一种基于DCS系统的过程控制实验装置

本技术属于过程控制实验装置领域，具体涉及一种基于dcs系统的过程控制实验装置。

背景技术：

1、过程控制在化工、冶金、石油等工业中，是对生产流程中某些对象的控制，在实际生产中广泛应用。但在工业生产过程中，由于存在许多不确定性，造成控制效果与预期不符。被普遍应用于工业生产的dcs系统，因其技术门槛，成本高等原因，并不为人们所熟悉，造成非专业人员面对真实工业系统无从下手的情况。现有过程控制实验装置广泛采用plc系统，而非dcs系统，使得人们接触dcs系统的途径非常有限。当两个或以上的不同厂家系统要求资源共享，对plc来讲是件很困难的事，而dcs系统的操作级的网络大多采用以太网，为标准或变形的tcp/ip协议，这样方便的提供了可扩展的能力，兼容性较好，有利于后期的装置改造升级。并且dcs系统会提供统一的数据库，一旦一个数据存在于数据库中，就可以在任何情况下被引用，管理方便，而plc系统的数据库通常不是统一的。因此，采用dcs系统与实际的物理对象结合的方式，用于过程控制实验，让工业生产中的不确定因素在实验装置中能体现，使实验效果更加接近实际情况，同时方便实验装置的后期的拓展、维修与升级，因此，急需一种基于dcs系统的过程控制实验装置，实现实验室模拟基于dcs系统的过程控制实验。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于dcs系统的过程控制实验装置，以解决现有技术中缺少dcs系统的过程控制实验装置的技术问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于dcs系统的过程控制实验装置，包括新风单元。气体由新风单元进入实验装置，经过调节单元进入送风单元，且调节单元设置在送风单元内，送风单元与实验单元的气体入口端连通，其气体出口端连接有回风单元，回风单元分别连通新风单元和排风单元。

4、优选地，所述新风单元包括新风管道和新风阀；新风管道与调节单元和回风单元连通，新风阀设置在新风管道入口，且新风管道内设置有新风湿度传感器和新风温度传感器。

5、优选地，所述送风单元包括送风机和送风管道；送风管道一端连通调节单元，另一端连通实验单元，送风机设置在靠近调节单元处的送风管道内；且送风管道内还设置有送风湿度传感器、送风温度传感器和送风压差传感器。

6、优选地，所述调节单元包括：活性炭滤网、检修门、冷热水盘管和水分配器；活性炭滤网、检修门、冷热水盘管和水分配器依次设置在送风管道内；活性炭滤网设置在靠近新风单元一侧，冷热水盘管连接有冷热水机组，冷热水机组连接有膨胀水箱，膨胀水箱通过水分配器进水管连接水分配器，且水分配器进水管上设置有加湿泵。

7、优选地，所述冷热水盘管上分别设置有进水管和回水管，回水管的另一端连有电动三通阀，电动三通阀的另两端连接旁支水管和冷热水机组回水管，冷热水机组回水管连接冷热水机组，所述旁支水管和进水管的另一侧设有冷热水机组供水管，且冷热水机组供水管连接冷热水机组。

8、优选地，所述水分配器下方设置有加湿材料，加湿材料沿送风管道的截面设置，其下方设置有用于排去加湿材料上留下的水滴的排水盘。

9、优选地，所述实验单元包括：a实验区域和b实验区域；a实验区域和b实验区域相邻设置且之间设置有电动冷热隔离门，且均连通送风单元和回风单元；a实验区域内设置有a实验区域湿度传感器、a实验区域温度传感器和a实验区域二氧化碳浓度传感器；b实验区域内设置有b实验区域湿度传感器、b实验区域温度传感器和b实验区域二氧化碳浓度传感器。

10、优选地，所述回风单元包括回风管道、回风机和回风阀；回风管道一端连通实验单元，另一端连通排风单元，且靠近排风单元处分别设置有回风机和回风阀，并通过回风阀与新风单元连通；回风管道内还设置有回风湿度传感器、回风温度传感器和回风压力传感器。

11、优选地，所述排风单元包括排风管道和排风阀；排风管道一端连通回风单元，另一端设置有排风阀，且排风管道内设置有排风湿度传感器和排风温度传感器。

12、优选地，还包括底座和框架；框架设置在底座上构成主体结构，新风单元、调节单元、送风单元、回风单元和排风单元均固定在主体结构上，通过送风单元和回风单元与实验单元连通。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

14、本实用新型通过新风单元、送风单元、排风单元、回风单元和调节单元相配合，使得实验装置完全模拟了实际的过程控制系统，体现了过程控制系统的构成及其功能，该实验装置可进行不同的控制方案，基于实际该装置的控制模型，涵盖系统的冷源、热源，空气处理和风机组的主要控制功能。

15、进一步地，在实验a区域和试验b区域中间设有电动冷热隔离门，可设置不同的电动门开度来建立不同的房间模型，使试验结果具有普遍性。

16、进一步地，在实验装置的送风管道、回风管道、实验区域等地方安装有不同类型传感器，当送风机、排风机、新风阀等设备运行状态改变时，传感器会把实验装置的状态实时直观的反映出来。

17、进一步地，通过检修门的装置，使得维修设备变得简便，同时设置有活性炭滤网压差报警器、膨胀水箱水位报警器等装置，检测到实验装置运行状态故障时，会报警，提示检修设备，实验装置安全性高，送风机与回风机均设置有弹簧减震器与帆布，减小了实验机组的震动，使得实验装置的稳定性提高，送风管道与实验区域连接处的vav box末端可调节进入实验区域的风量。

18、进一步地，本实用新型还设置有dcs电气柜，实验装置所涉及到的传感器元件和送风机等执行机构均与dcs电气柜电气连接，对实验装置进行集成与统一管理，拓展了非工业现场人员接触到dcs系统的途径。同时本实用新型可扩展能力强，兼容性较好，有利于后期的装置改造升级，提供统一的数据库，管理数据方便。

技术特征：

1.一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，包括新风单元；气体由新风单元进入实验装置，经过调节单元进入送风单元，且调节单元设置在送风单元内，送风单元与实验单元的气体入口端连通，其气体出口端连接有回风单元，回风单元分别连通新风单元和排风单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述新风单元包括新风管道(43)和新风阀(1)；新风管道(43)与调节单元和回风单元连通，新风阀(1)设置在新风管道(43)入口，且新风管道(43)内设置有新风湿度传感器(4)和新风温度传感器(5)。

3.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述送风单元包括送风机(17)和送风管道(86)；送风管道(86)一端连通调节单元，另一端连通实验单元，送风机(17)设置在靠近调节单元处的送风管道(86)内；且送风管道(86)内还设置有送风湿度传感器(26)、送风温度传感器(27)和送风压差传感器(28)。

4.根据权利要求3所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述调节单元包括：活性炭滤网(12)、检修门(13)、冷热水盘管(15)和水分配器(58)；活性炭滤网(12)、检修门(13)、冷热水盘管(15)和水分配器(58)依次设置在送风管道(86)内；活性炭滤网(12)设置在靠近新风单元一侧，冷热水盘管(15)连接有冷热水机组(85)，冷热水机组(85)连接有膨胀水箱(87)，膨胀水箱(87)通过水分配器进水管(88)连接水分配器(58)，且水分配器进水管(88)上设置有加湿泵(16)。

5.根据权利要求4所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述冷热水盘管(15)上分别设置有进水管(83)和回水管(80)，回水管(80)的另一端连有电动三通阀(84)，电动三通阀(84)的另两端连接旁支水管(81)和冷热水机组回水管(79)，冷热水机组回水管(79)连接冷热水机组(85)，所述旁支水管(81)和进水管(83)的另一侧设有冷热水机组供水管(82)，且冷热水机组供水管(82)连接冷热水机组(85)。

6.根据权利要求4所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述水分配器(58)下方设置有加湿材料(59)，加湿材料(59)沿送风管道(86)的截面设置，其下方设置有用于排去加湿材料(59)上留下的水滴的排水盘(60)。

7.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述实验单元包括：a实验区域(35)和b实验区域(36)；a实验区域(35)和b实验区域(36)相邻设置且之间设置有电动冷热隔离门(89)，且均连通送风单元和回风单元；a实验区域(35)内设置有a实验区域湿度传感器(29)、a实验区域温度传感器(30)和a实验区域二氧化碳浓度传感器(31)；b实验区域(36)内设置有b实验区域湿度传感器(32)、b实验区域温度传感器(33)和b实验区域二氧化碳浓度传感器(34)。

8.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述回风单元包括回风管道(45)、回风机(41)和回风阀(3)；回风管道(45)一端连通实验单元，另一端连通排风单元，且靠近排风单元处分别设置有回风机(41)和回风阀(3)，并通过回风阀(3)与新风单元连通；回风管道(45)内还设置有回风湿度传感器(9)、回风温度传感器(10)和回风压力传感器(11)。

9.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，所述排风单元包括排风管道(42)和排风阀(2)；排风管道(42)一端连通回风单元，另一端设置有排风阀(2)，且排风管道(42)内设置有排风湿度传感器(6)和排风温度传感器(7)。

10.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的过程控制实验装置，其特征在于，还包括底座(49)和框架(48)；框架(48)设置在底座(49)上构成主体结构，新风单元、调节单元、送风单元、回风单元和排风单元均固定在主体结构上，通过送风单元和回风单元与实验单元连通。

技术总结本技术公开了一种基于DCS系统的过程控制实验装置，属于过程控制实验装置领域，其特征在于，包括新风单元。气体由新风单元进入实验装置，经过调节单元进入送风单元，且调节单元设置在送风单元内，送风单元与实验单元的气体入口端连通，其气体出口端连接有回风单元，回风单元分别连通新风单元和排风单元。新风单元、送风单元、排风单元、回风单元和调节单元相配合，使得实验装置完全模拟了实际的过程控制系统，体现了过程控制系统的构成及其功能，该实验装置可进行不同的控制方案，基于实际该装置的控制模型，涵盖系统的冷源、热源，空气处理和风机组的主要控制功能。技术研发人员：贺宁,高佳兴,徐铭轩,阎宇威,郝文斌受保护的技术使用者：西安建筑科技大学技术研发日：20231215技术公布日：2024/7/4