Instrumentação térmica e controle de processos ambientais

Instrumentação térmica e controle de processos ambientaisA estrutura modular é composta por um sistema de objetos (vias de água e tanques), um sistema de detecção (sensores), um sistema de controle (PLC e conversor de frequência) e um software de monitoramento.

1. Sistemas de objetos (materiais industriais)

•Tanques de água e tampões:100LAço inoxidável (304tanques de armazenamento, com interruptor de alarme de baixo nível de líquido;20 litrosTanque de reação de vidro orgânico transparente (piscina de aeração simulada)/piscina neutralizada) para facilitar a observação do estado do fluido.

•Grupo de bomba de potência:* Bomba de circulação principal: bomba de água de corrente contínua ou bomba de conversor de frequência alterna (0,37 kW(Fluxo)0 \sim 3 m^3/hLevante.10 metros。

•Bomba de dosagem: bomba de dosagem passo a passo de precisão, fluxo0 \sim 500mL/minApoio.4 \sim 20mAProporção de controle do sinal.

•Sistema de Tubulação: Classe IndustrialUPVCOu tubos de aço inoxidável com válvula de bola manual, válvula de retenção e espelho transparente.

2. Instrumentos de detecção e execução

•Medidor de fluxo: medidor de fluxo eletromagnético de classe industrial, precisão\\pm 0.5\\% FSA saída do sinal.4 \sim 20mA。

•Nível de medição: Transmissor de nível de pressão estática de entrada, alcance0 \sim 1mPrecisão.0.2nível.

•Módulo de monitoramento da qualidade da água:

•em linhaO pHQuantidade: Dimensão0 \sim 14 pHFunção de aquecimento, tempo de resposta< 30s。

•Oxigênio dissolvido (DOInstrumento: fluorescência (sem necessidade de substituição de membrana), alcance0 \sim 20mg/L。

•Turbidômetro (opcional): Turbidômetro online disperso, alcance0 \sim 400 NTU。

•Válvula de regulação: Válvula de regulação elétrica eletrônica, etc. propriedades percentuais, para controlar com precisão o fluxo de água ou dosagem.

3. Núcleo eletrônico e de automação

•Controlador: SiemensS7-1200 \ CPU \ 1214C \ DC / DC / DCPorta Ethernet integrada, extensão8 Entrada de quantidade analógica de rota e4 Módulo de saída analógica de rota.

•Convertidores de frequência: Convertidores universais de alto desempenho (como a Siemens)do V20ou série Schneider), suporteRS485 / ModbusComunicação.

•Interface homem-máquina (Interface HMI）：10 Tela táctil industrial de alta cor e profundidade de polegadas com tela de configuração pré-instalada.

Dois. Esboço do Experimento(Silaba Experimental)

O esquema é dividido em quatro fases, desde o reconhecimento básico até o controle integrado de processo, cobrindo os pontos de competência essenciais da engenharia ambiental.

Módulo 1: Instrumentação básica e teste de características (parte cognitiva)

1. Verificação de sensores: nível, pressão, fluxo,O pHMigração de ponto zero e calibração total do instrumento.

2. Experimento de Determinação das Características do Objeto: Determine o tempo de atraso puro e a constante do tempo para o nível do tanque e a temperatura da piscina de reação por meio da curva de resposta progressiva.

3. Experimento de regulação de velocidade do conversor de frequência e características da bomba: a frequência da investigaçãofcom o fluxoQ, subirHA lei da proporção.

Módulo 2: Experiência básica de controle de processo (Automação)

1. Nível de líquido/Circuito único de fluxoPIDControle: AprenderP、I、DImpacto dos parâmetros na estabilidade do sistema.

2. Experimento de sistema de controle em série: Implementação“Nível de líquido-fluxo de dados”Controle em nível de sequência para experimentar como os sub-circuitos podem suprimir perturbações rapidamente.

3. Experimento de controle da proporção de fluxo: Simula o controle da proporção em tempo real da água crua e da quantidade de dosagem da usina de torneira.

Módulo 3: Experimento Especial de Controle de Processo em Engenharia Ambiental (Parte de Processo)

1. Controle automático de neutralização ácido-alcalina (O pHcontrole): simular o tratamento de águas residuais ácidas, atravésPIDAlgoritmo de controle da bomba de adição para fazer a águaO pHEstabilidade em7.0 \\pm 0.5。

2. oxigênio dissolvido na piscina (DOControle constante: método de simulação de lodo ativo, de acordo comDOO feedback do sensor ajusta automaticamente a frequência do ventilador.

3. Controle de administração de combinação de turbididade (experimento de floculação): Calculação automática e administração de floculante de acordo com a variação da turbididade da água de entrada (simulação da automatização do processo de precipitação de concreto).

Módulo 4: Monitoramento Inteligente e Treinamento Integrado (Avançado)

1. PLCProjeto lógico de programação: o aluno escreve o controle sequencial do processo de limpeza e anti-lavagem da usina de água (da SFC) procedimentos.

2. Desenvolvimento de sistemas de configuração de máquinas superiores: Desenho de interfaces de monitoramento industrial em tempo real para registro de alarmes, consultas de dados históricos e geração de relatórios.

3. Experimento de manutenção remota: Aprenda a monitorar dados móveis através de um gateway da IoT industrial.

Três. Desenho de destaques

• “O que se vê é o que se ganha”Experiência de treinamento: Todos os componentes são baseados em padrões industriais e a lógica de controle concluída em laboratório pode ser migrada diretamente para o local real de engenharia de tratamento de águas residuais.

•Layout compacto: área insuficiente1.5 m^2Não só economiza espaço em laboratório, mas também é altamente integrado para facilitar o ensino de demonstração coletiva dos professores.

•Design de proteção de segurança: com separação elétrica forte e fraca, fechamento de parada de emergência, proteção contra vazamento e proteção contra queima de rotação vazia para garantir a segurança da operação dos alunos.