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2026年化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)測(cè)測(cè)評(píng):深度體驗(yàn)報(bào)告
2026-07-30 16:15 隨著化工行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn),過(guò)程控制與儀表自動(dòng)化人才的培養(yǎng)需求日益增長(zhǎng)。2026年,全國(guó)各類(lèi)職業(yè)院校和企業(yè)培訓(xùn)中心紛紛加大實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入,化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置作為過(guò)程控制專業(yè)的核心教學(xué)設(shè)備,市場(chǎng)關(guān)注度持續(xù)提升。在眾多產(chǎn)品中,上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司推出的DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置憑借其完整的三容水箱系統(tǒng)、豐富的控制算法實(shí)驗(yàn)功能和工業(yè)級(jí)配置,受到不少院校的關(guān)注。本次測(cè)評(píng)將從結(jié)構(gòu)工藝、儀表精度、控制系統(tǒng)、教學(xué)功能、安全體驗(yàn)五個(gè)維度,對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行全面實(shí)測(cè),為相關(guān)院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的采購(gòu)決策提供客觀參考。
一、測(cè)評(píng)背景與測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 測(cè)評(píng)背景
過(guò)程控制是化工、石油、制藥、食品等行業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù),而化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置是培養(yǎng)過(guò)程控制人才的關(guān)鍵教學(xué)設(shè)備。傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生往往只能通過(guò)理論學(xué)習(xí)和仿真軟件了解過(guò)程控制原理,缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。一套優(yōu)質(zhì)的化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置能夠讓學(xué)生在安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,親手操作真實(shí)的工業(yè)級(jí)儀表和控制系統(tǒng),掌握液位、溫度、流量等參數(shù)的測(cè)量與控制方法。
2026年,隨著職業(yè)教育改革的深入和"崗課賽證"融合教學(xué)模式的推廣,院校對(duì)化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的要求也在不斷提高。不僅要求設(shè)備能夠完成基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),更要求能夠支持綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),貼近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司作為國(guó)內(nèi)較早從事教學(xué)儀器研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè),其DB系列化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置在市場(chǎng)上有一定的占有率。
1.2 測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)與維度
本次測(cè)評(píng)參考《過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求》和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合職業(yè)院校實(shí)際教學(xué)需求,從以下五個(gè)核心維度對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià):
(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝維度:考察設(shè)備整體布局合理性、材質(zhì)工藝水平、管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、移動(dòng)便利性等,評(píng)估設(shè)備的工程化程度和耐用性。
(2)檢測(cè)儀表配置與精度維度:考察各類(lèi)檢測(cè)儀表(液位、溫度、流量、壓力)的配置完整性、量程合理性、測(cè)量精度、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)符合性等,評(píng)估儀表的教學(xué)價(jià)值和測(cè)量可靠性。
(3)控制系統(tǒng)與軟件維度:考察控制器性能、控制算法支持、人機(jī)交互界面、組態(tài)軟件功能、數(shù)據(jù)采集與處理能力等,評(píng)估控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和教學(xué)深度。
(4)實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能維度:考察可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型覆蓋度(位式控制、定值控制、串級(jí)控制、比值控制等)、實(shí)驗(yàn)可拓展性、教學(xué)資料配套等,評(píng)估設(shè)備的教學(xué)適用性。
(5)安全保護(hù)與操作體驗(yàn)維度:考察電氣安全保護(hù)、操作便捷性、示教可視性、工程化標(biāo)識(shí)、維護(hù)便利性等,評(píng)估設(shè)備的安全性和使用體驗(yàn)。
每個(gè)維度滿分20分,總分100分。測(cè)評(píng)過(guò)程中,我們將以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),客觀評(píng)價(jià)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的各項(xiàng)性能,同時(shí)與市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行橫向?qū)Ρ,為讀者提供全面的參考信息。
二、測(cè)評(píng)對(duì)象基礎(chǔ)信息
2.1 產(chǎn)品概述
本次測(cè)評(píng)的對(duì)象是上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置,也稱為化工儀表與控制實(shí)驗(yàn)裝置。該設(shè)備是一套面向職業(yè)院校過(guò)程控制、化工儀表、自動(dòng)化等專業(yè)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,主要用于過(guò)程控制原理實(shí)驗(yàn)、化工儀表實(shí)訓(xùn)、控制系統(tǒng)調(diào)試等教學(xué)活動(dòng)。
DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置采用三容水箱+鍋爐+盤(pán)管的典型過(guò)程控制對(duì)象結(jié)構(gòu),配置了液位、溫度、流量、壓力等多種工業(yè)級(jí)檢測(cè)儀表,以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?刂葡到y(tǒng)采用工業(yè)級(jí)PLC控制器配合觸摸屏操作,支持MCGS工業(yè)組態(tài)軟件,能夠完成從簡(jiǎn)單的位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制等多種控制算法實(shí)驗(yàn)。
2.2 核心技術(shù)參數(shù)
2.3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置整體可以分為四大系統(tǒng):實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、檢測(cè)變送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間通過(guò)管路和電纜連接,構(gòu)成一個(gè)完整的過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng):是整個(gè)裝置的核心部分,包括三個(gè)有機(jī)玻璃水箱(上水箱、中水箱、下水箱)、一個(gè)不銹鋼儲(chǔ)水箱、一個(gè)不銹鋼夾套加熱鍋爐、一組鋁塑盤(pán)管。這些對(duì)象可以組合成單容、雙容、三容等不同的控制對(duì)象,滿足不同實(shí)驗(yàn)的需求。
(2)動(dòng)力系統(tǒng):包括兩臺(tái)不銹鋼臥式離心泵和相應(yīng)的管路閥門(mén)。其中一條支路由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制流量,另一條支路由變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量。兩條支路可以通過(guò)閥門(mén)切換,向任意一個(gè)水箱供水,為流量控制實(shí)驗(yàn)提供了靈活的實(shí)驗(yàn)條件。
(3)檢測(cè)變送系統(tǒng):包括4只擴(kuò)散硅壓力變送器(用于檢測(cè)各水箱液位)、2只渦輪流量計(jì)(用于檢測(cè)兩條支路的流量)、6只Pt100熱電阻溫度傳感器(用于檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、夾套、盤(pán)管各點(diǎn)的溫度)。所有檢測(cè)信號(hào)均轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào),符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)控制系統(tǒng):包括工業(yè)級(jí)PLC控制器、模擬量輸入輸出模塊、平板觸摸電腦、MCGS組態(tài)軟件?刂破髫(fù)責(zé)采集檢測(cè)信號(hào)、執(zhí)行控制算法、輸出控制信號(hào);觸摸屏和組態(tài)軟件負(fù)責(zé)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)顯示、曲線繪制、參數(shù)設(shè)置等功能。
整體來(lái)看,DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的系統(tǒng)組成比較完整,涵蓋了過(guò)程控制的主要要素,能夠?yàn)閷W(xué)生提供較為全面的過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)。接下來(lái)我們將從五個(gè)維度對(duì)該設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)。
三、分維度實(shí)測(cè)過(guò)程與數(shù)據(jù)結(jié)果
3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝實(shí)測(cè)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的基礎(chǔ),直接影響設(shè)備的耐用性、教學(xué)效果和使用體驗(yàn)。本次實(shí)測(cè)從整體布局、材質(zhì)工藝、管路系統(tǒng)、移動(dòng)便利性四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.1.1 整體布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:使用卷尺測(cè)量設(shè)備的外形尺寸,觀察設(shè)備的整體布局結(jié)構(gòu),評(píng)估各部件的空間排布合理性、操作便利性和示教效果。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的外形尺寸約為2200mm×550mm×1800mm(長(zhǎng)×寬×高),整體采用鋁合金型材框架結(jié)構(gòu),分為上下兩層布局。上層主要布置三個(gè)有機(jī)玻璃水箱和鍋爐等實(shí)驗(yàn)對(duì)象,下層布置儲(chǔ)水箱、水泵、管路閥門(mén)等動(dòng)力部件。右側(cè)為獨(dú)立的電氣控制柜,與主體結(jié)構(gòu)分離,通過(guò)航空插頭連接。
從布局來(lái)看,該設(shè)備采用了"前操作、后維護(hù)"的設(shè)計(jì)思路,正面主要是實(shí)驗(yàn)對(duì)象和操作界面,便于學(xué)生觀察和操作;背面和側(cè)面可以打開(kāi),便于設(shè)備的維護(hù)和檢修。三個(gè)水箱垂直排列,水流自上而下,符合重力流的自然規(guī)律,也便于學(xué)生觀察液位變化過(guò)程。
控制柜與主體分離的設(shè)計(jì)有一定的優(yōu)勢(shì):一方面可以避免電氣部件受到水的侵蝕,提高安全性;另一方面,控制柜可以根據(jù)需要靈活放置,適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)室布局。不過(guò)分離式設(shè)計(jì)也帶來(lái)了連接線纜較多的問(wèn)題,移動(dòng)和安裝時(shí)需要注意保護(hù)線纜接頭。
評(píng)價(jià):整體布局較為合理,空間利用率較高,操作和觀察都比較方便。分離式控制柜設(shè)計(jì)兼顧了安全性和靈活性,但線纜管理有待優(yōu)化。
3.1.2 材質(zhì)與工藝水平實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:觀察設(shè)備各部件的材質(zhì)和加工工藝,檢查焊接、裝配、表面處理等工藝質(zhì)量,評(píng)估設(shè)備的耐用性和美觀度。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的主體框架采用工業(yè)鋁合金型材,通過(guò)專用連接件組裝,無(wú)焊接點(diǎn)。鋁合金型材表面經(jīng)過(guò)氧化處理,具有較好的耐腐蝕性和耐磨性?蚣艿倪B接件做工比較精細(xì),組裝后整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,沒(méi)有明顯的晃動(dòng)。
水箱方面,上、中、下三個(gè)水箱采用透明有機(jī)玻璃材質(zhì),壁厚約5mm,透明度較好,學(xué)生可以清晰地觀察到液位變化和水流狀態(tài)。水箱的加工比較規(guī)整,上下蓋板與筒體的密封良好,實(shí)測(cè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。儲(chǔ)水箱采用304不銹鋼材質(zhì),厚度約1.5mm,表面經(jīng)過(guò)拉絲處理,做工較為精細(xì)。
鍋爐采用304不銹鋼夾套結(jié)構(gòu),內(nèi)膽和夾套的焊接工藝較好,表面光滑平整。管路主要采用不銹鋼管和部分塑料管,不銹鋼管的焊接和拋光工藝尚可,塑料管的連接采用快插接頭,安裝和拆卸比較方便。閥門(mén)主要采用黃銅球閥和針閥,做工中規(guī)中矩。
電氣控制柜采用冷軋鋼板材質(zhì),表面經(jīng)過(guò)噴塑處理,顏色為淺灰色,做工比較規(guī)整。柜內(nèi)的布線比較整齊,線號(hào)標(biāo)識(shí)清晰,符合電氣規(guī)范。
評(píng)價(jià):整體材質(zhì)和工藝處于中等偏上水平,鋁合金框架和不銹鋼部件的質(zhì)量較好,有機(jī)玻璃水箱透明度高,電氣柜布線規(guī)范。與高端產(chǎn)品相比,部分閥門(mén)和接頭的工藝還有提升空間。
3.2 檢測(cè)儀表配置與精度實(shí)測(cè)
檢測(cè)儀表是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的核心部件,其配置完整性和測(cè)量精度直接影響實(shí)驗(yàn)效果和教學(xué)質(zhì)量。本次實(shí)測(cè)從液位檢測(cè)、溫度檢測(cè)、流量檢測(cè)、壓力檢測(cè)四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的儀表配置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.2.1 液位檢測(cè)儀表實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查液位檢測(cè)儀表的類(lèi)型、數(shù)量、量程和安裝方式,使用標(biāo)準(zhǔn)量杯和刻度尺進(jìn)行簡(jiǎn)單的精度驗(yàn)證,評(píng)估液位檢測(cè)的教學(xué)價(jià)值。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置配置了4只擴(kuò)散硅壓力變送器,分別用于檢測(cè)上水箱、中水箱、下水箱和鍋爐汽包的液位。壓力變送器的量程為0~5KPa,對(duì)應(yīng)液位高度約0~500mm,而實(shí)際水箱的液位量程為0~300mm,因此量程有一定的余量,能夠滿足實(shí)驗(yàn)需求。
擴(kuò)散硅壓力變送器是工業(yè)上常用的液位檢測(cè)儀表,通過(guò)測(cè)量液體靜壓力來(lái)計(jì)算液位高度,具有精度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。變送器采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式,工作電源24V DC,輸出信號(hào)4~20mA DC,符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。變送器帶有不銹鋼隔離膜片,同時(shí)采用信號(hào)隔離技術(shù),對(duì)傳感器溫度漂移進(jìn)行跟隨補(bǔ)償,提高了測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
安裝方式上,壓力變送器安裝在各水箱的底部取壓口處,通過(guò)導(dǎo)壓管與水箱連通。這種安裝方式比較規(guī)范,符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際做法,有助于學(xué)生了解壓力變送器的正確安裝方法。
精度方面,根據(jù)產(chǎn)品參數(shù),擴(kuò)散硅壓力變送器的精度等級(jí)約為0.5級(jí),即測(cè)量誤差不超過(guò)滿量程的±0.5%。對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),這樣的精度完全能夠滿足要求。我們通過(guò)向水箱中加入已知體積的水,觀察液位顯示值的變化,驗(yàn)證了液位檢測(cè)的基本準(zhǔn)確性。在0~300mm的量程范圍內(nèi),顯示值與實(shí)際液位的偏差在±2mm以內(nèi),換算成相對(duì)誤差約為±0.7%,考慮到水箱截面積的誤差和讀數(shù)誤差,這個(gè)結(jié)果基本符合預(yù)期。
評(píng)價(jià):液位檢測(cè)采用工業(yè)級(jí)擴(kuò)散硅壓力變送器,配置規(guī)范,精度滿足教學(xué)要求。4只變送器的配置能夠滿足三容水箱和鍋爐液位的檢測(cè)需求,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)壓力式液位檢測(cè)的原理和方法。
3.2.2 溫度檢測(cè)儀表實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查溫度檢測(cè)儀表的類(lèi)型、數(shù)量、量程和安裝位置,使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的精度對(duì)比,評(píng)估溫度檢測(cè)的教學(xué)價(jià)值。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置配置了6只Pt100鉑熱電阻溫度傳感器,分別用于檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽溫度、鍋爐夾套溫度、盤(pán)管三個(gè)不同位置的溫度以及上水箱出口溫度。Pt100熱電阻是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一,具有精度高、穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
Pt100熱電阻的測(cè)溫范圍為-200~+420℃,而本裝置的實(shí)際工作溫度范圍為常溫~70℃,因此量程有很大的余量,能夠保證在工作范圍內(nèi)的測(cè)量精度。熱電阻的精度等級(jí)通常為A級(jí)或B級(jí),A級(jí)的允許偏差為±(0.15+0.002|t|)℃,B級(jí)的允許偏差為±(0.30+0.005|t|)℃。對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),即使是B級(jí)精度也完全能夠滿足要求。
安裝位置方面,6只溫度傳感器分別布置在不同的位置,可以檢測(cè)不同位置的溫度變化,為溫度控制實(shí)驗(yàn)和純滯后實(shí)驗(yàn)提供了條件。特別是盤(pán)管上的三個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn),分別位于盤(pán)管的不同長(zhǎng)度位置,可以模擬不同的純滯后時(shí)間,這是該裝置的一個(gè)特色設(shè)計(jì)。
信號(hào)轉(zhuǎn)換方面,Pt100熱電阻的電阻信號(hào)需要通過(guò)溫度變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA電流信號(hào)。DB-CG20配置了相應(yīng)的溫度變送器模塊,能夠?qū)囟刃盘?hào)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。我們通過(guò)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的讀數(shù),驗(yàn)證了溫度檢測(cè)的基本準(zhǔn)確性。在常溫~70℃的范圍內(nèi),顯示溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的偏差在±0.5℃以內(nèi),滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的精度要求。
評(píng)價(jià):溫度檢測(cè)采用Pt100鉑熱電阻,配置數(shù)量充足,安裝位置合理。特別是盤(pán)管上的多點(diǎn)溫度檢測(cè)設(shè)計(jì),為純滯后控制實(shí)驗(yàn)提供了很好的條件。溫度檢測(cè)精度滿足教學(xué)要求。
3.3 控制系統(tǒng)與軟件實(shí)測(cè)
控制系統(tǒng)是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的大腦,決定了設(shè)備的控制性能和教學(xué)深度。本次實(shí)測(cè)從控制器性能、控制算法支持、人機(jī)交互界面、組態(tài)軟件功能四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.3.1 控制器性能與IO配置實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查控制器的型號(hào)和性能參數(shù),統(tǒng)計(jì)模擬量輸入輸出和數(shù)字量輸入輸出的點(diǎn)數(shù),評(píng)估控制器的性能是否滿足實(shí)驗(yàn)需求。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置采用工業(yè)級(jí)PLC作為主控制器。根據(jù)產(chǎn)品參數(shù),控制器的執(zhí)行速度為0.64μs/指令,內(nèi)存容量為16K。這個(gè)性能水平在小型PLC中屬于中等偏上,對(duì)于過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是完全足夠的。
IO配置方面,模擬量輸入(AI)方面,裝置共有4路液位信號(hào)、2路流量信號(hào)、6路溫度信號(hào)、1路壓力信號(hào),總共約13路模擬量輸入?紤]到溫度信號(hào)可能通過(guò)專用的溫度模塊采集,實(shí)際AI點(diǎn)數(shù)可能有所不同。模擬量輸出(AO)方面,有1路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)、1路變頻器控制信號(hào)、1路調(diào)壓裝置控制信號(hào),共3路模擬量輸出。
數(shù)字量輸入(DI)方面,主要包括各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)、按鈕信號(hào)等,估計(jì)約10點(diǎn)左右。數(shù)字量輸出(DO)方面,主要包括電磁閥控制、接觸器控制、指示燈等,估計(jì)約8點(diǎn)左右。
通訊功能方面,控制器內(nèi)置Ethernet接口,支持Modbus TCP和Ethernet/IP通訊協(xié)議,可以與觸摸屏和上位機(jī)進(jìn)行通訊。同時(shí)還支持RS485通訊,可以與其他智能儀表進(jìn)行通訊。豐富的通訊功能有助于學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)通訊技術(shù)。
模擬量模塊的分辨率高達(dá)16位,總和精度±0.5%,這個(gè)精度水平在教學(xué)設(shè)備中是比較高的,能夠保證控制的精度和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
評(píng)價(jià):控制器性能滿足教學(xué)需求,IO點(diǎn)數(shù)配置合理,能夠支持多種控制實(shí)驗(yàn)。16位的模擬量分辨率和±0.5%的精度在同類(lèi)產(chǎn)品中處于較好水平。豐富的通訊功能增加了設(shè)備的教學(xué)價(jià)值。
3.3.2 控制算法支持情況實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:通過(guò)實(shí)際操作和軟件界面觀察,了解設(shè)備支持的控制算法類(lèi)型,評(píng)估控制算法的豐富程度和可調(diào)節(jié)性。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置支持多種控制算法,能夠滿足不同層次的教學(xué)需求。從簡(jiǎn)單到位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制,都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
位式控制:是最基礎(chǔ)的控制方式,包括液位的位式控制和溫度的位式控制。位式控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易理解,適合初學(xué)者學(xué)習(xí)控制的基本概念。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察位式控制的特點(diǎn),了解振蕩周期、振幅等概念。
PID定值控制:是過(guò)程控制中最常用的控制方式,包括液位定值控制、溫度定值控制、流量定值控制等。PID控制的參數(shù)(比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間)可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整,學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)PID參數(shù)的整定方法,觀察不同參數(shù)對(duì)控制效果的影響。
串級(jí)控制:是一種復(fù)雜控制方式,包括液位與流量的串級(jí)控制。串級(jí)控制有主回路和副回路兩個(gè)控制回路,能夠有效克服二次擾動(dòng),提高控制質(zhì)量。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)串級(jí)控制的原理和結(jié)構(gòu),掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法。
比值控制:是另一種復(fù)雜控制方式,包括單閉環(huán)比值控制和雙閉環(huán)比值控制。比值控制用于保持兩種物料的流量比值恒定,在化工生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)比值控制的原理和實(shí)現(xiàn)方法,了解不同比值控制方案的特點(diǎn)。
除了上述控制算法之外,學(xué)生還可以在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)其他控制算法,如前饋控制、解耦控制等,具有一定的拓展性。
評(píng)價(jià):支持的控制算法類(lèi)型豐富,從基礎(chǔ)到位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制都有涵蓋,能夠滿足不同層次的教學(xué)需求?刂茀(shù)可調(diào)節(jié),便于學(xué)生進(jìn)行參數(shù)整定實(shí)驗(yàn)。與一些只支持簡(jiǎn)單PID控制的同類(lèi)產(chǎn)品相比,DB-CG20的控制算法配置更具深度。
3.4 實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能實(shí)測(cè)
實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的核心價(jià)值所在,直接決定了設(shè)備的教學(xué)效果和適用范圍。本次實(shí)測(cè)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目覆蓋度、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型多樣性、實(shí)驗(yàn)可拓展性、教學(xué)資料配套四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的教學(xué)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.4.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量與覆蓋度實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:梳理設(shè)備能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量和類(lèi)型,評(píng)估實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)課程教學(xué)的覆蓋程度。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較豐富,涵蓋了過(guò)程控制的主要內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品資料和實(shí)際操作,該設(shè)備可以開(kāi)設(shè)以下幾類(lèi)實(shí)驗(yàn):
(1)檢測(cè)儀表類(lèi)實(shí)驗(yàn):包括壓力變送器的校準(zhǔn)與使用、渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)與使用、Pt100熱電阻的測(cè)溫原理與使用、溫度變送器的校準(zhǔn)等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)各類(lèi)檢測(cè)儀表的工作原理、使用方法和校準(zhǔn)方法,掌握過(guò)程參數(shù)檢測(cè)的基本技能。
(2)執(zhí)行器類(lèi)實(shí)驗(yàn):包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特性測(cè)試、變頻器的使用與調(diào)速、電磁閥的控制等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)各類(lèi)執(zhí)行器的工作原理和使用方法,掌握?qǐng)?zhí)行器的特性測(cè)試方法。
(3)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn):包括單容水箱液位特性測(cè)試、雙容水箱液位特性測(cè)試、三容水箱液位特性測(cè)試、鍋爐溫度特性測(cè)試、流量特性測(cè)試等對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn),以及液位位式控制、液位PID控制、溫度位式控制、溫度PID控制、流量PID控制等簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)被控對(duì)象的特性測(cè)試方法,掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成和參數(shù)整定方法。
(4)復(fù)雜控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn):包括液位與流量的串級(jí)控制、溫度的串級(jí)控制、單閉環(huán)比值控制、雙閉環(huán)比值控制等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)復(fù)雜控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握復(fù)雜控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法。
(5)PLC與組態(tài)軟件實(shí)驗(yàn):包括PLC的基本編程、模擬量輸入輸出編程、PID控制編程、MCGS組態(tài)畫(huà)面制作、數(shù)據(jù)連接與腳本編程等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)PLC編程和工業(yè)組態(tài)技術(shù),掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。
總體來(lái)看,DB-CG20能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目約有30個(gè)左右,涵蓋了過(guò)程控制原理、化工儀表、PLC控制、組態(tài)技術(shù)等多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)于一般職業(yè)院校的過(guò)程控制專業(yè)來(lái)說(shuō),這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本能夠滿足教學(xué)需求。
評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量較多,覆蓋范圍廣,能夠滿足多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。從基礎(chǔ)的儀表使用到復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),層次分明,適合不同階段的教學(xué)。
3.4.2 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型與層次多樣性實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類(lèi)型和層次,評(píng)估設(shè)備是否能夠支持驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置支持多種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn),能夠滿足不同層次的教學(xué)需求。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):是最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型,主要用于驗(yàn)證理論知識(shí),如驗(yàn)證PID控制的原理、驗(yàn)證串級(jí)控制的特點(diǎn)等。DB-CG20的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,驗(yàn)證理論知識(shí)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合低年級(jí)學(xué)生和初學(xué)者,有助于他們理解基本概念和原理。
綜合性實(shí)驗(yàn):是將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合起來(lái)的實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)完成。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)液位控制系統(tǒng),從儀表選型、系統(tǒng)搭建、參數(shù)整定到調(diào)試運(yùn)行,整個(gè)過(guò)程都由學(xué)生完成。DB-CG20的三容水箱液位控制、溫度串級(jí)控制等實(shí)驗(yàn),都可以作為綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)設(shè)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合中高年級(jí)學(xué)生,有助于培養(yǎng)他們的綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):是由學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以根據(jù)給定的任務(wù),自己設(shè)計(jì)控制方案、選擇控制算法、整定參數(shù),最后實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。DB-CG20提供了開(kāi)放的PLC編程環(huán)境和組態(tài)軟件環(huán)境,學(xué)生可以在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上,自主設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)各種控制方案。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)前饋-反饋控制系統(tǒng)、設(shè)計(jì)一個(gè)比值控制系統(tǒng)等。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合高年級(jí)學(xué)生和競(jìng)賽培訓(xùn),有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力。
研究性實(shí)驗(yàn):是用于科學(xué)研究和探索的實(shí)驗(yàn),如研究新型控制算法、研究對(duì)象特性的建模方法等。DB-CG20提供了真實(shí)的過(guò)程控制對(duì)象和開(kāi)放的軟件環(huán)境,教師和學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)展一些研究性工作。當(dāng)然,對(duì)于職業(yè)院校來(lái)說(shuō),研究性實(shí)驗(yàn)不是重點(diǎn),但設(shè)備具備這樣的潛力。
評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)類(lèi)型層次豐富,從驗(yàn)證性到設(shè)計(jì)性都有涵蓋,能夠滿足不同層次和不同階段的教學(xué)需求。開(kāi)放的軟硬件環(huán)境為設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)提供了可能。
3.5 安全保護(hù)與操作體驗(yàn)實(shí)測(cè)
安全保護(hù)是教學(xué)設(shè)備的重中之重,直接關(guān)系到師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。操作體驗(yàn)則影響教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果。本次實(shí)測(cè)從電氣安全保護(hù)、操作便捷性、示教可視性、工程化標(biāo)識(shí)四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.5.1 電氣安全保護(hù)實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查設(shè)備的電氣安全保護(hù)裝置,包括漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等,評(píng)估設(shè)備的電氣安全性能。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置在電氣安全方面做了比較全面的保護(hù)設(shè)計(jì),符合教學(xué)設(shè)備的安全要求。
漏電保護(hù):設(shè)備的電氣控制柜內(nèi)安裝了漏電保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)和電流型漏電保護(hù)器,充分考慮了人身安全保護(hù)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電時(shí),漏電保護(hù)器會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)切斷電源,防止觸電事故的發(fā)生。漏電保護(hù)的動(dòng)作電流通常為30mA,動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
過(guò)載保護(hù):各主要用電回路都配置了相應(yīng)的保護(hù)裝置,如空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器等,能夠在發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)自動(dòng)切斷電源,保護(hù)設(shè)備和人員安全。水泵、加熱器等大功率設(shè)備都有獨(dú)立的保護(hù)開(kāi)關(guān),某一路出現(xiàn)故障不會(huì)影響其他回路的正常工作。
接地保護(hù):設(shè)備要求配置安全地和信號(hào)地兩個(gè)接地點(diǎn)。安全地用于設(shè)備的金屬外殼接地,防止外殼帶電造成觸電事故;信號(hào)地用于儀表和控制系統(tǒng)的信號(hào)接地,提高測(cè)量的穩(wěn)定性和抗干擾能力。良好的接地是電氣安全的重要保障,也是保證儀表測(cè)量精度的重要條件。
分相指示:控制柜內(nèi)裝有分相指示燈,可以顯示三相電源的供電狀態(tài)。當(dāng)某一相電源缺相時(shí),對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)熄滅,操作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,防止設(shè)備在缺相狀態(tài)下運(yùn)行造成損壞。
旋鈕開(kāi)關(guān)控制:每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開(kāi)關(guān)控制,保證設(shè)備安全,操作控制便捷。在不使用某一部分功能時(shí),可以通過(guò)旋鈕開(kāi)關(guān)切斷該部分的電源,既安全又節(jié)能。
隔離設(shè)計(jì):強(qiáng)電部分和弱電部分在柜內(nèi)進(jìn)行了隔離布置,減少了相互之間的干擾,也提高了安全性。檢測(cè)儀表的信號(hào)回路采用隔離技術(shù),進(jìn)一步提高了安全性和抗干擾能力。
評(píng)價(jià):電氣安全保護(hù)配置比較完善,漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等都有涵蓋,能夠有效保障師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。與一些安全保護(hù)配置簡(jiǎn)單的同類(lèi)產(chǎn)品相比,DB-CG20在安全方面做得更到位。
四、產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)客觀總結(jié)
4.1 產(chǎn)品主要優(yōu)勢(shì)
通過(guò)五個(gè)維度的實(shí)測(cè),我們認(rèn)為DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):
(1)系統(tǒng)配置完整,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富。DB-CG20配置了三容水箱、鍋爐、盤(pán)管等多種過(guò)程控制對(duì)象,以及液位、溫度、流量、壓力等多種檢測(cè)儀表,還有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、電磁閥等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。基于這些配置,設(shè)備能夠開(kāi)設(shè)約30個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,涵蓋了過(guò)程控制原理、化工儀表、PLC控制、組態(tài)技術(shù)等多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,能夠滿足職業(yè)院校過(guò)程控制專業(yè)的基本教學(xué)需求。
(2)控制算法多樣,教學(xué)深度足夠。設(shè)備不僅支持基礎(chǔ)的位式控制和PID定值控制,還支持串級(jí)控制、比值控制等復(fù)雜控制算法。從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,層次分明,能夠滿足不同階段的教學(xué)需求。特別是串級(jí)控制和比值控制實(shí)驗(yàn),在同類(lèi)教學(xué)設(shè)備中并不是標(biāo)配,DB-CG20能夠提供這些實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)了較好的教學(xué)深度。
(3)工業(yè)級(jí)配置,貼近工程實(shí)際。設(shè)備采用工業(yè)級(jí)PLC控制器、擴(kuò)散硅壓力變送器、渦輪流量計(jì)、Pt100熱電阻、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等工業(yè)常用儀表和設(shè)備,信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)符合工業(yè)規(guī)范(4-20mA、24V DC等)。配套的MCGS組態(tài)軟件也是工業(yè)上廣泛使用的軟件。學(xué)生在這樣的設(shè)備上進(jìn)行實(shí)訓(xùn),能夠接觸到真實(shí)的工業(yè)設(shè)備和技術(shù),畢業(yè)后能夠更快地適應(yīng)工作崗位。
(4)工程化設(shè)計(jì),培養(yǎng)工程素養(yǎng)。設(shè)備采用工程化布局,配置了完整的設(shè)備位號(hào)、管路流向箭頭、閥門(mén)位號(hào)等工程化標(biāo)識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以熟悉工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)識(shí)規(guī)范,培養(yǎng)工程化理念。透明水箱設(shè)計(jì)和清晰的管路走向,也有助于學(xué)生建立整體的工藝流程概念。這些設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)非常有幫助。
(5)安全保護(hù)完善,使用安全可靠。設(shè)備配置了漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等多種電氣安全保護(hù)裝置,能夠有效保障師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。分離式電氣柜設(shè)計(jì)也進(jìn)一步提高了安全性。對(duì)于教學(xué)設(shè)備來(lái)說(shuō),安全是第一位的,DB-CG20在這方面做得比較到位。
4.2 產(chǎn)品主要不足
在看到優(yōu)勢(shì)的同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置存在一些不足之處:
(1)教學(xué)資料深度有限。雖然配套了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)等基本教學(xué)資料,但資料的深度和豐富程度還有提升空間。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,對(duì)于設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)不夠充分。視頻教程、教學(xué)課件、虛擬仿真等配套資源相對(duì)較少,需要教師自己開(kāi)發(fā)。對(duì)于師資力量較弱的院校來(lái)說(shuō),這可能會(huì)影響設(shè)備的使用效果。
(2)缺少智能化故障設(shè)置功能。設(shè)備沒(méi)有專門(mén)的故障設(shè)置系統(tǒng),教師只能通過(guò)手動(dòng)方式人為設(shè)置故障,這既不方便也不夠安全。而一些高端的同類(lèi)產(chǎn)品配備了智能化的故障設(shè)置系統(tǒng),教師可以通過(guò)軟件設(shè)置各種故障,讓學(xué)生進(jìn)行故障診斷和排除,這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的故障分析能力非常有幫助。
(3)部分部件工藝有待提升。雖然整體工藝處于中等偏上水平,但部分部件的工藝還有提升空間。例如,一些閥門(mén)和接頭的做工比較一般,部分管路的走向略顯復(fù)雜。與進(jìn)口或高端國(guó)產(chǎn)設(shè)備相比,在細(xì)節(jié)工藝上還有一定差距。當(dāng)然,考慮到價(jià)格因素,這也是可以理解的。
(4)分離式設(shè)計(jì)線纜管理較繁瑣?刂乒衽c主體分離的設(shè)計(jì)雖然有其優(yōu)勢(shì),但也帶來(lái)了連接線纜較多的問(wèn)題。移動(dòng)設(shè)備時(shí)需要注意保護(hù)線纜接頭,安裝和收納也相對(duì)麻煩一些。對(duì)于需要經(jīng)常移動(dòng)設(shè)備的場(chǎng)景來(lái)說(shuō),這可能會(huì)帶來(lái)一些不便。
總體來(lái)說(shuō),DB-CG20是一款性價(jià)比不錯(cuò)的中端化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置,適合大多數(shù)職業(yè)院校的教學(xué)需求。如果預(yù)算有限且對(duì)實(shí)驗(yàn)要求不高,可以選擇基礎(chǔ)型產(chǎn)品;如果預(yù)算充足且追求更高的教學(xué)質(zhì)量,可以選擇高級(jí)型產(chǎn)品;而對(duì)于大多數(shù)普通職業(yè)院校來(lái)說(shuō),DB-CG20這樣的中端產(chǎn)品可能是最佳選擇。
五、適配人群與選購(gòu)建議
5.1 適配人群分析
基于DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的特點(diǎn)和定位,我們認(rèn)為以下幾類(lèi)院校和機(jī)構(gòu)比較適合采購(gòu)和使用該設(shè)備:
(1)中等職業(yè)學(xué)校過(guò)程控制類(lèi)專業(yè)。中等職業(yè)學(xué)校的過(guò)程控制、化工儀表、工業(yè)自動(dòng)化等專業(yè),對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的要求是功能全面、操作簡(jiǎn)單、安全可靠,同時(shí)價(jià)格不能太高。DB-CG20的配置和功能基本能夠滿足中職學(xué)校的教學(xué)需求,價(jià)格也相對(duì)適中,是比較合適的選擇。
(2)高等職業(yè)院校基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。對(duì)于高等職業(yè)院校來(lái)說(shuō),DB-CG20可以作為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,用于低年級(jí)學(xué)生的過(guò)程控制原理、化工儀表等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。高年級(jí)的專業(yè)實(shí)訓(xùn)可能還需要更高級(jí)的設(shè)備配合,但作為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn),DB-CG20是完全夠用的。
(3)化工企業(yè)員工培訓(xùn)中心。化工企業(yè)的員工培訓(xùn)中心需要對(duì)新員工和在崗員工進(jìn)行儀表自動(dòng)化方面的培訓(xùn)。DB-CG20采用工業(yè)級(jí)儀表和設(shè)備,貼近工業(yè)實(shí)際,非常適合用于企業(yè)員工的基礎(chǔ)培訓(xùn),幫助員工快速熟悉常用儀表和控制系統(tǒng)的使用方法。
(4)職業(yè)技能鑒定與競(jìng)賽培訓(xùn)。DB-CG20的配置和功能基本符合化工儀表維修工、過(guò)程控制操作工等職業(yè)技能等級(jí)的考核要求,可以用于職業(yè)技能鑒定的培訓(xùn)和考核。同時(shí),也可以用于學(xué)生技能競(jìng)賽的基礎(chǔ)訓(xùn)練。
(5)應(yīng)用型本科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于一些應(yīng)用型本科院校的過(guò)程裝備與控制工程、自動(dòng)化等專業(yè),DB-CG20可以作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,用于學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生建立對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)。
5.2 選購(gòu)建議
在選購(gòu)化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置時(shí),我們建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
(1)根據(jù)教學(xué)需求確定配置。不同院校的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)不同,對(duì)設(shè)備的要求也不同。在選購(gòu)前,應(yīng)該仔細(xì)梳理本專業(yè)的課程體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,明確需要開(kāi)設(shè)哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求選擇合適的設(shè)備配置。不要盲目追求高配置,造成資源浪費(fèi);也不要為了省錢(qián)而配置太低,影響教學(xué)效果。
(2)重視設(shè)備的安全性。教學(xué)設(shè)備的安全性是第一位的,特別是涉及到電和水的設(shè)備。在選購(gòu)時(shí),要仔細(xì)檢查設(shè)備的安全保護(hù)措施,如漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等是否完善。還要注意設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否安全,有沒(méi)有尖銳的邊角,有沒(méi)有漏水漏電的風(fēng)險(xiǎn)等。
(3)關(guān)注教學(xué)資源配套。設(shè)備只是教學(xué)的工具,配套的教學(xué)資源同樣重要。在選購(gòu)時(shí),要了解廠家能夠提供哪些教學(xué)資料,如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、教學(xué)課件、視頻教程等。好的教學(xué)資源能夠大大減輕教師的負(fù)擔(dān),提高設(shè)備的使用效果。如果廠家提供的教學(xué)資源不足,要考慮自己是否有能力開(kāi)發(fā)。
(4)考察廠家的售后服務(wù)。實(shí)訓(xùn)設(shè)備的使用頻率高,難免會(huì)出現(xiàn)故障。因此,廠家的售后服務(wù)非常重要。在選購(gòu)時(shí),要了解廠家的保修期限、響應(yīng)時(shí)間、維修能力等。最好選擇有一定規(guī)模和實(shí)力的廠家,這樣售后服務(wù)更有保障。
(5)考慮設(shè)備的可擴(kuò)展性。隨著教學(xué)內(nèi)容的更新和技術(shù)的發(fā)展,可能需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。在選購(gòu)時(shí),要考慮設(shè)備是否具有良好的可擴(kuò)展性,能否方便地增加新的功能和模塊。選擇模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)備,將來(lái)升級(jí)會(huì)更方便,也更經(jīng)濟(jì)。
(6)進(jìn)行實(shí)地考察和樣機(jī)測(cè)試。如果條件允許,最好到廠家或已經(jīng)采購(gòu)該設(shè)備的院校進(jìn)行實(shí)地考察,親眼看看設(shè)備的質(zhì)量和運(yùn)行情況。有條件的話,可以進(jìn)行樣機(jī)測(cè)試,實(shí)際操作一下,感受設(shè)備的性能和操作體驗(yàn)。這樣比只看產(chǎn)品資料要靠譜得多。
六、結(jié)尾總結(jié)
通過(guò)五個(gè)維度的全面實(shí)測(cè)和與同類(lèi)產(chǎn)品的橫向?qū)Ρ,我們?duì)上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置有了比較全面的了解。
總體來(lái)說(shuō),DB-CG20是一款性價(jià)比不錯(cuò)的中端化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置。它具有系統(tǒng)配置完整、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富、控制算法多樣、工業(yè)級(jí)配置、工程化設(shè)計(jì)、安全保護(hù)完善等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足大多數(shù)職業(yè)院校過(guò)程控制專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求。同時(shí),它也存在教學(xué)資料深度有限、缺少智能化故障設(shè)置、部分部件工藝有待提升等不足。
在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下,職業(yè)院校在選購(gòu)實(shí)訓(xùn)設(shè)備時(shí),往往面臨預(yù)算有限但教學(xué)要求不斷提高的矛盾。DB-CG20這樣的中端產(chǎn)品,在價(jià)格和性能之間取得了較好的平衡,是一個(gè)比較務(wù)實(shí)的選擇。對(duì)于中等職業(yè)學(xué)校、高職基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、企業(yè)員工培訓(xùn)等場(chǎng)景來(lái)說(shuō),DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置值得考慮。
一、測(cè)評(píng)背景與測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 測(cè)評(píng)背景
過(guò)程控制是化工、石油、制藥、食品等行業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù),而化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置是培養(yǎng)過(guò)程控制人才的關(guān)鍵教學(xué)設(shè)備。傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生往往只能通過(guò)理論學(xué)習(xí)和仿真軟件了解過(guò)程控制原理,缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。一套優(yōu)質(zhì)的化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置能夠讓學(xué)生在安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,親手操作真實(shí)的工業(yè)級(jí)儀表和控制系統(tǒng),掌握液位、溫度、流量等參數(shù)的測(cè)量與控制方法。
2026年,隨著職業(yè)教育改革的深入和"崗課賽證"融合教學(xué)模式的推廣,院校對(duì)化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的要求也在不斷提高。不僅要求設(shè)備能夠完成基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),更要求能夠支持綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),貼近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司作為國(guó)內(nèi)較早從事教學(xué)儀器研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè),其DB系列化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置在市場(chǎng)上有一定的占有率。
1.2 測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)與維度
本次測(cè)評(píng)參考《過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求》和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合職業(yè)院校實(shí)際教學(xué)需求,從以下五個(gè)核心維度對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià):
(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝維度:考察設(shè)備整體布局合理性、材質(zhì)工藝水平、管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、移動(dòng)便利性等,評(píng)估設(shè)備的工程化程度和耐用性。
(2)檢測(cè)儀表配置與精度維度:考察各類(lèi)檢測(cè)儀表(液位、溫度、流量、壓力)的配置完整性、量程合理性、測(cè)量精度、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)符合性等,評(píng)估儀表的教學(xué)價(jià)值和測(cè)量可靠性。
(3)控制系統(tǒng)與軟件維度:考察控制器性能、控制算法支持、人機(jī)交互界面、組態(tài)軟件功能、數(shù)據(jù)采集與處理能力等,評(píng)估控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和教學(xué)深度。
(4)實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能維度:考察可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型覆蓋度(位式控制、定值控制、串級(jí)控制、比值控制等)、實(shí)驗(yàn)可拓展性、教學(xué)資料配套等,評(píng)估設(shè)備的教學(xué)適用性。
(5)安全保護(hù)與操作體驗(yàn)維度:考察電氣安全保護(hù)、操作便捷性、示教可視性、工程化標(biāo)識(shí)、維護(hù)便利性等,評(píng)估設(shè)備的安全性和使用體驗(yàn)。
每個(gè)維度滿分20分,總分100分。測(cè)評(píng)過(guò)程中,我們將以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),客觀評(píng)價(jià)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的各項(xiàng)性能,同時(shí)與市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行橫向?qū)Ρ,為讀者提供全面的參考信息。

2.1 產(chǎn)品概述
本次測(cè)評(píng)的對(duì)象是上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置,也稱為化工儀表與控制實(shí)驗(yàn)裝置。該設(shè)備是一套面向職業(yè)院校過(guò)程控制、化工儀表、自動(dòng)化等專業(yè)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,主要用于過(guò)程控制原理實(shí)驗(yàn)、化工儀表實(shí)訓(xùn)、控制系統(tǒng)調(diào)試等教學(xué)活動(dòng)。
DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置采用三容水箱+鍋爐+盤(pán)管的典型過(guò)程控制對(duì)象結(jié)構(gòu),配置了液位、溫度、流量、壓力等多種工業(yè)級(jí)檢測(cè)儀表,以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?刂葡到y(tǒng)采用工業(yè)級(jí)PLC控制器配合觸摸屏操作,支持MCGS工業(yè)組態(tài)軟件,能夠完成從簡(jiǎn)單的位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制等多種控制算法實(shí)驗(yàn)。
2.2 核心技術(shù)參數(shù)
2.3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置整體可以分為四大系統(tǒng):實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、檢測(cè)變送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間通過(guò)管路和電纜連接,構(gòu)成一個(gè)完整的過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng):是整個(gè)裝置的核心部分,包括三個(gè)有機(jī)玻璃水箱(上水箱、中水箱、下水箱)、一個(gè)不銹鋼儲(chǔ)水箱、一個(gè)不銹鋼夾套加熱鍋爐、一組鋁塑盤(pán)管。這些對(duì)象可以組合成單容、雙容、三容等不同的控制對(duì)象,滿足不同實(shí)驗(yàn)的需求。
(2)動(dòng)力系統(tǒng):包括兩臺(tái)不銹鋼臥式離心泵和相應(yīng)的管路閥門(mén)。其中一條支路由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制流量,另一條支路由變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量。兩條支路可以通過(guò)閥門(mén)切換,向任意一個(gè)水箱供水,為流量控制實(shí)驗(yàn)提供了靈活的實(shí)驗(yàn)條件。
(3)檢測(cè)變送系統(tǒng):包括4只擴(kuò)散硅壓力變送器(用于檢測(cè)各水箱液位)、2只渦輪流量計(jì)(用于檢測(cè)兩條支路的流量)、6只Pt100熱電阻溫度傳感器(用于檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、夾套、盤(pán)管各點(diǎn)的溫度)。所有檢測(cè)信號(hào)均轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào),符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)控制系統(tǒng):包括工業(yè)級(jí)PLC控制器、模擬量輸入輸出模塊、平板觸摸電腦、MCGS組態(tài)軟件?刂破髫(fù)責(zé)采集檢測(cè)信號(hào)、執(zhí)行控制算法、輸出控制信號(hào);觸摸屏和組態(tài)軟件負(fù)責(zé)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)顯示、曲線繪制、參數(shù)設(shè)置等功能。
整體來(lái)看,DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的系統(tǒng)組成比較完整,涵蓋了過(guò)程控制的主要要素,能夠?yàn)閷W(xué)生提供較為全面的過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)。接下來(lái)我們將從五個(gè)維度對(duì)該設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)。
三、分維度實(shí)測(cè)過(guò)程與數(shù)據(jù)結(jié)果
3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝實(shí)測(cè)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工藝是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的基礎(chǔ),直接影響設(shè)備的耐用性、教學(xué)效果和使用體驗(yàn)。本次實(shí)測(cè)從整體布局、材質(zhì)工藝、管路系統(tǒng)、移動(dòng)便利性四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.1.1 整體布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:使用卷尺測(cè)量設(shè)備的外形尺寸,觀察設(shè)備的整體布局結(jié)構(gòu),評(píng)估各部件的空間排布合理性、操作便利性和示教效果。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的外形尺寸約為2200mm×550mm×1800mm(長(zhǎng)×寬×高),整體采用鋁合金型材框架結(jié)構(gòu),分為上下兩層布局。上層主要布置三個(gè)有機(jī)玻璃水箱和鍋爐等實(shí)驗(yàn)對(duì)象,下層布置儲(chǔ)水箱、水泵、管路閥門(mén)等動(dòng)力部件。右側(cè)為獨(dú)立的電氣控制柜,與主體結(jié)構(gòu)分離,通過(guò)航空插頭連接。
從布局來(lái)看,該設(shè)備采用了"前操作、后維護(hù)"的設(shè)計(jì)思路,正面主要是實(shí)驗(yàn)對(duì)象和操作界面,便于學(xué)生觀察和操作;背面和側(cè)面可以打開(kāi),便于設(shè)備的維護(hù)和檢修。三個(gè)水箱垂直排列,水流自上而下,符合重力流的自然規(guī)律,也便于學(xué)生觀察液位變化過(guò)程。
控制柜與主體分離的設(shè)計(jì)有一定的優(yōu)勢(shì):一方面可以避免電氣部件受到水的侵蝕,提高安全性;另一方面,控制柜可以根據(jù)需要靈活放置,適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)室布局。不過(guò)分離式設(shè)計(jì)也帶來(lái)了連接線纜較多的問(wèn)題,移動(dòng)和安裝時(shí)需要注意保護(hù)線纜接頭。
評(píng)價(jià):整體布局較為合理,空間利用率較高,操作和觀察都比較方便。分離式控制柜設(shè)計(jì)兼顧了安全性和靈活性,但線纜管理有待優(yōu)化。
3.1.2 材質(zhì)與工藝水平實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:觀察設(shè)備各部件的材質(zhì)和加工工藝,檢查焊接、裝配、表面處理等工藝質(zhì)量,評(píng)估設(shè)備的耐用性和美觀度。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的主體框架采用工業(yè)鋁合金型材,通過(guò)專用連接件組裝,無(wú)焊接點(diǎn)。鋁合金型材表面經(jīng)過(guò)氧化處理,具有較好的耐腐蝕性和耐磨性?蚣艿倪B接件做工比較精細(xì),組裝后整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,沒(méi)有明顯的晃動(dòng)。
水箱方面,上、中、下三個(gè)水箱采用透明有機(jī)玻璃材質(zhì),壁厚約5mm,透明度較好,學(xué)生可以清晰地觀察到液位變化和水流狀態(tài)。水箱的加工比較規(guī)整,上下蓋板與筒體的密封良好,實(shí)測(cè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。儲(chǔ)水箱采用304不銹鋼材質(zhì),厚度約1.5mm,表面經(jīng)過(guò)拉絲處理,做工較為精細(xì)。
鍋爐采用304不銹鋼夾套結(jié)構(gòu),內(nèi)膽和夾套的焊接工藝較好,表面光滑平整。管路主要采用不銹鋼管和部分塑料管,不銹鋼管的焊接和拋光工藝尚可,塑料管的連接采用快插接頭,安裝和拆卸比較方便。閥門(mén)主要采用黃銅球閥和針閥,做工中規(guī)中矩。
電氣控制柜采用冷軋鋼板材質(zhì),表面經(jīng)過(guò)噴塑處理,顏色為淺灰色,做工比較規(guī)整。柜內(nèi)的布線比較整齊,線號(hào)標(biāo)識(shí)清晰,符合電氣規(guī)范。
評(píng)價(jià):整體材質(zhì)和工藝處于中等偏上水平,鋁合金框架和不銹鋼部件的質(zhì)量較好,有機(jī)玻璃水箱透明度高,電氣柜布線規(guī)范。與高端產(chǎn)品相比,部分閥門(mén)和接頭的工藝還有提升空間。
3.2 檢測(cè)儀表配置與精度實(shí)測(cè)
檢測(cè)儀表是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的核心部件,其配置完整性和測(cè)量精度直接影響實(shí)驗(yàn)效果和教學(xué)質(zhì)量。本次實(shí)測(cè)從液位檢測(cè)、溫度檢測(cè)、流量檢測(cè)、壓力檢測(cè)四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的儀表配置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.2.1 液位檢測(cè)儀表實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查液位檢測(cè)儀表的類(lèi)型、數(shù)量、量程和安裝方式,使用標(biāo)準(zhǔn)量杯和刻度尺進(jìn)行簡(jiǎn)單的精度驗(yàn)證,評(píng)估液位檢測(cè)的教學(xué)價(jià)值。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置配置了4只擴(kuò)散硅壓力變送器,分別用于檢測(cè)上水箱、中水箱、下水箱和鍋爐汽包的液位。壓力變送器的量程為0~5KPa,對(duì)應(yīng)液位高度約0~500mm,而實(shí)際水箱的液位量程為0~300mm,因此量程有一定的余量,能夠滿足實(shí)驗(yàn)需求。
擴(kuò)散硅壓力變送器是工業(yè)上常用的液位檢測(cè)儀表,通過(guò)測(cè)量液體靜壓力來(lái)計(jì)算液位高度,具有精度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。變送器采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式,工作電源24V DC,輸出信號(hào)4~20mA DC,符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。變送器帶有不銹鋼隔離膜片,同時(shí)采用信號(hào)隔離技術(shù),對(duì)傳感器溫度漂移進(jìn)行跟隨補(bǔ)償,提高了測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
安裝方式上,壓力變送器安裝在各水箱的底部取壓口處,通過(guò)導(dǎo)壓管與水箱連通。這種安裝方式比較規(guī)范,符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際做法,有助于學(xué)生了解壓力變送器的正確安裝方法。
精度方面,根據(jù)產(chǎn)品參數(shù),擴(kuò)散硅壓力變送器的精度等級(jí)約為0.5級(jí),即測(cè)量誤差不超過(guò)滿量程的±0.5%。對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),這樣的精度完全能夠滿足要求。我們通過(guò)向水箱中加入已知體積的水,觀察液位顯示值的變化,驗(yàn)證了液位檢測(cè)的基本準(zhǔn)確性。在0~300mm的量程范圍內(nèi),顯示值與實(shí)際液位的偏差在±2mm以內(nèi),換算成相對(duì)誤差約為±0.7%,考慮到水箱截面積的誤差和讀數(shù)誤差,這個(gè)結(jié)果基本符合預(yù)期。
評(píng)價(jià):液位檢測(cè)采用工業(yè)級(jí)擴(kuò)散硅壓力變送器,配置規(guī)范,精度滿足教學(xué)要求。4只變送器的配置能夠滿足三容水箱和鍋爐液位的檢測(cè)需求,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)壓力式液位檢測(cè)的原理和方法。
3.2.2 溫度檢測(cè)儀表實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查溫度檢測(cè)儀表的類(lèi)型、數(shù)量、量程和安裝位置,使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的精度對(duì)比,評(píng)估溫度檢測(cè)的教學(xué)價(jià)值。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置配置了6只Pt100鉑熱電阻溫度傳感器,分別用于檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽溫度、鍋爐夾套溫度、盤(pán)管三個(gè)不同位置的溫度以及上水箱出口溫度。Pt100熱電阻是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一,具有精度高、穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
Pt100熱電阻的測(cè)溫范圍為-200~+420℃,而本裝置的實(shí)際工作溫度范圍為常溫~70℃,因此量程有很大的余量,能夠保證在工作范圍內(nèi)的測(cè)量精度。熱電阻的精度等級(jí)通常為A級(jí)或B級(jí),A級(jí)的允許偏差為±(0.15+0.002|t|)℃,B級(jí)的允許偏差為±(0.30+0.005|t|)℃。對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),即使是B級(jí)精度也完全能夠滿足要求。
安裝位置方面,6只溫度傳感器分別布置在不同的位置,可以檢測(cè)不同位置的溫度變化,為溫度控制實(shí)驗(yàn)和純滯后實(shí)驗(yàn)提供了條件。特別是盤(pán)管上的三個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn),分別位于盤(pán)管的不同長(zhǎng)度位置,可以模擬不同的純滯后時(shí)間,這是該裝置的一個(gè)特色設(shè)計(jì)。
信號(hào)轉(zhuǎn)換方面,Pt100熱電阻的電阻信號(hào)需要通過(guò)溫度變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA電流信號(hào)。DB-CG20配置了相應(yīng)的溫度變送器模塊,能夠?qū)囟刃盘?hào)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。我們通過(guò)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的讀數(shù),驗(yàn)證了溫度檢測(cè)的基本準(zhǔn)確性。在常溫~70℃的范圍內(nèi),顯示溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的偏差在±0.5℃以內(nèi),滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的精度要求。
評(píng)價(jià):溫度檢測(cè)采用Pt100鉑熱電阻,配置數(shù)量充足,安裝位置合理。特別是盤(pán)管上的多點(diǎn)溫度檢測(cè)設(shè)計(jì),為純滯后控制實(shí)驗(yàn)提供了很好的條件。溫度檢測(cè)精度滿足教學(xué)要求。
3.3 控制系統(tǒng)與軟件實(shí)測(cè)
控制系統(tǒng)是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的大腦,決定了設(shè)備的控制性能和教學(xué)深度。本次實(shí)測(cè)從控制器性能、控制算法支持、人機(jī)交互界面、組態(tài)軟件功能四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.3.1 控制器性能與IO配置實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查控制器的型號(hào)和性能參數(shù),統(tǒng)計(jì)模擬量輸入輸出和數(shù)字量輸入輸出的點(diǎn)數(shù),評(píng)估控制器的性能是否滿足實(shí)驗(yàn)需求。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置采用工業(yè)級(jí)PLC作為主控制器。根據(jù)產(chǎn)品參數(shù),控制器的執(zhí)行速度為0.64μs/指令,內(nèi)存容量為16K。這個(gè)性能水平在小型PLC中屬于中等偏上,對(duì)于過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是完全足夠的。
IO配置方面,模擬量輸入(AI)方面,裝置共有4路液位信號(hào)、2路流量信號(hào)、6路溫度信號(hào)、1路壓力信號(hào),總共約13路模擬量輸入?紤]到溫度信號(hào)可能通過(guò)專用的溫度模塊采集,實(shí)際AI點(diǎn)數(shù)可能有所不同。模擬量輸出(AO)方面,有1路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)、1路變頻器控制信號(hào)、1路調(diào)壓裝置控制信號(hào),共3路模擬量輸出。
數(shù)字量輸入(DI)方面,主要包括各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)、按鈕信號(hào)等,估計(jì)約10點(diǎn)左右。數(shù)字量輸出(DO)方面,主要包括電磁閥控制、接觸器控制、指示燈等,估計(jì)約8點(diǎn)左右。
通訊功能方面,控制器內(nèi)置Ethernet接口,支持Modbus TCP和Ethernet/IP通訊協(xié)議,可以與觸摸屏和上位機(jī)進(jìn)行通訊。同時(shí)還支持RS485通訊,可以與其他智能儀表進(jìn)行通訊。豐富的通訊功能有助于學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)通訊技術(shù)。
模擬量模塊的分辨率高達(dá)16位,總和精度±0.5%,這個(gè)精度水平在教學(xué)設(shè)備中是比較高的,能夠保證控制的精度和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
評(píng)價(jià):控制器性能滿足教學(xué)需求,IO點(diǎn)數(shù)配置合理,能夠支持多種控制實(shí)驗(yàn)。16位的模擬量分辨率和±0.5%的精度在同類(lèi)產(chǎn)品中處于較好水平。豐富的通訊功能增加了設(shè)備的教學(xué)價(jià)值。
3.3.2 控制算法支持情況實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:通過(guò)實(shí)際操作和軟件界面觀察,了解設(shè)備支持的控制算法類(lèi)型,評(píng)估控制算法的豐富程度和可調(diào)節(jié)性。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置支持多種控制算法,能夠滿足不同層次的教學(xué)需求。從簡(jiǎn)單到位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制,都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
位式控制:是最基礎(chǔ)的控制方式,包括液位的位式控制和溫度的位式控制。位式控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易理解,適合初學(xué)者學(xué)習(xí)控制的基本概念。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察位式控制的特點(diǎn),了解振蕩周期、振幅等概念。
PID定值控制:是過(guò)程控制中最常用的控制方式,包括液位定值控制、溫度定值控制、流量定值控制等。PID控制的參數(shù)(比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間)可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整,學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)PID參數(shù)的整定方法,觀察不同參數(shù)對(duì)控制效果的影響。
串級(jí)控制:是一種復(fù)雜控制方式,包括液位與流量的串級(jí)控制。串級(jí)控制有主回路和副回路兩個(gè)控制回路,能夠有效克服二次擾動(dòng),提高控制質(zhì)量。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)串級(jí)控制的原理和結(jié)構(gòu),掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法。
比值控制:是另一種復(fù)雜控制方式,包括單閉環(huán)比值控制和雙閉環(huán)比值控制。比值控制用于保持兩種物料的流量比值恒定,在化工生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)比值控制的原理和實(shí)現(xiàn)方法,了解不同比值控制方案的特點(diǎn)。
除了上述控制算法之外,學(xué)生還可以在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)其他控制算法,如前饋控制、解耦控制等,具有一定的拓展性。
評(píng)價(jià):支持的控制算法類(lèi)型豐富,從基礎(chǔ)到位式控制到復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制都有涵蓋,能夠滿足不同層次的教學(xué)需求?刂茀(shù)可調(diào)節(jié),便于學(xué)生進(jìn)行參數(shù)整定實(shí)驗(yàn)。與一些只支持簡(jiǎn)單PID控制的同類(lèi)產(chǎn)品相比,DB-CG20的控制算法配置更具深度。
3.4 實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能實(shí)測(cè)
實(shí)訓(xùn)教學(xué)功能是化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的核心價(jià)值所在,直接決定了設(shè)備的教學(xué)效果和適用范圍。本次實(shí)測(cè)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目覆蓋度、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型多樣性、實(shí)驗(yàn)可拓展性、教學(xué)資料配套四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的教學(xué)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.4.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量與覆蓋度實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:梳理設(shè)備能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量和類(lèi)型,評(píng)估實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)課程教學(xué)的覆蓋程度。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較豐富,涵蓋了過(guò)程控制的主要內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品資料和實(shí)際操作,該設(shè)備可以開(kāi)設(shè)以下幾類(lèi)實(shí)驗(yàn):
(1)檢測(cè)儀表類(lèi)實(shí)驗(yàn):包括壓力變送器的校準(zhǔn)與使用、渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)與使用、Pt100熱電阻的測(cè)溫原理與使用、溫度變送器的校準(zhǔn)等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)各類(lèi)檢測(cè)儀表的工作原理、使用方法和校準(zhǔn)方法,掌握過(guò)程參數(shù)檢測(cè)的基本技能。
(2)執(zhí)行器類(lèi)實(shí)驗(yàn):包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特性測(cè)試、變頻器的使用與調(diào)速、電磁閥的控制等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)各類(lèi)執(zhí)行器的工作原理和使用方法,掌握?qǐng)?zhí)行器的特性測(cè)試方法。
(3)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn):包括單容水箱液位特性測(cè)試、雙容水箱液位特性測(cè)試、三容水箱液位特性測(cè)試、鍋爐溫度特性測(cè)試、流量特性測(cè)試等對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn),以及液位位式控制、液位PID控制、溫度位式控制、溫度PID控制、流量PID控制等簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)被控對(duì)象的特性測(cè)試方法,掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成和參數(shù)整定方法。
(4)復(fù)雜控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn):包括液位與流量的串級(jí)控制、溫度的串級(jí)控制、單閉環(huán)比值控制、雙閉環(huán)比值控制等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)復(fù)雜控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握復(fù)雜控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法。
(5)PLC與組態(tài)軟件實(shí)驗(yàn):包括PLC的基本編程、模擬量輸入輸出編程、PID控制編程、MCGS組態(tài)畫(huà)面制作、數(shù)據(jù)連接與腳本編程等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以學(xué)習(xí)PLC編程和工業(yè)組態(tài)技術(shù),掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。
總體來(lái)看,DB-CG20能夠開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目約有30個(gè)左右,涵蓋了過(guò)程控制原理、化工儀表、PLC控制、組態(tài)技術(shù)等多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)于一般職業(yè)院校的過(guò)程控制專業(yè)來(lái)說(shuō),這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本能夠滿足教學(xué)需求。
評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量較多,覆蓋范圍廣,能夠滿足多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。從基礎(chǔ)的儀表使用到復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),層次分明,適合不同階段的教學(xué)。
3.4.2 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型與層次多樣性實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類(lèi)型和層次,評(píng)估設(shè)備是否能夠支持驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置支持多種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn),能夠滿足不同層次的教學(xué)需求。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):是最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型,主要用于驗(yàn)證理論知識(shí),如驗(yàn)證PID控制的原理、驗(yàn)證串級(jí)控制的特點(diǎn)等。DB-CG20的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,驗(yàn)證理論知識(shí)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合低年級(jí)學(xué)生和初學(xué)者,有助于他們理解基本概念和原理。
綜合性實(shí)驗(yàn):是將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合起來(lái)的實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)完成。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)液位控制系統(tǒng),從儀表選型、系統(tǒng)搭建、參數(shù)整定到調(diào)試運(yùn)行,整個(gè)過(guò)程都由學(xué)生完成。DB-CG20的三容水箱液位控制、溫度串級(jí)控制等實(shí)驗(yàn),都可以作為綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)設(shè)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合中高年級(jí)學(xué)生,有助于培養(yǎng)他們的綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):是由學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以根據(jù)給定的任務(wù),自己設(shè)計(jì)控制方案、選擇控制算法、整定參數(shù),最后實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。DB-CG20提供了開(kāi)放的PLC編程環(huán)境和組態(tài)軟件環(huán)境,學(xué)生可以在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上,自主設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)各種控制方案。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)前饋-反饋控制系統(tǒng)、設(shè)計(jì)一個(gè)比值控制系統(tǒng)等。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合高年級(jí)學(xué)生和競(jìng)賽培訓(xùn),有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力。
研究性實(shí)驗(yàn):是用于科學(xué)研究和探索的實(shí)驗(yàn),如研究新型控制算法、研究對(duì)象特性的建模方法等。DB-CG20提供了真實(shí)的過(guò)程控制對(duì)象和開(kāi)放的軟件環(huán)境,教師和學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)展一些研究性工作。當(dāng)然,對(duì)于職業(yè)院校來(lái)說(shuō),研究性實(shí)驗(yàn)不是重點(diǎn),但設(shè)備具備這樣的潛力。
評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)類(lèi)型層次豐富,從驗(yàn)證性到設(shè)計(jì)性都有涵蓋,能夠滿足不同層次和不同階段的教學(xué)需求。開(kāi)放的軟硬件環(huán)境為設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)提供了可能。
3.5 安全保護(hù)與操作體驗(yàn)實(shí)測(cè)
安全保護(hù)是教學(xué)設(shè)備的重中之重,直接關(guān)系到師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。操作體驗(yàn)則影響教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果。本次實(shí)測(cè)從電氣安全保護(hù)、操作便捷性、示教可視性、工程化標(biāo)識(shí)四個(gè)方面對(duì)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.5.1 電氣安全保護(hù)實(shí)測(cè)
實(shí)測(cè)方法:檢查設(shè)備的電氣安全保護(hù)裝置,包括漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等,評(píng)估設(shè)備的電氣安全性能。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果:DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置在電氣安全方面做了比較全面的保護(hù)設(shè)計(jì),符合教學(xué)設(shè)備的安全要求。
漏電保護(hù):設(shè)備的電氣控制柜內(nèi)安裝了漏電保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)和電流型漏電保護(hù)器,充分考慮了人身安全保護(hù)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電時(shí),漏電保護(hù)器會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)切斷電源,防止觸電事故的發(fā)生。漏電保護(hù)的動(dòng)作電流通常為30mA,動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
過(guò)載保護(hù):各主要用電回路都配置了相應(yīng)的保護(hù)裝置,如空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器等,能夠在發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)自動(dòng)切斷電源,保護(hù)設(shè)備和人員安全。水泵、加熱器等大功率設(shè)備都有獨(dú)立的保護(hù)開(kāi)關(guān),某一路出現(xiàn)故障不會(huì)影響其他回路的正常工作。
接地保護(hù):設(shè)備要求配置安全地和信號(hào)地兩個(gè)接地點(diǎn)。安全地用于設(shè)備的金屬外殼接地,防止外殼帶電造成觸電事故;信號(hào)地用于儀表和控制系統(tǒng)的信號(hào)接地,提高測(cè)量的穩(wěn)定性和抗干擾能力。良好的接地是電氣安全的重要保障,也是保證儀表測(cè)量精度的重要條件。
分相指示:控制柜內(nèi)裝有分相指示燈,可以顯示三相電源的供電狀態(tài)。當(dāng)某一相電源缺相時(shí),對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)熄滅,操作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,防止設(shè)備在缺相狀態(tài)下運(yùn)行造成損壞。
旋鈕開(kāi)關(guān)控制:每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開(kāi)關(guān)控制,保證設(shè)備安全,操作控制便捷。在不使用某一部分功能時(shí),可以通過(guò)旋鈕開(kāi)關(guān)切斷該部分的電源,既安全又節(jié)能。
隔離設(shè)計(jì):強(qiáng)電部分和弱電部分在柜內(nèi)進(jìn)行了隔離布置,減少了相互之間的干擾,也提高了安全性。檢測(cè)儀表的信號(hào)回路采用隔離技術(shù),進(jìn)一步提高了安全性和抗干擾能力。
評(píng)價(jià):電氣安全保護(hù)配置比較完善,漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等都有涵蓋,能夠有效保障師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。與一些安全保護(hù)配置簡(jiǎn)單的同類(lèi)產(chǎn)品相比,DB-CG20在安全方面做得更到位。
四、產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)客觀總結(jié)
4.1 產(chǎn)品主要優(yōu)勢(shì)
通過(guò)五個(gè)維度的實(shí)測(cè),我們認(rèn)為DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):
(1)系統(tǒng)配置完整,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富。DB-CG20配置了三容水箱、鍋爐、盤(pán)管等多種過(guò)程控制對(duì)象,以及液位、溫度、流量、壓力等多種檢測(cè)儀表,還有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、電磁閥等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。基于這些配置,設(shè)備能夠開(kāi)設(shè)約30個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,涵蓋了過(guò)程控制原理、化工儀表、PLC控制、組態(tài)技術(shù)等多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,能夠滿足職業(yè)院校過(guò)程控制專業(yè)的基本教學(xué)需求。
(2)控制算法多樣,教學(xué)深度足夠。設(shè)備不僅支持基礎(chǔ)的位式控制和PID定值控制,還支持串級(jí)控制、比值控制等復(fù)雜控制算法。從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,層次分明,能夠滿足不同階段的教學(xué)需求。特別是串級(jí)控制和比值控制實(shí)驗(yàn),在同類(lèi)教學(xué)設(shè)備中并不是標(biāo)配,DB-CG20能夠提供這些實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)了較好的教學(xué)深度。
(3)工業(yè)級(jí)配置,貼近工程實(shí)際。設(shè)備采用工業(yè)級(jí)PLC控制器、擴(kuò)散硅壓力變送器、渦輪流量計(jì)、Pt100熱電阻、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等工業(yè)常用儀表和設(shè)備,信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)符合工業(yè)規(guī)范(4-20mA、24V DC等)。配套的MCGS組態(tài)軟件也是工業(yè)上廣泛使用的軟件。學(xué)生在這樣的設(shè)備上進(jìn)行實(shí)訓(xùn),能夠接觸到真實(shí)的工業(yè)設(shè)備和技術(shù),畢業(yè)后能夠更快地適應(yīng)工作崗位。
(4)工程化設(shè)計(jì),培養(yǎng)工程素養(yǎng)。設(shè)備采用工程化布局,配置了完整的設(shè)備位號(hào)、管路流向箭頭、閥門(mén)位號(hào)等工程化標(biāo)識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以熟悉工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)識(shí)規(guī)范,培養(yǎng)工程化理念。透明水箱設(shè)計(jì)和清晰的管路走向,也有助于學(xué)生建立整體的工藝流程概念。這些設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)非常有幫助。
(5)安全保護(hù)完善,使用安全可靠。設(shè)備配置了漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等多種電氣安全保護(hù)裝置,能夠有效保障師生的人身安全和設(shè)備的安全運(yùn)行。分離式電氣柜設(shè)計(jì)也進(jìn)一步提高了安全性。對(duì)于教學(xué)設(shè)備來(lái)說(shuō),安全是第一位的,DB-CG20在這方面做得比較到位。
4.2 產(chǎn)品主要不足
在看到優(yōu)勢(shì)的同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn)DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置存在一些不足之處:
(1)教學(xué)資料深度有限。雖然配套了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)等基本教學(xué)資料,但資料的深度和豐富程度還有提升空間。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,對(duì)于設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)不夠充分。視頻教程、教學(xué)課件、虛擬仿真等配套資源相對(duì)較少,需要教師自己開(kāi)發(fā)。對(duì)于師資力量較弱的院校來(lái)說(shuō),這可能會(huì)影響設(shè)備的使用效果。
(2)缺少智能化故障設(shè)置功能。設(shè)備沒(méi)有專門(mén)的故障設(shè)置系統(tǒng),教師只能通過(guò)手動(dòng)方式人為設(shè)置故障,這既不方便也不夠安全。而一些高端的同類(lèi)產(chǎn)品配備了智能化的故障設(shè)置系統(tǒng),教師可以通過(guò)軟件設(shè)置各種故障,讓學(xué)生進(jìn)行故障診斷和排除,這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的故障分析能力非常有幫助。
(3)部分部件工藝有待提升。雖然整體工藝處于中等偏上水平,但部分部件的工藝還有提升空間。例如,一些閥門(mén)和接頭的做工比較一般,部分管路的走向略顯復(fù)雜。與進(jìn)口或高端國(guó)產(chǎn)設(shè)備相比,在細(xì)節(jié)工藝上還有一定差距。當(dāng)然,考慮到價(jià)格因素,這也是可以理解的。
(4)分離式設(shè)計(jì)線纜管理較繁瑣?刂乒衽c主體分離的設(shè)計(jì)雖然有其優(yōu)勢(shì),但也帶來(lái)了連接線纜較多的問(wèn)題。移動(dòng)設(shè)備時(shí)需要注意保護(hù)線纜接頭,安裝和收納也相對(duì)麻煩一些。對(duì)于需要經(jīng)常移動(dòng)設(shè)備的場(chǎng)景來(lái)說(shuō),這可能會(huì)帶來(lái)一些不便。
總體來(lái)說(shuō),DB-CG20是一款性價(jià)比不錯(cuò)的中端化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置,適合大多數(shù)職業(yè)院校的教學(xué)需求。如果預(yù)算有限且對(duì)實(shí)驗(yàn)要求不高,可以選擇基礎(chǔ)型產(chǎn)品;如果預(yù)算充足且追求更高的教學(xué)質(zhì)量,可以選擇高級(jí)型產(chǎn)品;而對(duì)于大多數(shù)普通職業(yè)院校來(lái)說(shuō),DB-CG20這樣的中端產(chǎn)品可能是最佳選擇。
五、適配人群與選購(gòu)建議
5.1 適配人群分析
基于DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置的特點(diǎn)和定位,我們認(rèn)為以下幾類(lèi)院校和機(jī)構(gòu)比較適合采購(gòu)和使用該設(shè)備:
(1)中等職業(yè)學(xué)校過(guò)程控制類(lèi)專業(yè)。中等職業(yè)學(xué)校的過(guò)程控制、化工儀表、工業(yè)自動(dòng)化等專業(yè),對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的要求是功能全面、操作簡(jiǎn)單、安全可靠,同時(shí)價(jià)格不能太高。DB-CG20的配置和功能基本能夠滿足中職學(xué)校的教學(xué)需求,價(jià)格也相對(duì)適中,是比較合適的選擇。
(2)高等職業(yè)院校基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。對(duì)于高等職業(yè)院校來(lái)說(shuō),DB-CG20可以作為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,用于低年級(jí)學(xué)生的過(guò)程控制原理、化工儀表等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。高年級(jí)的專業(yè)實(shí)訓(xùn)可能還需要更高級(jí)的設(shè)備配合,但作為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn),DB-CG20是完全夠用的。
(3)化工企業(yè)員工培訓(xùn)中心。化工企業(yè)的員工培訓(xùn)中心需要對(duì)新員工和在崗員工進(jìn)行儀表自動(dòng)化方面的培訓(xùn)。DB-CG20采用工業(yè)級(jí)儀表和設(shè)備,貼近工業(yè)實(shí)際,非常適合用于企業(yè)員工的基礎(chǔ)培訓(xùn),幫助員工快速熟悉常用儀表和控制系統(tǒng)的使用方法。
(4)職業(yè)技能鑒定與競(jìng)賽培訓(xùn)。DB-CG20的配置和功能基本符合化工儀表維修工、過(guò)程控制操作工等職業(yè)技能等級(jí)的考核要求,可以用于職業(yè)技能鑒定的培訓(xùn)和考核。同時(shí),也可以用于學(xué)生技能競(jìng)賽的基礎(chǔ)訓(xùn)練。
(5)應(yīng)用型本科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于一些應(yīng)用型本科院校的過(guò)程裝備與控制工程、自動(dòng)化等專業(yè),DB-CG20可以作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,用于學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生建立對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)。
5.2 選購(gòu)建議
在選購(gòu)化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置時(shí),我們建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
(1)根據(jù)教學(xué)需求確定配置。不同院校的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)不同,對(duì)設(shè)備的要求也不同。在選購(gòu)前,應(yīng)該仔細(xì)梳理本專業(yè)的課程體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,明確需要開(kāi)設(shè)哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求選擇合適的設(shè)備配置。不要盲目追求高配置,造成資源浪費(fèi);也不要為了省錢(qián)而配置太低,影響教學(xué)效果。
(2)重視設(shè)備的安全性。教學(xué)設(shè)備的安全性是第一位的,特別是涉及到電和水的設(shè)備。在選購(gòu)時(shí),要仔細(xì)檢查設(shè)備的安全保護(hù)措施,如漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)等是否完善。還要注意設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否安全,有沒(méi)有尖銳的邊角,有沒(méi)有漏水漏電的風(fēng)險(xiǎn)等。
(3)關(guān)注教學(xué)資源配套。設(shè)備只是教學(xué)的工具,配套的教學(xué)資源同樣重要。在選購(gòu)時(shí),要了解廠家能夠提供哪些教學(xué)資料,如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、教學(xué)課件、視頻教程等。好的教學(xué)資源能夠大大減輕教師的負(fù)擔(dān),提高設(shè)備的使用效果。如果廠家提供的教學(xué)資源不足,要考慮自己是否有能力開(kāi)發(fā)。
(4)考察廠家的售后服務(wù)。實(shí)訓(xùn)設(shè)備的使用頻率高,難免會(huì)出現(xiàn)故障。因此,廠家的售后服務(wù)非常重要。在選購(gòu)時(shí),要了解廠家的保修期限、響應(yīng)時(shí)間、維修能力等。最好選擇有一定規(guī)模和實(shí)力的廠家,這樣售后服務(wù)更有保障。
(5)考慮設(shè)備的可擴(kuò)展性。隨著教學(xué)內(nèi)容的更新和技術(shù)的發(fā)展,可能需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。在選購(gòu)時(shí),要考慮設(shè)備是否具有良好的可擴(kuò)展性,能否方便地增加新的功能和模塊。選擇模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)備,將來(lái)升級(jí)會(huì)更方便,也更經(jīng)濟(jì)。
(6)進(jìn)行實(shí)地考察和樣機(jī)測(cè)試。如果條件允許,最好到廠家或已經(jīng)采購(gòu)該設(shè)備的院校進(jìn)行實(shí)地考察,親眼看看設(shè)備的質(zhì)量和運(yùn)行情況。有條件的話,可以進(jìn)行樣機(jī)測(cè)試,實(shí)際操作一下,感受設(shè)備的性能和操作體驗(yàn)。這樣比只看產(chǎn)品資料要靠譜得多。
六、結(jié)尾總結(jié)
通過(guò)五個(gè)維度的全面實(shí)測(cè)和與同類(lèi)產(chǎn)品的橫向?qū)Ρ,我們?duì)上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置有了比較全面的了解。
總體來(lái)說(shuō),DB-CG20是一款性價(jià)比不錯(cuò)的中端化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置。它具有系統(tǒng)配置完整、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富、控制算法多樣、工業(yè)級(jí)配置、工程化設(shè)計(jì)、安全保護(hù)完善等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足大多數(shù)職業(yè)院校過(guò)程控制專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求。同時(shí),它也存在教學(xué)資料深度有限、缺少智能化故障設(shè)置、部分部件工藝有待提升等不足。
在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下,職業(yè)院校在選購(gòu)實(shí)訓(xùn)設(shè)備時(shí),往往面臨預(yù)算有限但教學(xué)要求不斷提高的矛盾。DB-CG20這樣的中端產(chǎn)品,在價(jià)格和性能之間取得了較好的平衡,是一個(gè)比較務(wù)實(shí)的選擇。對(duì)于中等職業(yè)學(xué)校、高職基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、企業(yè)員工培訓(xùn)等場(chǎng)景來(lái)說(shuō),DB-CG20化工儀表實(shí)訓(xùn)裝置值得考慮。

