《过程控制工程》课程
实 验 指 导 书
常熟理工学院电气与自动化工程学院
2012年3月
1
第 一 部 分
产 品 使 用 说 明
2
TKGK-1过程控制实验装置组成和各部分使用说明
TKGK-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。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：167*164*73，重量：580Kg。 装置特点 本实验装置具有以下特点：
1、多种被控参数： 温度、压力、流量、液位。
2、控制方式多样： 位式控制、模拟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：PROTOOL-CS组态软件、MCGS组态软件、本公司开发的上位机监控软件。
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
3
算法程序进行实验，又可以用自己编写的PLC程序、MATLAB算法程序等进行实验。
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
TKGK-1型过程控制实验装置集多参数闭环控制为一体，它是由被控对象、调节器模块、执行器模块、变送器模块和单片机控制模块等组成，各模块间组合灵活，基本包含了目前所有的工业控制方式，涉及温度、压力、流量和液位等重要的过程控制参数。
被控对象包括上水箱、下水箱、复合加热水箱、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、智能调节器、PLC控制、单片机控制、计算机控制等。
执行器模块主要有固态继电器、交流电机及水泵、直流电机及水泵、电热丝。 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0-1所示，被控对象的供水有两路：一路是由交流电机从储水箱中抽水，通过阀5或阀6供给复合加热水箱，或经过流量计后，再经阀1或阀3分别供水给上、下两个水箱；另一路是由直流电机从储水箱中抽水，通过阀7或阀8也分别供水给上、下两个水箱。两个水箱内均装有液位传感器（LT1，LT2）和溢流口，每个水箱的出水口均经过线性化处理。上水箱的水通过阀2 流到
4
下水箱，在上水箱中还安装了压力传感器（PT），用于检测压力的大小，而下水箱的水经阀4流到复合加热水箱的外套，最后经溢流口3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），用于检测温度。
图0-1、GK-02装置结构展示屏面板图
报警器复位6723008 009漏 2 KM005流量 压力 液位1 液位2显示板流量 压力固态继电器液位 1,2单相插座信号采样板006电热器单相插座006双~17.5双~17.5双~8.5V双 ~17.5空气开关空气开关001002总开关00310A004220V/13.5V交流电压表A.C 0~250V STSS007KM008009左侧100101102KM 103A1A2A3
A4A流量计右侧漏2 挂箱插座010 日 光 灯钮子开关 图0-2、TKGK-1实验装置电气连接图
5