一、产品概述

本装置主要依据理、工科院校开设的《化工单元操作实训》、《化学反应工程》、《化工分离工程》、《化工设备机械基础》、《化学工艺学》、《精细化工工艺》、《化工仪表与自动化》、《化工过程控制》、《智能控制技术》等课程而研制，适合应用化工技术、石油炼制技术、石油化工技术、煤化工技术、化工装备技术、化工自动化技术、化工智能制造工程技术、现代精细化工技术等相关专业类的实验、实训教学。

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二、产品特点

1、装置采用两层操作平台，一层平面方便操作、检修、巡查，二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板；现场智能电气控制台采用双层亚光密纹喷塑工艺，铝制面板，设计有微机位、报警器；

2、装置能进行开车准备、开车、正常操作、停车、紧急停车与设备维护等方面的技能实训，具有实训和考核功能；

3、装置具有设排故功能（配有声光报警系统），培训学生发现、分析、排除工业生产过程故障的能力。

三、装置功能

1、可测定填料吸收塔、解吸塔不同喷淋密度下的体积传质系数；填料吸收塔、解吸塔塔身填料段透明可视，能观察气液交换状态；可进行单吸收、单解吸、吸收与解吸联合实验操作；吸收与解吸联合实验操作时，可进行循环水操作，或连续上下水操作。

2、装置具备多模态运行系统，即实物料态运行、模拟物料态、半实物仿真态运行；实物料态运行模式：上位机组态软件实时采集装置上的所有真实传感器数据，控制装置的泵等动力部件；模拟物料态运行模式：装置可以水或空气为运行物料，上位机组态软件实时采集装置上的模拟态运行真实传感器数据，同时具备实物料态运行数据相关模型，通过获取阀门开关状态信号，判断并启动模拟物料运行时的数据变化，实现模拟物料态的完整操作运行；半实物仿真态运行模式：装置无需加入任何工艺物料，通过传感器获取阀门开关状态信号，软件通过内置数据模型判断并驱动温度、压力、流量、液位等半实物仪表显示状态，实现无物料状态的仿真操作运行。

3、平台框架主体采用钢结构，整体钢制喷塑处理，带两层操作平台，一层平面可进人方便操作、检修、巡查，二层平台安装护栏，护栏高度1.2m，采用黄色碳钢管；平台立柱采用方管支撑；一层及二层平台板采用3mm扁豆花纹；安全斜梯可与主设备框架进行搭接，方便进入二层操作区域。平台总尺寸3900×2500×3900mm（长×宽×高），以现场场地实际尺寸定制。

四、主要技术参数

1、运行参数：体系：CO₂～空气～水；使用温度、压力：常温、常压；液体流量范围：1.0m³/h；气体流量范围：16m³/h。

2、装置主体参数

2.1.装置主体由吸收塔、解吸塔、旋涡气泵、吸收液泵、解吸液泵、吸收液储罐、解吸液储罐、二氧化碳缓冲罐等组成；吸收液储罐、解吸液储罐、二氧化碳缓冲罐罐体采用喷砂或抛光工艺；吸收塔：透明塔体，内径95～105mm，填料层高700mm，填料种类可更换，可采用φ10㎜陶瓷拉西环填料或其他填料，填料层塔身采用透明材质，方便观察气液交换状态，塔底节采用不锈钢304材质，带玻璃管式液位计；解吸塔：透明塔体，内径95～105mm，填料层高700mm，填料种类可更换，可采用φ6mm不锈钢θ环填料或其他填料，填料层塔身采用透明材质，方便观察气液交换状态，塔底节采用不锈钢304材质，带玻璃管式液位计；旋涡气泵：电压220V，风量145m³/h，风压16KPa，配套MF系列过滤器；吸收液泵、解吸液泵：不锈钢离心泵，电压220V，流量3.6m³/h，扬程14m；二氧化碳缓冲罐：不锈钢304材质，容积10L，立式，带压力表；吸收液储罐：不锈钢304材质，容积75L，卧式，带透明四氟管液位计； 解吸液储罐：不锈钢304材质，容积75L，卧式，带透明四氟管液位计。

2.2.管路管件：主体管路管件采用不锈钢304材质；转子流量计：介质空气，法兰式，流量范围：1.6～16m³/h；液体流量计：可测量0.2～0.8m³/h范围内介质流量，介质水；转子流量计：介质二氧化碳，流量范围：0.1～1.0m³/h；压力变送器：4～20mA输出，精度1.5%FS；差压变送器：4～20mA输出，精度1.5%FS；温度传感器：Pt100，量程0～150℃，显示分度0.1℃；U型差压计：量程±5000Pa，铝合金背板；干燥器：材质有机玻璃，内装变色硅胶；气体探测器：红外气体检测仪，介质CO₂，量程0～20%，精度0.01%，带显示；电磁阀：电压220V，常闭；电动球阀：不锈钢304，220V，常闭；阀门：不锈钢304材质，主要采用法兰式，球阀1批，截止阀1批。

2.3.仿真阀门：包含阀门、传感器，阀门为真实阀门，可以控制真实物料的流动；传感器可捕捉阀门动作，通过外置方案固定于阀体上，阀门开关状态有LED灯光指示；

2.4.阀门传感控制器：接收阀门传感器状态信号，可接入16通道阀门信号，为组态软件提供阀门开关状态信号。

3、控制系统参数

3.1.硬件控制部分：

3.1.1.主模组：包含主CPU、扩展模块。

3.1.2.扩展模块：可支持16个本地扩展模块；程序语言：LD、SFC，支持FB/FC功能（LD）；输入规格：高速输入：硬件响应时间：2us(RC时间)、最高输入频率：200kHz；隔离方式：集成芯片容隔离方式；输出规格：高速输出：硬件响应时间ON/OFF，1us(OFF→ON)，2us(ON→OFF)、最高输出频率：电阻负载200kHz；短路保护功能动作：每路支持短路保护功能；AD模块：输入类型：模拟量输入；分辨率：16位；电流输入诊断：支持断线检测；DA模块：输出类型：模拟量输出；分辨率：16位；电压输出诊断：支持短路检测，支持过温保护；电流输出诊断：支持开路检测，支持过温保护；PT模块：数字分辨率：24位；显示灵敏度：0.1℃，0.1°F。

3.1.3.操控终端：台式，数量：1台，配置：四核CPU，内存16G，硬盘1TB，27英寸显示；独立显卡，独立显存2GB，带键盘鼠标，可安装监测与控制软件、实验数据处理、存储等。可显示液体流量计、温度测量、液位、压力、气体探测器等数值。

3.2.软件控制部分：装置监测与控制软件，具备自检测功能。

3.3.提供该装置的工艺流程图。

4、半实物仿真系统参数

系统组成：仿真系统服务器、数据网关系统、仿真阀门、仿真仪表、灯光液位、操作终端盒、半实物仿真系统（含评分系统）。

4.1.仿真系统服务器硬件：服务器用于部署运行仿真服务系统，硬件参数：六核CPU64位32G内存，1.5T固态，双千兆网口。

4.2.数据网关系统硬件：数据网关系统建立了数据连接通道，用于仿真系统与各模组间的数据交互；硬件参数：CPU四核64位；网络支持以太网。

4.3.模组参数：仿真阀门：包含阀门、传感器，阀门为真实阀门，可以控制真实物料的流动；传感器为开关型可调节动作，通过外置方案固定于阀体上，不破坏阀门本体，与数据网关系统建立数据链路，实现半实物仿真系统对阀门开关状态的感知；仿真仪表：仪表采用真实的变送器外壳，采用物联网核心ESP系列控制器，实现无线WIFI环境下的信号传输，通过内装OLED数字显示仪，接收仿真系统信号并现场显示工艺变量的实时数据；所有仪表均支持显示与检测信号相对应的多种单位；灯光液位：液位模组，采用物联网核心ESP系列控制器，实现无线WIFI环境下的信号传输，驱动GPIO控制LED灯带显示多种颜色和液位高度等仿真数据；操作终端盒：操作终端盒模组，采用物联网核心ESP系列控制器，实现无线WIFI环境下的信号传输，呈现当前动力设备得工作状态。

4.4.半实物仿真系统（含评分系统）：账号管理：系统具备管理员、老师、学生账号系统，用户可以应用老师和学生账号进行半实物操作训练和成绩统计；操作模式：实验操作过程具备训练模式、考核模式，用户可以通过训练模式按引导提示逐步练习实验操作过程，通过考核模式可以获得操作考核成绩；软件界面：分不同工艺工段体现工艺流程，工艺流程内体现温度、压力、流量、液位等变量数据，显示阀门开关状态；评分系统：基于本系统实现对学生学习情况、考核情况的自动记录和统计分析，所有的考核评分均为计算机自动评分，具有成绩管理功能。

五、基本配置

1、装置主体硬件部分配置

1.1.吸收塔、解吸塔 各1套

1.2.漩涡气泵 2台

1.3.吸收液泵、解吸液泵 各1台

1.4.吸收液储罐、解吸液储罐、二氧化碳缓冲罐 各1个

1.5.干燥器、气体探测器 1个

1.6.液体流量计 2个

1.7.转子流量计 3个

1.8.电磁阀 4个

1.9.压力变送器、差压变送器、U型差压计 各2个

1.10.温度传感器 8个

2、控制系统

2.1.总控制柜 1个

2.2.操控终端 1台

2.3.装置监测与控制软件 1套

3、配套资源

3.1.化工类实验与实践装置3D动画视频二维码资源库。

3.2.包含设备位号、吊牌、警示标志、脚贴等实验室文化配套设施。

浙江天煌科技实业有限公司（天煌教仪）研制