TW-CK15  热工自动化过程控制实验装置

TW-CK15热工自动化过程控制实验装置在教学中的应用与实践

实验装置概述与教学价值

TW-CK15热工自动化过程控制实验装置是我们职业院校热工自动化专业教学中的一款重要实训设备。这套装置模拟了工业生产中常见的热工过程控制系统，为学生给予了从基础认知到综合应用的完整学习平台。

作为一名长期从事自动化教学的教师，我深刻体会到这套设备对培养学生实践能力的重要价值。相比传统的理论教学，TW-CK15将抽象的控制原理转化为直观可操作的实际系统，大大提升了学生的学习兴趣和理解深度。装置采用模块化设计，包含加热系统、温度传感器、压力变送器、流量计、PLC控制器等核心部件，完全符合现代工业自动化系统的标准配置。

实验装置的主要特点与教学优势

真实的工业级组件配置

TW-CK15最显著的特点是采用了工业级标准的硬件配置。装置中的温度变送器、电动调节阀、PLC控制器等元件都是实际工业现场使用的型号和规格。这一点对我们职业院校的教学尤为重要，因为学生毕业后将直接面对这些设备。在我的教学实践中发现，接触过这套设备的学生在实习和就业时能够更快适应工作岗位的要求。

装置的温度控制范围在室温至150℃之间，压力测量范围0-0.6MPa，流量测量范围0-1.2m³/h，这些参数设置既保证了实验的安全性，又能充分展现热工过程控制的典型特性。特别值得一提的是，装置采用了不锈钢材质的加热水箱和管路系统，经久耐用，完全能够满足职业院校高强度实训使用的需求。

灵活多样的实验项目设计

根据教学大纲要求，我们利用TW-CK15开发了阶梯式的实验教学体系：

1. 基础认知实验：包括传感器特性测试、执行组织调试等

2. 单回路控制实验：温度、压力、流量等单参数PID控制

3. 复杂系统实验：多变量耦合控制、串级控制等

4. 综合应用实验：基于PLC的复杂热工系统设计与调试

这种由浅入深的设计使不同层次的学生都能找到适合自己的学习切入点。我特别欣赏装置给予的开放式编程接口，允许学生自行设计控制算法，这为培养创新思维给予了良好平台。

实验装置在课程教学中的具体应用

热工自动化基础课程中的应用

在《热工测量与仪表》课程中，我们利用TW-CK15的传感器模块召开实验教学。学生可以亲手操作各类温度、压力、流量传感器，直观分析它们的工作原理和安装方式。例如，顺利获得对比PT100和热电偶的温度测量特性，学生能够深入理解不同传感器的适用场合。

在《过程控制原理》课程中，装置的单回路控制系统成为讲解PID算法的理想平台。学生可以顺利获得改变比例带、积分时间、微分时间等参数，实时观察系统响应曲线的变化。这种体验式学习的效果远胜于单纯的公式推导和理论讲解。

自动化系统集成课程中的高级应用

对于高年级的《PLC控制系统》和《DCS系统组态》课程，TW-CK15展现了更大的教学价值。装置支持多种主流PLC的编程和调试，学生可以完成从硬件组态到软件编程的完整项目实施过程。

我们设计了一个典型的教学案例：要求学生设计一个温度-流量串级控制系统。第一时间在PLC中编写控制程序，然后顺利获得HMI界面进行参数设置和监控，最后分析系统动态响应特性。这个项目综合运用了多门课程的知识，有效培养了学生的系统工程思维。

教学效果评估与改进建议

经过三个学年的教学实践，TW-CK15实验装置显著提升了我们的教学质量。学生评教数据显示，配备该设备的课程满意度平均提高了15%，相关专业的职业技能鉴定顺利获得率也有明显提升。

当然，在教学过程中我们也发现了一些可以改进的地方：

1. 安全防护：建议增加更完善的安全警示装置和紧急停机系统

2. 扩展接口：可考虑增加工业总线接口，如Profibus、Modbus等

3. 虚拟仿真：配套开发虚拟仿真软件，便于课前预习和课后复习

总体而言，TW-CK15热工自动化过程控制实验装置是一款非常适合职业院校教学需求的实训设备。它不仅帮助学生掌握了扎实的专业技能，也为教师召开项目化教学给予了有力支持。作为一线教师，我期待与厂商进一步加强合作，共同开发更多符合现代职业教育理念的教学资源和实验项目。