系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)由實驗對象、控制器、輔助系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)四部分組成，主要部件包括：精餾塔主體、原料預熱換熱器、塔頂冷凝器等。

系統(tǒng)特點

Ø         實驗裝置的工程化概念：精餾塔是過程工業(yè)中應用廣泛的液相產(chǎn)品分離設備，同時，也是過程控制中代表性的多變量復雜工業(yè)系統(tǒng)。中控教儀公司設計開發(fā)了的精餾塔實驗裝置是工業(yè)精餾塔的縮影。學生通過該實驗裝置了解控制系統(tǒng)設計的意義與實現(xiàn)方法。

Ø         控制方案的多樣性：對于該實驗裝置，學生可以選擇應用各種控制方案，如單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制等常規(guī)控制方案與多回路控制、多變量解耦控制與預測控制等復雜控制方案。

Ø         控制裝置選擇的自主性：精餾塔控制實驗裝置采用控制對象與控制裝置分離設計，用戶可根據(jù)需要自主選擇各種當代過程工業(yè)實際中應用廣泛的控制裝置，例如，集散控制系統(tǒng)DCS、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS、基于工業(yè)以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)EPA等。

Ø         實驗方案的開放性：對于該實驗裝置，教師與研究生既可以選擇預定的控制方案進行控制實驗；也可以自主搭建或開發(fā)新型的控制方案進行開放的實驗；結(jié)合該實驗裝置，博士或碩士研究生可應用現(xiàn)代控制理論與方法，完成具有實際意義的學位論文工作。

實驗系列

精餾塔的控制目標，除保證操作平穩(wěn)（具體內(nèi)容見上述操作實驗）以外，通常還需要控制塔頂與/或塔底產(chǎn)品的純度或質(zhì)量。對于上述實驗系統(tǒng)，假設介質(zhì)體系為水-酒精，則塔頂產(chǎn)品的純度即為塔頂產(chǎn)品的酒精含量。假設實驗系統(tǒng)的操作壓力為常壓，且基本不變，則塔頂產(chǎn)品的酒精含量與精餾段靈敏溫度（位置待定）或塔頂溫度TT31基本對應。同理，塔底產(chǎn)品的酒精含量與提餾段靈敏溫度（位置待定）或塔底溫度TT32基本對應。因此，精餾塔的控制目標可轉(zhuǎn)化為精餾段與提餾段靈敏溫度的控制問題。

若選用多回路控制方案，可采用以下常規(guī)PID控制系統(tǒng)以實現(xiàn)裝置的平穩(wěn)操作與塔頂塔底產(chǎn)品的純度控制：

（1）進料流量的自動控制。

（2）C101塔底液位的均勻控制。

（3）塔頂蒸汽回流溫度的區(qū)間控制。

（4）回流罐C102液位的自動控制。

（5）塔頂產(chǎn)品出料量與回流量的比值控制。

（6）精餾段靈敏溫度的串級控制。

（7）提餾段靈敏溫度的單回路控制。

另外，精餾塔為工業(yè)過程中典型的多變量控制對象，除完成上述常規(guī)PID控制系統(tǒng)以外，該實驗系統(tǒng)還可以完成以下綜合多變量實驗：

n         精餾塔機理模型的建立與實驗驗證，

n         精餾塔對象特性的階躍響應實驗，

n         精餾塔非線性特性的實驗驗證與分析，

n         不同產(chǎn)品目標下的多回路控制實驗與關聯(lián)分析，

n         精餾塔解耦控制實驗，

n         精餾塔非線性控制系統(tǒng)實驗，

n         精餾塔預測控制系統(tǒng)實驗。