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过程控制

实验指导书

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THKGK-1过程控制实验装置的组成和各部分使用说明

THKGK-1型过程控制实验装置是根据自动化专业及相关专业教学的特点，吸收了国

内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证，向广大师生推出一

套全新的实验设备。该设备可以满足《过程控制》、《自动化仪表》、《工程检测》、《计算机

控制系统》等课程的教学实验、课程设计等。整个系统结构紧凑、功能多样、使用方便，既

能进行验证性、研究性实验，又能提供综合性实验。本实验装置可满足本科、大专及中专等

不同层次的教学实验要求，还可为科学研究的开发提供实验手段。

本实验装置的控制信号及被控信号均采用IEC标准，即电压0～5V或1～5V，电流0～

10mA或4～20mA。实验系统供电要求为单相交流220V±10%，10A；外型尺寸为：182×160

×70，重量：380Kg。

装置特点

本实验装置具有以下特点：

1、多种被控参数：液位、压力、流量、温度。

2、多种控制方式：位式控制、PID控制、智能仪表控制、单片机控制、PLC控制、计算

机控制等。

3、多种计算机控制软件：西门子PROTOOL-CS组态软件、北京昆仑公司的MCGS组态软件

以及本公司开发的上位机监控软件，另外还可以用台湾HITECH公司的ADP6.0软件与PLC

相连进行控制。

4、丰富的计算机控制算法：P、PI、PID、死区PID、积分分离、不完全积分、模糊控制、

神精元控制、基于SIMULINK的动态参数自适应补偿控制等。

5、开放的软件平台：在我们提供的软件平台上，学生既可以利用我们所提供的算法程序

进行实验，又可以用自己编写的PLC程序、MATLAB`程序等进行实验，还可以利用人机界面

（触摸屏）的组态再结合PLC的编程来进行控制实验。

6、灵活多样的实验组合：可以很方便地对控制方式与被控参数进行不同组合，得到自己

需要的单回路、多回路等多种控制系统。

系统组成

被控对象包括上水箱、下水箱、复合加热水箱以及管道。

调节器主要有模拟调节器（含比例P调节、比例积分PI调节、

比例微分PD调节、比例积分微分PID调节）、位式调节器、智

能仪表调节器、PLC控制器、单片机控制、计算机控制等。

执行器模块主要有固态继电器、磁力驱动泵、电加热丝。

变送器模块主要有流量变送器（FT）、液位变送器（LT1，

LT2）、温度变送器（TT）、压力变送器（PT）等。变送器的零

位、增益可调，并均以标准信号DC0-5V输出。另外，根据用

户需要，配置微机通讯接口单元（RS232），以满足计算机实时

控制实验的需要。

系统的结构组成如图1所示，被控对象的供水有两路：一

图1、系统结构流程图

路是由磁力泵1从储水箱中抽水，通过阀1再经阀3向上水箱供水、

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经阀4向下水箱供水、经阀5向复合加热水箱的内胆供水；另一路是磁力泵2从储水箱中抽

水，分别通过阀2经阀9向上水箱供水、经阀10向下水箱供水、经阀11向复合加热水箱的

夹套供水。每个水箱的出水口均经过线性化处理，上水箱的水通过阀6流到下水箱，在上

水箱中安装了压力传感器（PT、LT1），用于检测压力、液位的大小;而下水箱的水经阀7流

到复合加热水箱的外套，再经阀8流回储水箱，各水箱都设有溢流口，保证水箱满后不外流

并顺利经溢流口流回储水箱。在复合加热水箱的内套安装了加热器和PT100温度传感器

（TT），它们分别用于加热和检测温度。

2THKGK-1

图、实验装置电气连接图

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挂箱介绍

一、GK-01电源控制屏

GK-01电源控制屏如图1-1所示，它由一