双容水箱实验教学系统设计仿真

经济实用的教学实验装置对提高课程教学具有实际意义;以一种常见的过程控制实验装置双容水箱液位控制系统为对象,设计了分析模型,建立了其数学模型,给出了pid控制原理;进行了PID控制器的参数整定,利用Malab软件进行了该双容水箱系统的仿真,进行了单闭环控制系统和串级控制系统的比较,使教学手段形象直观,对实际条件下的双容水箱研究也有一定的参考价值。     

基于组态软件的液位监测控制系统的设计

液位控制是工业生产过程中的常见控制参数之一,借助双容水箱液位控制实验装置,设计串级控制系统,PLC进行现场控制,并运用MCGS组态软件编写监控程序,实现了动态液位显示,液位实时绘图和历史曲线绘制等功能。     

基于PLC与组态王的液位控制系统设计与实现

液位控制系统在工业控制领域应用广泛,文章以过程控制系统实验装置中的水箱液位控制为研究对象,其中控制器采用西门子CPU224型号并对模拟量模块进行扩展以便采集现场模拟信号,执行器采用电动调节阀,控制算法采用PID控制对其参数整定,并利用组态王软件构建组态环境进行调试。结果表明,采用PID控制算法实现对液位的控制,系统运行平稳,超调量为11%,调节时间大概为3min,能够基本满足液位控制要求。     

基于MACSV的双容水箱液位串级控制

现代工业生产过程中许多被控对象都可以抽象成多容水箱的数学模型,其中水箱液位系统的建模和控制等方面的研究对设计真正的生产过程控制系统具有重要意义。由于目前水箱液位控制系统大多数都是基于PLC和组态软件的,而企业实际运行的工业过程控制系统很多都是集散控制系统,因此选择北京和利时DCS设计双容水箱液位控制系统,并针对传统PID控制精度不高的缺点,采用不完全微分PID控制算法。实验结果表明,使用和利时DCS的CFC编程语言不仅方便设计控制算法,而且极大地提高了控制系统的性能。     

双容水箱系统的故障检测虚拟仿真实验平台设计

基于Lab VIEW和A3000过程控制实验装置,设计了双容水箱故障检测虚拟仿真实验平台,建立了双容水箱的线性数学模型。以A3000水箱系统为仿真对象,利用Lab VIEW软件开发实验平台的操作面板与后台程序,实现了双容水箱系统的故障模拟与检测功能。通过实例说明了此实验平台的运行过程。     

基于HMI与PLC的液位监控实验系统设计

主要介绍了基于HMI与PLC液位监控实验系统的设计过程。详述了该实验系统的功能特点、硬件组成、HMI画面组态过程及PLC编程说明。通过实验教学的实践证明,该系统具有稳定性好、重组性好、便于升级扩充等优点,非常适合学生自主动手实验,并可以此为基础进行更深入的探索和研究。     

双容水箱模糊Smith时滞补偿控制系统混合实验平台设计

设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制策略的应用验证为例,使得虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起并能够灵活、快速地转换,提高了双容液位系统控制策略设计的可移植性,解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题。     

基于Matlab和双容水箱的现代控制理论实验设计

利用Matlab和双容水箱实验设备开发了现代控制理论课程实验项目。上水箱和下水箱的液位作为状态变量,在建立上水箱和下水箱对象数学模型基础上,利用Matlab软件设计状态反馈矩阵和内模控制器,并在双容水箱实验设备上实现。给出了具体实验原理和步骤,简述了Matlab仿真实验和基于水箱设备的实物实验的实现过程,并对仿真实验结果和实物实验结果进行分析。通过实验,使学生掌握状态反馈控制和内模控制的设计方法和工程实现方法。     

三容水箱液位控制系统建模与仿真

介绍了微型三容水箱系统设计原理,通过机理建模法及系统特性建立了分段二阶单输入单输出模型。运用PID液位控制算法,并使用Simulink对实验模型进行了仿真,通过组态监控软件对建模结果进行了验证。仿真与实验结果表明,实验模型可以正确反映三容水箱的特性。可为工业应用以及高校教学科研提供控制算法研究的实验平台。     

基于LabWindows CVI的双容水箱虚拟实验系统开发

根据虚拟仪器及自动控制理论综合教学要求,设计制作了一种基于LabWindows CVI的双容水箱模块化虚拟仪器实验教学系统。该系统不但能够较好地模拟工业生产过程,使学生对实际工业应用实例有直观的了解,还可以让学生利用LabWindows CVI虚拟仪器软件对双容水箱中的传感器及执行元件进行检测与控制。该系统采用模块化设计,控制方案变化灵活,编程操作简单易学,受到学生和实验教师的好评。     

基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发北大核心

该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。     

基于PLC的自动化磨料射流实验系统设计

设计了一套全自动化磨料射流实验控制系统。控制系统以PLC为核心控制器,搭载人机交互界面,实现了调压、磨料输送、循环水等功能块一体化远程自动控制。介绍了该系统的组成结构、工作原理及总体控制方案;阐述了各功能块的硬件组成与控制原理;进行了PLC与人机界面软件结构设计。压力控制性能测试结果表明,该系统压力调节稳定、超调量小,满足实验要求,系统操作简单,功能完善,节能高效,已用于射流技术实验研究。     

基于BP神经网络PID算法的水箱液位控制系统设计

针对水箱液位这样一个多干扰、大惯性、高度非线性系统控制性能优化较困难,传统的控制策略在控制精度、灵敏度以及系统稳定性均存在缺陷,充分利用神经网络具有非线性函数逼近能力,构造神经网络PID自整定控制器,在解决高度非线性和严重不确定系统方面具有较好控制能力.解决了传统PID控制算法难以保证系统在任何工况条件下始终具有最佳控制性能的难题.仿真结果表明,该控制能使系统达到较好的控制效果.     

基于Matlab的过程控制系统仿真实验设计

针对过程控制系统课程的特点,利用Matlab软件进行了过程控制系统的仿真实验教学研究和开发,给出了基于Matlab软件的过程控制系统仿真实验方案。设计了4个仿真实验,以临界比例度参数整定法为例,给出了实验教学实践过程。该实验教学方法具有简单明了、可操作性强等特点,方便学生课下练习,能够加深学生对过程控制系统设计及系统性能分析等理论知识的理解,提高学生的动手能力及科学素养。     

基于PLC电梯控制系统设计的创新实验

针对高校非电专业电工学的PLC创新实验,探讨了基于西门子S7-200型的PLC三层电梯控制系统的设计,从电梯的控制需求、PLC的选择、I/O口的分配、梯形图的设计和调试等方面,介绍了创新实验的设计步骤及方法,引导学生自己设计控制程序,并在电梯模型上验证程序的正确性,对培养学生的工程意识和创新精神有一定的帮助。     

基于单片机仿真实验平台的PLC控制

介绍一种MCS-51系列为核心的开放式单片机仿真实验平台,以此增加三菱FX系列PLC的控制实验,从而实现与PLC人机对话。该实验系统对于提高学生的综合素质,节约实验设备有着重要的现实意义。     

自动控制仿真实验系统设计与实践

在自动控制仿真实验系统中,依据控制系统和受控对象采用的真实与虚拟的形式不同,提出了可以将自动控制仿真实验系统分为3种不同的形式,进而进行不同侧重点的实验训练。实践表明,3种不同形式的自动控制仿真实验系统具备互补性和侧重训练的有效性。     

基于OPC技术的过程控制仿真实验设计

针对现有的过程控制实物实验装置在教学使用过程中存在的问题,设计了基于OPC通信技术的过程控制仿真实验。该仿真实验利用KingACT软件实现典型工艺过程的闭环控制仿真,并通过OPC技术与KingView组态软件进行实时通信,实现了对典型工艺过程的监控。以双容水箱液位控制工艺过程为例,说明了设计仿真实验的具体过程。应用结果表明:该仿真实验便于学生进行二次开发和开展创新研究。     

基于硬件在环仿真的交通信号控制实验设计

为使学生能够直观体验交通信号控制实验的效果,设计了由计算机(运行微观交通仿真软件)、信号控制机和信号机接口设备组成的硬件在环仿真实验平台。通过该仿真实验平台,学生可以设置信号机参数、运行仿真实验、观察信号机对交通流的控制效果并进行离线评价、比较不同交通条件下信号控制方案的优劣。通过该实验,可以提高信号控制实验的教学效果和学生解决实际交通问题的综合能力。