福州大学过程控制、热工仪表测量实训装置

福州大学是国家“双一流”建设高校、国家“211工程”重点建设大学、福建省人民政府与国家教育部共建高校。学校创建于1958年，现已发展成为一所以工为主、理工结合，理、工、经、管、文、法、艺等多学科协调发展的重点大学。

建校以来，一代代福大人秉承“明德至诚，博学远志”校训，践行以张孤梅同志为代表的艰苦奋斗的创业精神、以卢嘉锡先生为代表的严谨求实的治学精神、以魏可镁院士为代表的勇于拼搏的奉献精神等“三种精神”，营造“守正创新、彰显特色、开放包容、追求卓越” 的新时代福州大学校园文化，积累了丰富的办学经验，形成了鲜明的办学特色，已为国家培养了全日制毕业生31万余人。

学校设有27个学院（含1个独立学院和1个中外合作办学学院），现有在校普通本科学生39725人，其中，至诚学院学生 13621人；各类博、硕士研究生16201人。学校现设90个本科专业；39个一级学科硕士点、22个硕士专业学位授权点；14个一级学科博士点，2个博士专业学位授权点，10个博士后科研流动站。学校拥有1个国家重点学科、1个国家重点(培育)学科，化学学科再次入选世界一流学科建设名单。8个学科进入ESI学科全球排名前1%，其中化学学科进入ESI学科全球排名前1‰。学校综合实力在“2022软科世界大学学术排名”位居全球第363名，内地高校53名；在USNews2023世界大学排行榜位居全球第531名，内地高校第52名；在2023泰晤士高等教育世界大学排名位居全球第801-1000名，内地高校并列52名；在2023QS亚洲大学排名位居第261-270名，内地高校并列58名。

学校现有教职工3223人，其中专任教师2212人。其中国家级人才117人次（74人）、省级人才631人次（428人）。在高层次人才（团队）中，拥有院士15人（含特聘讲席教授14人），“长江学者奖励计划”人选10人（含青年项目3人），国家级高层次引进人才22人（含青年项目18人），国家“万人计划”入选者17人（含青年项目3人），国家杰出青年科学基金获得者8人，全国杰出专业技术人才1人，“百千万人才工程”国家级人选12人，国家有突出贡献中青年专家9人，国家优秀青年科学基金获得者6人，国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）获得者3人，科技部中青年科技创新领军人才及重点领域创新团队负责人8人，教育部创新团队负责人3人，文化名家暨“四个一批”人才3人。1支团队入选“全国专业技术人才先进集体”，2支团队入选“全国高校黄大年式教师团队”，2支团队入选教育部“长江学者和创新团队发展计划”，2支团队入选科技部“创新人才推进计划”重点领域创新团队，1个学院入选国家“高校国际化示范学院推进计划”，3个学院入选国家“高等学校学科创新引智计划”(“111计划”)。

学校拥有2个国家级人才培养基地、6个国家级实验教学示范中心、1个国家虚拟仿真实验教学中心、1个国家人才培养模式创新实验区、6个校企合作的国家工程实践教育中心、1个全国工程专业学位研究生联合培养示范基地、1个教育部首批“三全育人”综合改革试点院（系），1个教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0基地，1个国家教学团队，7个国家特色专业，37个国家一流本科专业建设点，16个专业通过教育部工程教育专业认证，2个专业通过住建部行业评估，获评25门国家一流本科课程、3门国家精品课程、1门国家双语教学示范课程、3门国家级精品资源共享课、2门国家级精品视频公开课、4个国家虚拟仿真实验教学项目、7个教育部“新工科”研究与实践项目，4个教育部“新文科”研究与改革实践项目，获批教育部课程思政示范课程1门、国家级课程思政示范教学团队1个、全国思政课程教学名师工作室1个，入选高等学校思想政治理论课教学指导委员会委员1人、省级课程思政研究与实践中心2个、省级课程思政示范课程4门。学校是全国专业学位研究生教育综合改革试点单位和全国工程硕士研究生教育创新高校、教育部“卓越工程师教育培养计划”改革试点高校和教育部“国家大学生创新创业训练计划”实施高校。“十三五”以来，学校获国家级教学成果奖4项，省级教学成果奖26项；学生参加各类学科竞赛获282项国际奖，2463项国家级奖。学校入选“首批国家级创新创业学院建设单位”“全国首批深化创新创业教育改革示范高校”“国家级众创空间”“国家大学生创业示范园”。在前八届中国“互联网+”大学生创新创业全国总决赛中获11金22银34铜。曾荣获“全国高校毕业生就业工作50强”。

学校现有1个国家级大学科技园，12个国家级、123个省部级科技创新平台，其中：1个国家重点实验室、7个国家级工程研究中心、1个国家工程技术研究中心、3个国家国际科技合作基地、3个教育部重点实验室、2个教育部工程研究中心、2个省部共建协同创新中心、1个自然资源部创新服务平台、2个省创新实验室。学校是福建省唯一同时拥有“国家大学科技园”“国家技术转移示范机构”“高等学校科技成果转化和技术转移基地”“国家知识产权试点高校” “国家级众创空间”“全国大学生创业示范园”“全国深化创新创业教育改革示范高校”“全国创业孵化示范基地”的高校。“十三五”以来，学校获各类科技项目5613项，科研经费超过22.62亿元。签订横向合作合同4277项，校地企合作到校经费18.8亿元。获省部级以上奖项231项，其中，国家科技奖4项。获国家专利授权6698件，科技论文被三大检索收录15770篇，其中在Nature期刊发表论文3篇，在Science期刊发表论文1篇。10位学者入选2022年“全球高被引科学家”名单。

学校深入开展对外合作交流，与清华大学、北京大学、中国人民大学、天津大学、中国科学院海西研究院以及境外50个国家、地区的140多所高校、科研机构和知名企业建立了合作关系。学校积极对接国家“一带一路”倡议，建立国际科教合作交流平台，成为中国政府奖学金留学生接收院校，面向30余个国家招收来华留学生；学生出国（境）访学项目覆盖95%以上的学院；聘请50余名海外专家学者长期在校任教。学校现有1个中外合作办学机构——梅努斯国际工程学院，3个中外合作办学项目，涵盖本科和研究生层次。对台交流合作向纵深发展,成建制双向联合培养模式成为闽台教育交流合作的新亮点。

学校校园环境优美、教学和科研设备先进、公共服务体系完善，不断推进文化校园、智慧校园和生态校园建设。办学主体位于旗山校区，在福州、厦门以及泉州等地拥有多个校区，校舍建筑面积163万平方米。学校固定资产总值超54亿元，其中教学科研仪器设备值19.8亿元；运动场地总面积20万平方米；图书馆藏图书381.8万册，电子图书764.8万册。

学校正朝着“建成具有若干世界一流学科的国际知名高水平大学，成为世界一流的东南强校”的宏伟目标大步迈进，努力为国家和区域经济社会发展作出新的更大贡献！

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过程控制仪表工实训装置

产品介绍

过程控制仪表工实训装置

一、系统总体概述
    过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。过程控制仪表工实训装置集合多种控制方式，再现实际工业现场使用的控制手段，采用声光报警系统，并提供用户更友好的二次开发接口。
1、功能：
(1)、过程控制仪表工实训装置可满足“自动调节原理”，“过程控制”，“控制仪表”，“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；
(2)、过程控制仪表工实训装置可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、产品结构与特点：
1、外形结构：

2、设备特点：
（1）、分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制, ,DDC计算机直接控制组成不同的控制系统。含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。设备可以实现多台电脑控制系统，进行远程网络控制。
（2）、二水箱配置；双路供水系统。
（3）、实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
（4）、人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。为实验文明操作提供条件。
（5）、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。精度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
（6）、安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
（7）、开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
（8）锅炉加热程控保护系统：
A、加热电路加有保险管进行过载保护，并具有防干烧保护功能；
B、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。
（9）、人生安全及设备的保护措施：
A、加有电流型漏电保护器，防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。
B、各控制电路加有保险管，有效保护器件因过载造成损坏。
（10）、电源启停控制方式；采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
（11）、漏电保护装置及安全性和安全承诺：
A、各种电源及各种仪表具有可靠的保护功能
B、各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。
C、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。
三、系统技术参数:
（1）单相三线AC～220V±10% 50Hz。
（2）工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%。
（3）装置容量：＜6KVA。
（4）电源有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置。
（5）各测量仪表均要有保护功能。
（6）控制信号：电压1～5V，电流4～20mA。
（7）上位计算机组态软件组态王,全中文工控组态软件进行开发的实验系统。运行环境要求,可以组成网络,一台老师机可以控制十几台学生机,实现数据共享。
（8）可以同时对三个参数进行采集，比如，一组测流量，一组测温度，一组测压力；
（9）重量：实验台+实验架，约重250Kg
（10）动力系统：功率可调的不锈钢循环水泵:可组成不锈钢泵＋电动调节阀＋涡轮流量计的动力流量调节系统，也可组成不锈钢泵＋变频器＋涡轮流量计的动力流量调节系统。单相可控硅移相调压装置、单相电加热管组成锅炉加热动力系统。
（11）不锈钢框架及不锈钢安装底板：不锈钢框架安装有机玻璃双容串接水箱、带夹套不锈钢常压锅炉容器。不锈钢安装底板安装固定不锈钢支撑框架、检测传感执行装置、管路等。
（12）水泵出水口带快插接头。
（13）有机玻璃串接水箱，每个水箱带溢流管及下排水管及阀门，压力液位传感器接口。
（14）电源控制屏
          总电源带漏电保护的空气开关控制，另控制屏内部设有电压型漏电保护器、电流型漏电保护器，配有漏电报警指示灯和告警复位按钮，安全性符合国际标准。实训装置需提供电网电压指示。通过钥匙开关和启停控制按钮。并设置有执行元件输入输出接口、模拟量信号输入输出接口。
      对象模拟板：绘制有控制对象的管路连接原理图，图上元器件的布置与实际被控对象的元器件分布相对应，实验时直观。
四、系统主要配置及功能介绍（以下为单套配置清单）
1、系统执行机构配置清单

序号	名称	规格、参数	特点	数量
1	智能电动调节阀	等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大.工作电压 24VAC，输入电流4-20mADC	等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵	1只
2	单相磁力泵	无泄漏，低噪音，单相220VAC，90W。	声音比较小,有利于实验室保持安静,工作的稳定性非常好	1台
3	三相磁力泵	无泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，扬程8米。		1台
4	交流变频控制（日本三菱）	采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型变频器，控制信号输入为4～20mADC或0～5VDC，交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。		1台
5	温控调压模块+散热器	全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。	自行设计性能可靠安全	1套
6	加热环	功率：1800W，220VAC。	具有防干烧保护功能	1只

2、传感变送器清单

序号	名称	规格、参数	特点	数量
1	扩散硅压力变送器（液位）	选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。	不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍	2只
2	压力变送器	选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。	不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍	1只
3	Pt100温度传感器及温度变送器	Pt100：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。		1套
4	涡轮流量计及流量变送器	（1）量程：选0-1200L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.5级。	整个系统管道由铝塑管和不锈钢管连接而成，不会产生漏水现象。所有的手动阀门均采用优质球阀，流量计和压力传感器安装在官道上以测量管道流量和水泵出水口压力。	2套

3、控制系统配置清单

序号	名称	规格、参数	品牌	数量
1	智能仪表控制系统	AI 808P智能仪表	厦门宇电	2台
2	PLC控制系统	采用西门子S7-200 SMART主机CPU SR20(自带以太网通讯口)，配置一个4入/2出模拟量模块EM AM06，可完成所有单通道输出、多通道输入控制实验。	德国西门子	1套

4、软件系统配置清单

序号	名称	规格、参数	品牌	数量
1	PLC编程软件	step 7 MicroWIN	西门子	1套
2	PLC应用软件			1套
3	提供实验指导书，实验教学PPT,等相关技术资料

5、其他设备

序号	名称	规格、参数	数量
1	实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱	包括上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃，水箱容积17.5*10-3m3采用优质有机玻璃，水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成	2只
2	不锈钢温控实验箱	带夹套的不锈钢常压加热锅炉容器：内胆容积>=Φ10×50（通动态被加热水），带单相不小于1.5KVA电加热管，夹套>=Φ15×40（带保温棉），加热锅炉容器做成全封闭式，内胆安装Pt100温度传感器。。	1只
3	不锈钢储水箱	内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便	1只
4	储水箱自动进、排水装置	其中储水箱底部装有出水阀，水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。	1套
5	继电器	小型继电器	1只
6	电磁阀	电磁阀作为电动调节阀的旁路，可以实现阶跃和脉冲干扰，通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。	1只
7	液面探头	自制	2只
8	配有24v直流稳压电源	提供直流24V电源	1只
9	全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。	外加工	1套
10	电脑桌	型材和钣金结构，用于放置计算机，下方装有万向轮。	1台
11	带护套手枪式连接导线及配件	采用高可靠护套结构手枪插连接线，里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片。	1套

五、系统能完成的实验项目
     （一）特性实验
1、水箱单容特性实验
2、水箱双容特性实验
3、上下水箱双容特性实验
4、电动阀流量特性实验
5、变频器流量特性实验
6、温度特性实验
7、锅炉内胆水温测试
    （二）单回路控制实验
1、单容液位定制控制实验
2、变频器支路单容液位控制实验
3、上下水箱双容液位定制控制实验
4、锅炉内胆压力定值控制实验
5、电动调节阀支路单闭环流量控制实验
6、变频器支路单闭环流量控制实验
7、锅炉内胆温度控制实验
    （三）串级控制实验
1、水箱液位串级控制实验
（四）串级控制实验
1、比值控制实验

DBJT-5 热工仪表控制过程测量实验装置

一、功能：
热工仪表控制过程测量实验装置能演示多种仪表的使用，测量仪表的组成，了解测量及测量误差的基本概念，测量的仪表的修正设定方法，仪表和仪器误差的处理方法，以及评估测量仪表质量优劣的技术指标等内容。
了解热工仪表的基本组成及其功能。仪表感受件直接与被测量对象相联系，接收被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。中间件将感受件输出的信号直接传输给显示件或进行放大和转换，使之成为适应显示元件的信号。显示件向观察者反映被测参数的量值和变化。

二、设备配置
1、电源：单相交流220V±10% 50HZ
2、作环境：环境温度范围为-5～＋40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、装置容量：＜3kVA
4、测参数据：压力、温度、流量、液位测量仪表。

三、功能
1、热工仪表控制过程测量实验装置是由传感器、变换器、显示器三大部分组成。传感器是将被测量的物理量按照一定的规律转换成能够被仪表检测出来的物理量的一类测量设备，也称感受件，一次仪表．
2、原理展示：通过位移测量、温度、转速测量、环境测量等具体应用实例来展示传感器的基本原理，并可动态显示实验结果，以此加深学生对传感器的了解。测量系统由四个基本环节组成：传感器、变换器或变送器、传输通道和显示装置等组成。
3、测量，使流量校验能够达到准确性要求，提高流量仪表的工作效果，保证流量仪表在工作过程中能够满足准确性要求，解决流量仪表在工作中出现的流量测量不准确，以及流量数值显示错误和流量精度失控的问题。通过对流量仪表的有效测量，能够解决流量仪表的测量问题，为流量仪表的测量提供有力支持。因此，做好流量仪表的测量，对提高流量仪表的工作效果和工作正确性具有重要意义。
4、液位校验。热工仪表在工作中，液位的测量数值对整个仪表的工作稳定性和工作准确性产生了重要影响，在热工仪表的校验过程中，做好液位的校验能提高液位计的工作效果，使液位计在工作稳定性和工作准确性方面达标，能提高液位计的测量精度，使液位计在整个工作中满足测量要求，解决液位计在测量中出现的测量标准不准确、测量精度失真以及测量数值显示不准确的问题。通过这一手段能够对液位计的等情况进行有效校验，提高热工仪表系统的校验效果，保证液位计能够正常工作，满足热工仪表的工作需要，提高热工仪表的工作稳定性，为热工仪表的稳定运行提供有力支持。

四、系统组成
1、系统通过产品说明、零件展示、装配演示、原理展示四个方面。
2、零件展示：单独展示传感器的各个组成元件，观察零件的结构、材质以及材质类型。
3、装配演示：以真实的形式展示传感器的装配过程，让学生直观了解传感器的组成结构和装配
4、传感器配置：平台安装了霍尔位移传感器、霍尔转速传感器4-20MA /2000、湿敏传感器、气敏传感器4-20MA/+2000/--2000、差动电容传感器4-20MA/500MM、差动变压器4-20MA/1.6MP/3T、孔板流量计4-20MA/1.6MP/3T、扩散硅压力传感器4-20MA/1.6MP/6KG、光电转速传感器4-20MA/无限、K型热电偶、E型热电偶、PT100铂电阻等常用传感器。
5、无纸记录仪：万能输入，可测量各种类型的传感器输入。
6、PID仪表：万能输入，可测量各种类型的传感器输入。用于控制水箱、压力温度、移位、高度、压力、水压、流量等作用
7、实训平台：工业铝材平台：4040标准型号，
8、所有的传感器有特定的底坐，接线端子都引到底坐上，连接时用D2给插入连接。
9、不锈钢高位水箱一个，给水箱一个。
10、系统管道采用304不锈钢管子连接而成，美观大方，不生锈
11、平台由4040工业铝材组成。面板由几十路导流水槽，不积水换仪表时方便。

四、实训功能
主要分成压力测量部分、温度测量部分、流量测量部分、移动位置测量部分
1.能实现传感器的认知；
2.能实现离心泵的工作原理及特性认识；
3.能实现电动调节阀的工作原理及特性认识
4.能实现智能调节仪的认识和使用
5.能实现流量积算仪的认识和使用
6.能实现无纸记录仪的认识和使用
7.能实现涡轮流量计的工作原理认识和校验
8.能实现电磁流量计的工作原理认识和校验
9.能实现孔板流量计的工作原理认识和校验
10.能实现差压变送器的工作原理认识和使用
11.能实现扩散硅压力传感器的工作原理认识和操作
12.能实现扩散硅液位传感器的工作原理认识和校验
13.能实现电容式液位传感器的工作原理认识和校验
14.能实现差压液位传感器的工作原理认识和校验
15.能实现Pt100铂热电阻的工作原理认识
16;能实现T型热电偶的工作原理认识
17.能实现半导体热敏电阻的工作原理认识
19.能实现传感器的零点和迁移的认识

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