一、產(chǎn)品概述
HL-CGY03化工儀表維修工實訓考核裝置可符合《化工儀表維修工（初、中級中級工）職業(yè)技能鑒定標準》及《化工測量及儀表》、《檢測技術(shù)及儀表》、《過程控制》等課程實訓大綱的要求。包含的儀器、儀表種類齊全，同時絕大部分傳感器使用先進的HART通信協(xié)議。
學生通過該HL-CGY03化工儀表維修工實訓考核裝置的使用和學習，學生能夠掌握有關(guān)工業(yè)儀表及自動化的基本知識，對有關(guān)儀表的安裝、調(diào)試及維修有一定的了解，并對工業(yè)生產(chǎn)中如何進行液位、溫度、壓力和流量等參數(shù)的自動化控制有基本的認識。通過本套裝置的學習，學生能識讀自動控制系統(tǒng)原理圖，可使用與維護智能儀表、流量積算儀、閃光報警儀、智能巡測儀、PH儀、無紙記錄儀等工業(yè)顯示儀表。
裝置還配備上位機監(jiān)控系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件將儀表所有數(shù)據(jù)采集顯示并繪成曲線，通過對過程參數(shù)變化曲線的對比，能更直觀有效的分析傳感器變送器的各大性能指標，為方便實訓針對每一時刻參數(shù)的具體數(shù)值作查詢，上位機軟件中具有數(shù)據(jù)報表功能，可以同時記錄所有儀表采集的變量值，對本套實訓裝置中所有的參數(shù)，本軟件工程都對應(yīng)開發(fā)了相應(yīng)的自動控制實訓項目，另外還可自行開發(fā)實訓項目。

二、HL-CGY03化工儀表維修工實訓考核裝置特點
1. 本套系統(tǒng)將現(xiàn)場對象系統(tǒng)和二次儀表操作柜進行分體式設(shè)計，美觀大方；
2. 實訓裝置中配備有壓力、流量、溫度、液位傳感器，除溫度輸出阻值外，其它三種均有相應(yīng)的變送器對傳感器輸出信號進行變送，以輸出電流信號給儀表（或遠傳）使用；
3. 本套裝置結(jié)構(gòu)合理、功能齊全、可靠性高、性價比高。
4. 裝置設(shè)有故障設(shè)置箱，可對學生進行10項排故考核
三、技術(shù)參數(shù)
1. 供電電源:單相三線 220V±10％，50Hz；
2. 裝置容量：≤2.0kVA；
3. 環(huán)境要求：溫度0～50℃，相對濕度≤85%，海拔≤4000m；
4. 重量：≤200kg；
5. 外形尺寸：“化工儀表維修工實訓考核裝置控制柜” 800mm×600mm×1780mm
“化工儀表維修工實訓考核裝置對象系統(tǒng)”1600mm×600mm×1780mm
6. 裝置具有漏電保護（接有漏電保護空氣開關(guān)）功能，安全性符合相關(guān)的國標標準。
四、化工儀表維修工實訓考核裝置（初、中級）
1、熱化工儀表維修工實訓考核裝置對象系統(tǒng)
本套實訓裝置對象系統(tǒng)主要由鋼架、信號轉(zhuǎn)接箱、水箱、水泵、供水管路、氣動調(diào)節(jié)閥、電動球閥、電磁流量計、孔板流量計、渦輪流量計、EJA智能差壓變送器、擴散硅壓力變送器、超聲波物位計、模擬反應(yīng)釜、單相加熱管、溫度傳感器、一體式溫度變送器等儀器儀表組成。
(1) 鋼架（1套）
鋼架做為本套對象的骨架部分，選用35*35優(yōu)質(zhì)304不銹鋼方鋼材質(zhì)，保證設(shè)備強度的同時，做到外形美觀、結(jié)實耐用、防止生銹。
(2) 水箱（1套）：包括儲水箱、蓄水箱及臥式水箱。
蓄水箱采用淡藍色優(yōu)質(zhì)有機玻璃材料，不但堅實耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。水箱結(jié)構(gòu)獨特，由三個槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進水時水管的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經(jīng)過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察和監(jiān)測。水箱底部開有測壓孔，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。
臥式水箱采用304不銹鋼仿臥式儲罐設(shè)計而成，密封性好，美觀耐用；底部裝有壓力變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。
儲水箱采用A4鏡面不銹鋼材質(zhì)，外形美觀，結(jié)實耐用。儲水箱頂部裝帶細網(wǎng)孔的水箱蓋，既能直觀觀察又能防止雜物進入水箱；儲水箱底部出水口裝有橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，防雜物水箱內(nèi)進入堵塞水泵和管道。
(3) 水泵（1臺）：
本裝置選用上海新西山磁力泵，型號 NP-50R-220，電源AC220V、50HZ，額定功率290W，額定揚程10m，額定流量22升/分，進出口管徑15mm，最高水溫100℃，運行過程開關(guān)量手自動切換。
(4) 模擬反應(yīng)釜（1套）
模擬反應(yīng)釜用不銹鋼材質(zhì)，裝有CU50遠傳熱電阻信號到控制平臺實時監(jiān)控鍋爐內(nèi)溫度；反應(yīng)釜頂部裝有攪拌電機，對釜內(nèi)的溶液進行攪拌；側(cè)面裝有一體式溫度計，可在現(xiàn)場就地顯示釜內(nèi)的溫度；釜內(nèi)還設(shè)有防干燒保護系統(tǒng)，當內(nèi)膽液位低于加熱報警位置時，干燒報警電路動作，單相加熱管立即停止加熱，防止由于鍋爐干燒而損壞器件。
(5) 信號轉(zhuǎn)接箱（1個）：采用A3鐵板，表面做噴塑絕緣處理。
信號轉(zhuǎn)接箱內(nèi)裝有航空插座，控制對象上所有傳感器信號以及執(zhí)行器控制信號均由各個元器件上引到此處，再經(jīng)航空電纜接到控制屏對應(yīng)各個對應(yīng)點上，實現(xiàn)信號遠傳和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接。
(6) 供水管路（1套）：
管道采用DN16和DB20的敷塑復合管道，管道內(nèi)壁為白色優(yōu)質(zhì)塑料材質(zhì)，衛(wèi)生安全，防止生銹；管道外壁為復合金屬材質(zhì)，外形美觀，結(jié)實耐用。該種管道切割方便，鋪設(shè)簡單，便于學生自行組建不同的控制系統(tǒng)；
管接件采用楓葉快接管件，密閉性好，拆裝方便；
閥門采用塞林不銹鋼黃銅球閥，操作便捷，防止生銹。
(7) 液位變送器（3個）：
2個EJA110A差壓變送器傳感器帶HART通訊功能，用于測量上、下水箱液位高度，為直流24V供電、標準兩線制接線4～20mA變送輸出、精度0.5級，量程：1-100KPa。（1 00~ 10000mm水），管道連接：帶1/4Npt內(nèi)螺紋過程接頭，是常見普通型傳感器、變送器一體式結(jié)構(gòu)的壓力檢測裝置。1個超生波物位計檢測上水箱液位高度，本超聲波物位計盲區(qū)小精度高，供電DC12V～24V，盲區(qū)0.06m，量程1m，輸出DC4～20mA，螺紋安裝，超聲波物位計是工業(yè)現(xiàn)場中比較常用的一種非接觸式測量儀表。
(8) 壓力表（1個）
選用杭州富陽宏盛壓力表，量程0～0.25Mpa，精度1.5級， G1/2外牙螺紋連接，可實時觀測到水泵的壓力。
(9) 壓力檢測（1個)
杭州云創(chuàng)定制擴散硅壓力變送器，對動力系統(tǒng)作用下產(chǎn)生的管道靜壓進行檢測，供電DC24V，量程0～200Kpa，精度0.5級，輸出信號DC4～20mA，帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補償。
(10) 流量檢測裝置（2個）：
2個流量計同時對管道流量進行檢測，電磁流量計選用合肥福斯達，現(xiàn)場LED數(shù)顯和參數(shù)設(shè)置面板，標準的四線制接線，電源AC220V，DC4～20mA輸出，帶HART通訊功能，量程0～6.0m3/h，精度0.5級，流體溫度-40～+180℃，國標Φ95法蘭連接，公稱通徑DN15，水平安裝，尺寸要求：上游（進水）≧5 DN, 下游（出水）≧3 DN。有專用HART手操器進行通訊。
渦輪流量計選用合肥福斯達LWGY-10A型，標準兩線制接線，電源DC24V，DC4～20mA輸出，量程0.2～1.2m3/h，精度1.0級，公稱通徑DN15，安裝要求：上游（進水）≧10 DN, 下游（出水）≧5 DN。
(11) 孔板流量計和智能型差壓變送器（1套）
孔板流量計選用合肥福斯達FMCL-20孔板流量計，國標法蘭安裝，工稱通徑DN15，與差壓變送器配合使用，通過測量孔板兩側(cè)差壓經(jīng)運算得出瞬時流量值。
差壓變送器供電電壓DC24V，輸出信號DC4～20mA，量程范圍0～60Kpa，內(nèi)置液晶數(shù)顯屏和設(shè)置按鈕，進行參數(shù)設(shè)置和校準。
(12) PH計探頭（1個）
選用工業(yè)PH計探頭，在本實訓臺中可測試任意點的液體PH值
(13) 溫度檢測裝置（4個）
1個選用重慶川儀一體式溫度變送器，量程0～100℃，精度1.0級，供電DC24V，輸出4～20mA，帶HART通信功能，用于測量鍋爐內(nèi)部的溫度，是工業(yè)現(xiàn)場中常用的一溫度測量儀表。2個PT100用于測量管道與臥式水箱內(nèi)的溫度，1個Cu50用于測量鍋爐內(nèi)的溫度，其作用是和重慶川儀一體式溫度變送器進行比較，比較其測量精度。
(14) 鍋爐散熱攪拌裝置（1個）
鍋爐散熱用攪拌電機1套（變速電機+調(diào)速器）。采用外部模擬量控制；改變不同的電機速度來控制鍋爐散熱的快慢。
(15) 單相加熱管（1根）
選用單相電加熱管對鍋爐內(nèi)膽水加熱，供電電壓AC0～220V，最大加熱功率1.3KW。鍋爐容積與電加熱管功率搭配合理，使鍋爐夾套的冷卻水溫與內(nèi)膽加熱水溫升降幅度相當，控制系統(tǒng)穩(wěn)定度高。
(16) 電動調(diào)節(jié)球閥（1個）
選用廣州新菱電動球閥，電源AC220V，控制信號DC4～20mA。
(17) 氣動調(diào)節(jié)閥（1套）：上海川滬閥門有限公司
閥體為鑄鐵材質(zhì)，閥芯為不銹鋼材質(zhì)，國標法蘭安裝，DC4～20mA電流信號控制，工稱通徑DN15。該調(diào)節(jié)閥為直行程氣動控制調(diào)節(jié)閥，具有精度高、技術(shù)先進、體積小、重量輕、推動力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點。由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門定位器，閥門定位器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，使用和校正都非常方便；進口閥門定位器帶HART通信功能，可與HART手持操作器進行通訊。
(18) 空氣壓縮機（1臺）：
空氣壓縮機采用靜音且具有氣量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空壓機，用于給氣動調(diào)節(jié)閥提供氣源。
(19) HART手持器（1臺）
選用橫河川儀HART 375系列手操器，可與帶HART通訊協(xié)議的儀表和傳感器通訊，進行參數(shù)設(shè)置和校準，當傳感器儀表發(fā)生故障或檢修時，又可作為信號輸出源代替?zhèn)鞲衅鲀x表，不影響正常生產(chǎn)。
(20) 壓力效驗臺（1臺）
選用陜西西安儀器儀表成套部的271.11型活塞式壓力計，校驗量程0-60Mpa，采用標準精密壓力表作為基準，校驗其它壓力儀表設(shè)備。
(21) 報警防護裝置
漏電保護系統(tǒng)一套：當有學生誤操作造成電流過大，漏電保護系統(tǒng)立即動作，切斷控制柜電源，在找到漏電再次啟動設(shè)備；
鍋爐干燒報警系統(tǒng)一套：當鍋爐內(nèi)膽水位低于干燒報警水位時，干燒報警系統(tǒng)動作，停止移相調(diào)壓模塊的輸出，防止由于鍋爐干燒而造成的器件損壞；
2、化工儀表維修工實訓考核裝控制柜系統(tǒng)：
(1) 電源控制面板（1套）
在電源控制面板中設(shè)單相帶漏電保護斷路器、電壓指示表、電源指示燈及兩位旋鈕開關(guān)等；其中十二個兩位旋鈕開關(guān)位于電壓表右面，它們分別控制著水泵泵、單相調(diào)壓模塊及及其他化工儀表的電源。向左即為關(guān)，向右即為開，它為雙觸點常閉式結(jié)構(gòu)。
(2) 故障設(shè)置箱（1套）
本裝置設(shè)有故障設(shè)置箱，可對學生進行10項工業(yè)現(xiàn)場系統(tǒng)性排故考核實訓，分別是
智能儀表I輸出故障
氣動調(diào)節(jié)閥輸入故障
復合水箱壓力變送器故障
渦輪流量計故障
氧化鋯故障
Cu50熱電阻故障
臥式水箱PT100故障
無紙記錄儀器故障
智能巡測儀故障
PH儀表故障
教師也可以在設(shè)備硬件上拆裝傳感器和管道，設(shè)置傳感器安裝及管路鋪設(shè)故障，并作計時考核。
3.西門子SMART PLC(CPU SR20+EMAM06各一個) 或同等檔次其他品牌型號。主機CPU SR20 AC/DC/RLY（通過以太網(wǎng)口進行程序下載，自帶一個RS485接口，12路數(shù)量輸入，8路數(shù)字量輸出）和EM AM06模擬量輸入輸出模塊（4路模擬量輸入和2路模擬量輸出），有很強的模擬量處理功能和數(shù)字運算功能，具有許多過去大型PLC才有的功能強，速度快，擴展靈活功能。通過帶有通訊電纜可將開發(fā)好的程序下裝至PLC主機中，可完成所有多通道的輸入與輸出控制實訓，實訓開放性好。用來區(qū)別和智能儀表實現(xiàn)不同的控制功能。
(3) 智能調(diào)節(jié)儀（3只）廈門宇電
系統(tǒng)采用智能型的AI-818儀表，線性電流4～20mA電流輸出，智能PID算法，其主要特點有：
AI系列儀表操作方便、通俗易學，且不同功能檔次相互兼容；
具有國際上同類儀表的幾乎所有功能，通用性強、技術(shù)成熟可靠；
全球通用的85～246VAC范圍開關(guān)電源或者24DC電源供電，并具備多種外形尺寸；
輸入采用數(shù)字校正系統(tǒng)，內(nèi)置常用熱電偶和熱電阻非線性校正表格，測量精確穩(wěn)定；
采用先進的AI人工智能調(diào)節(jié)算法，無超調(diào)，具備自整定功能；
采用先進的模塊化結(jié)構(gòu)，提供豐富的輸出規(guī)格，能滿足各種應(yīng)用場合的需要；
通過ISO9002質(zhì)量認證，品質(zhì)可靠，具備符合要求的抗干擾性能；
先進計算機通訊功能，采用AIBUS通訊協(xié)議，同AI系列儀表通訊協(xié)議兼容。
(4) AI-708H流量積算儀（1只）：
選用廈門宇電AI-708HAI3NLS-6.8型流量積算儀，與智能儀表不同的是流量積算儀不僅可以采集模擬量信號，而且可以將流量信號進行時間軸上的累積，并可進行相應(yīng)的流量批量控制實訓，這些都是工業(yè)現(xiàn)場常用的功能，此外流量積算儀還具有RS485通訊功能。
(5) 無紙記錄儀
本無紙記錄儀表可以對現(xiàn)場變送器輸出的變量電壓值和阻值進行實時曲線和歷史曲線的記錄，單色/真彩無紙記錄儀畫面信息豐富，操作簡單，界面友好，具有以下特點：
全隔離萬能輸入，支持多種模擬量信號輸入，無需更換模塊，通過軟件設(shè)置即可；
采用大容量的 FLASH 閃存芯片存儲歷史數(shù)據(jù)，掉電不丟失數(shù)據(jù)；
標準串行通訊接口：RS-232 和 RS-485；支持Modbus RTU 協(xié)議；
剪貼板的復制和粘貼功能方便用戶參數(shù)設(shè)置；
可自定義工程位號、工程單位；
內(nèi)置 GB2312 二級漢字字庫，包含6500 個漢字；
支持漢字拼音輸入，數(shù)字、英文、特殊符號、上下標等選擇輸入，解決了單位及漢字位號的輸入問題。漢字位號、單位自定義組合輸入；
配備標準 USB 接口，支持USB1.1、2.0 U 盤，支持FAT16/FAT32 文件系統(tǒng)，歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存快捷方便；
(6) 閃光報警儀（1臺）
選用XXS-10A型8通道閃光報警儀，閃光報警儀主要安裝在各種控制室的儀表盤上，用于指示生產(chǎn)過程中的參數(shù)超越值報警，以引起運行人員的注意來保證安全生產(chǎn)。本產(chǎn)品采用了CMOS集成電路，具有抗干擾能力強、體積小、重量輕、功耗小、單電源、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。八路閃光報警回路，每個回路可以監(jiān)視一個極限值，全部常開式接點。
(7) 智能巡檢儀（1臺）
本智能巡測儀可以對工業(yè)生產(chǎn)過程中常用熱工參數(shù)進行巡回檢測為KSL系列。對本套設(shè)備來說檢查的信號為1—5V標準的電壓信號。橫式160×84×182 ，8通道輸入4點公用報警繼電器輸出。
(8) 氧量分析儀（1臺）——不含氧化鋯探頭
JGY-系列氧化鋯氧量分析儀是一種實用可靠的自動化分析儀表。能與各種電動單元儀表、熱工顯示記錄儀及DCS數(shù)字集散控制系統(tǒng)配合使用，對鍋爐、窖爐、加熱爐等燃燒設(shè)備在燃燒過程中所產(chǎn)生的煙氣含氧量進行快速的要線檢測分析。
(9) PH計（1臺）
本PH測定儀主要對儲水箱的的水進行PH值測定，也可以對復合水箱內(nèi)的水進行加酸或堿進行測試其酸堿度的PH值。
(10) 直流24V電壓輸出
在控制箱內(nèi)部有標準直流24V開關(guān)電源模塊，規(guī)格為：AC220V±10％/50Hz輸入，DC24V/2A輸出，本套裝置總計使用直流24V電源的額定電流不超過1A。面板前方帶數(shù)字顯示表頭，可實時監(jiān)測電電源的供電情況。
(11) 直流電源
在控制柜內(nèi)部我們做了4—20MA的可調(diào)電流源，用于模擬的儀表的變送輸出，如我們把4—20MA加到執(zhí)行器（球閥、氣動調(diào)節(jié)閥、調(diào)壓模塊），執(zhí)行器開度得到相應(yīng)變化（4—20MA對應(yīng)0—100的開度）；毫伏級的電壓信號主要是供氧量分析儀使用。
(12) 單相調(diào)壓模塊（1個）
該調(diào)壓模塊為單相全隔離交流移相調(diào)壓模塊，輸入電壓為交流220V 50HZ，控制輸入信號為4~20mA DC。通過控制電流信號的輸入來控制強電的輸出，最終控制U型加熱管加熱。
(13) 電鈴（1個）
在該裝置中主要是告警警示而用。
(14) 防干燒裝置（1個）
防止鍋爐沒水加熱，對鍋爐加熱有極好的保護作用。
五、實訓項目
第一章實訓裝置系統(tǒng)認識
第一節(jié)實訓要求及安全操作規(guī)程
第二節(jié)實訓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
第三節(jié)實訓裝置硬件組成
第二章對象特性測試實訓
第一節(jié)單容自衡水箱液位特性測試實訓
第二節(jié)氣動閥流量特性測試實訓
第三章自動控制實訓
第一節(jié)單容水箱液位定值控制實訓
第二節(jié)超聲波物位計上水箱定值控制
第三節(jié)加熱釜溫度定值控制實訓
第四節(jié)加熱釜溫度位式控制實訓
第五節(jié)管道壓力定值控制實訓
第六節(jié)下水箱液位的位式控制實訓
第七節(jié)孔板流量計的工作原理認識和標定實訓
第八節(jié)孔板流量定值控制實訓
第九節(jié)流量計的工作原理認識和校驗實訓
第十節(jié)水箱液位與球閥開度的定值控制實訓
第十一節(jié)管道批量流量的控制實訓
第十二節(jié)壓力變送器的校驗實訓
第四章顯示儀表的使用及認識實訓
第一節(jié)閃光報警器的工作原理認識和使用實訓
第二節(jié)智能巡測儀的工作原理認識和使用實訓
第三節(jié)PH值測定儀的工作原理認識和使用實訓
第四節(jié)無紙記錄儀的認識和使用實訓
第五節(jié)無紙記錄儀的群體監(jiān)控
第六節(jié)智能氧化鋯氧量分析儀的認識和使用
第五章串級控制系統(tǒng)實訓
第一節(jié) 水箱液位與管道流量的串級控制實訓
第二節(jié) 雙容水箱液位串級控制系統(tǒng)
附錄一智能調(diào)節(jié)儀的認識和使用實訓
附錄二 PLC的認識和使用實訓
附錄三 MCGS組態(tài)軟件件的安裝
附錄四 KSL系列智能巡回檢測報警儀的使用手冊
附錄五智能氧化鋯氧量分析儀
附錄六 VPR130無紙記錄儀
附錄七實訓臺故障設(shè)置
六、實訓軟件及工程：
1. MCGS工控組態(tài)軟件
每套配置一臺上位監(jiān)控PC機，在智能儀表、PLC控制的PC機上安裝有MCGS工控組態(tài)軟件，能夠?qū)υO(shè)定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數(shù)進行操作，還可修改組態(tài)及程序算法，觀看動態(tài)變化棒圖顯示、測量值實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報表等。
2. S7-PLC編程軟件
配有本套設(shè)備所需要的相關(guān)編程軟件及樣例工程，學生也可自己練習編程。學習模擬量控制及順序控制的方法。本設(shè)備附軟件為STEP 7 MicroWIN V4.0
3. 實訓工程
包含實訓必須的智能儀表實訓工程，本實訓工程涵蓋了部分實訓項目、軟件應(yīng)用和設(shè)計開發(fā)等方面的綜合范例，能滿足各大院校的功能要求.