本专业共有6个专业实验室,总面积达430m2,仪器设备总价值超过600万元。
专业实验室名称 |
专业实验室面积(㎡) |
仪器设备总价值(万元) |
过程装备综合实验室 |
50 |
41.5 |
过程控制与诊断实验室 |
50 |
49 |
过程检测与控制实验室 |
50 |
73.6 |
化工过程模拟仿真实验室 |
50 |
25 |
故障诊断实验室 |
200 |
453 |
装备拆装实验室 |
30 |
21 |
合 计 |
430 |
642.8 |
1. 过程装备综合实验室
主要设备4台套:过程装备与控制工程综合实验台、活塞式压缩机实验装置、薄壁容器应力测定实验及外压容器稳定性实验装置、水箱控制对象系统。可以完成过程设备设计、过程流体机械、过程控制工程、过程装备控制技术及应用、专业大型综合实验周等课程实验共计实验项目18-20个。主要实验台照片如下图1-2所示。
2. 过程控制与诊断实验室
主要设备4台套:三容水箱控制系统、多功能转子教学实验台、行星齿轮箱故障诊断系统、管道多功能特性与控制实验台,其中阀性能测试实验台为学校资助自行研制的教学仪器设备。可以完成过程流体机械、过程控制工程、过程装备控制技术及应用、过程装备监测与诊断、过程装备成套技术、专业大型综合实验周等课程实验共计实验项目18-20个。主要实验台照片如下图3-6所示。

图1 活塞式压缩机实验装置

图2 过程装备与控制工程综合实验台

图3 三容水箱控制系统

图4 行星齿轮箱故障诊断系统

图5 管道多功能特性与控制实验台

图6 多功能转子教学实验台
3. 过程检测与控制实验室
该实验室为创新实验室,专业大部分的检测控制类设计性综合性实验都可以开设,其中包括传感器综合实验台2套(含13种传感器模块)、PLC300实验箱1台,PLC200实验箱4套、单片机实验系统20套、DASP动态数据采集系统1台、CoCO90便携式数据采集系统1台,多通道温度采集系统1台、准动态应变测试系统1套、光谱仪1套、6自由度机械手1套、电荷放大器及加速度传感器1套、激振器系统1套、存储示波器1台。能够完成工程测试技术、过程检测技术、过程控制工程、振动力学、单片机原理、可编程控制器、集散控制系统、过程装备控制技术及应用、过程装备制造工艺学、专业大型综合实验周等课程实验共计实验项目40余个。主要实验台照片如下图7-9所示。

图7 传感器综合实验台

图8 DASP动态数据采集系统

图9 电荷放大器
4. 化工过程模拟仿真实验室
本实验室有10套软件化MCPE-1000仿真实验系统,由动态数学模型软件、控制系统图形组态及实时控制软件、实验系统监控软件三部分组成,在统一软件平台中协调运行,完成复杂的仿真模拟实验。动态数学模型软件运用动态定量仿真模型,模拟真实工艺流程,提供各变量当前值。控制系统图形组态软件提供了专用的VC++控制系统图形组态软件,能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。实验系统监控软件对每一项实验提供工程管理,便于学生选择不同实验,并能对当前实验进行管理。主要支撑自动控制原理、控制工程基础、过程控制工程、过程装备控制技术及应用、专业大型综合实验周等课程实验。
n 动态数学模型软件
本测试系统采用动态定量数学模型模拟真实工艺流程,并提供各变量随时间变化的瞬态值。具体分为以下五种流程的动态仿真模型:离心泵及三级液位动态仿真模型、压力系统动态仿真模型、热交换器过程动态仿真模型、连续反应(CSTR)动态仿真模型、间歇反应动态仿真模型。
该系统可高逼真地进行过程的开、停车、正常运行和故障状态的操作及控制,能反映被仿真装置的实际尺寸,能反映系统物料和能量的变化与传递的定量关系;能反映被仿真系统的物理化学变化的规律;能反映被仿真系统的动态时间常数、惯性、时间滞后、多容和高阶特性。
该系统包括常用的控制算法模块库,如PID控制器,传递函数、外作用函数、限幅器、算术运算器、选择器、继电器特性、随机信号器等,可以方便地通过“软连接”构造多种多样的控制系统。
n 控制系统图形组态软件
本实验系统提供专用的控制系统图形组态软件。能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。这种组态方法与集散型控制系统(DCS)组态完全相同,并进一步增加了控制算法的组态设计功能。
能实现PID控制算法的参数配置;控制方案的组态设计功能,包括控制与被控制变量的选择、算法的选择以及复杂控制实验等;提供标准DLL工程;信号发生器组态等。为了方便使用,控制系统图形组态软件具有错误组态方案的自诊断功能。当组态的方案不合理时,软件能给出提示。
n 实验系统监控软件
MPCE所有操作点和显示变量都能由软件控制,测试实验系统监控软件对每一项实验提供工程管理,具体分为以下功能:实验开始、暂停、恢复及自检验功能;实验项目切换;实验项目当前状态(又称为“快照”)存储;运行时参数的随机或动态改变;多画面切换。

图10 MPCE系统原理与功能
本实验室还包括各种教学模型,如各类压缩机模型、各类泵模型、塔模型、鼓风机和阀模型共计20余建,满足学生的认知和工作原理理解。

图11 教学模型
5. 故障诊断实验室
该实验室有一套大型动力传动实验系统,包括柴油机、电机、齿轮箱等,可以进行柴油机故障诊断、电机故障诊断、齿轮箱故障诊断等实验项目,并有多套数据采集等设备、红外热像仪、高速相机等设备,主要支撑专业创新设计,并支撑工程测试技术、过程检测技术、振动力学、过程装备监测与诊断、专业大型综合实验周等课程实验。

图12 动力传动故障诊断实验台
6. 装备拆装实验室
具有一套流体输送管路拆装实训装置和各种泵、阀、压缩机、换热器、反应釜等。流体输送管路拆装实验可完成在工厂现场无法进行的实践环节,是工厂现场实习的重要补充。实验过程中通过将各种泵、阀及管路仪表等设备的拆装,使学生在初步接触生产实践的基础上,考察学生对该化工流程和管道系统的识图、搭建、开车、试运行和检修等过程,对过程装备流体输送生产过程和化工系统的安装及运行有一个基本认识,为其它后续课程和专业课程的学习打下实践性基础。

图13 流体输送管路拆装实验装置

图14 各类拆装设备