）。
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|---|---|---|---|---|
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