1、概述

工業(yè)中的過程控制是指以溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制。傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置是以水箱、泵、閥門、變頻器等實(shí)物設(shè)備為基礎(chǔ)，搭建簡(jiǎn)化的工業(yè)過程控制設(shè)備原型。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置有利于學(xué)生對(duì)泵、閥等對(duì)象設(shè)備形成直觀印象，但也有其局限性。我公司提出的以實(shí)時(shí)仿真設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的多功能工業(yè)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，能夠隨著仿真模型的更換，覆蓋液位控制、溫度控制、虛擬儀表監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2、工業(yè)過程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)特征優(yōu)勢(shì)

（1）體積小：

傳統(tǒng)的過程控制實(shí)驗(yàn)裝置往往體積較大，采用實(shí)時(shí)仿真設(shè)備可極大減小實(shí)驗(yàn)設(shè)備的占地空間。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富：

通過更換不同的仿真模型，可以靈活的切換成水箱液位控制實(shí)驗(yàn)裝置、鍋爐溫度控制實(shí)驗(yàn)裝置、虛擬儀表實(shí)驗(yàn)裝置等。

（3）二次開發(fā)便利：

實(shí)時(shí)仿真設(shè)備支持Matlab Simulink、AMESim、SimulationX等多領(lǐng)域建模工具，用戶可以十分方便的創(chuàng)建具有自身特色的工業(yè)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

（4）可完成復(fù)雜系統(tǒng)模擬：

實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程往往是由一系列生產(chǎn)裝置組成，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中受限于資金、場(chǎng)地、安全等各方面因素，通常僅能做到局部展示，不利于學(xué)生形成全生產(chǎn)線整體控制概念。基于實(shí)時(shí)仿真設(shè)備能夠通過虛實(shí)結(jié)合的方式，將復(fù)雜的大系統(tǒng)用數(shù)字模型替代，同時(shí)接入部分真實(shí)的閥門、PLC控制器等實(shí)物設(shè)備，完成大型復(fù)雜系統(tǒng)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)。

3、工業(yè)過程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

? 控制器接口實(shí)驗(yàn)? 單回路開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)? 單回路閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)? 串級(jí)開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)? 串級(jí)閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)? 虛擬儀表顯示實(shí)驗(yàn)

4、實(shí)驗(yàn)示例

單回路開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

? 了解單回路控制系統(tǒng)的組成

? 掌握單回路控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法

（2）實(shí)驗(yàn)原理

由鍋爐液位變送器L2-T，1#數(shù)顯調(diào)節(jié)儀，進(jìn)水調(diào)節(jié)閥M1+VC1和圖中相關(guān)手動(dòng)閥組成用調(diào)節(jié)進(jìn)水流量F1來調(diào)節(jié)鍋爐液位L2，當(dāng)鍋爐液位L2偏高時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥VC1的開度，觀察并記錄鍋爐液位L2的變化曲線。

（3）仿真模型

該實(shí)驗(yàn)中的對(duì)象系統(tǒng)模型使用AMESIM建立，包括各種專業(yè)的泵、閥和管路等工具箱。AMESIM模型實(shí)時(shí)化之后，通過RT-SIM加載到仿真機(jī)中實(shí)時(shí)運(yùn)行，模擬水箱的液位、溫度的變化。

5、合作客戶

? 河南科技大學(xué)