基于ASEA实验平台的过程控制实验设计

针对传统的过程控制实验系统存在的种种缺点,吴重光教授的课题小组自主开发了新一代多功能过程与控制实验系统--ASEA实验平台.基于该平台,该文采用SIMATIC PCS 7 BOX开发了过程控制实验,达到ASEA实验平台多方面利用的目的,加深学生对过程控制的理解,更好地培养学生的实践能力和创新能力.     

漆包线生产的统计过程控制

21世纪是质量的世纪,随着生产力的不断发展、国际市场竞争的日益激烈,人们越来越意识到,价廉质次的倾销政策已难以取胜,必须提高产品的质量参与竞争。统计方法在质量管理中的应用,使质量工程这门学科得到迅速发展。目前,我国很多电线电缆企业在推行ISO9000标准,都已规定了一些"特殊过程"和"控制点",在进厂检验、中间检验与出厂检验中有大量的数据。只有提高数据的利用率,摆脱符合性质量的老观念的影响,树立质量就是"能力"的新观念,在控制点上都配上控制图,才可以使线缆产品质量有一个大幅度的提高。     

网络化过程控制实验平台的研究与建设

以学生职业技能提高为根本,研究网络化过程控制实验系统方案。该实践平台模拟一个数字化工厂,为实施“教、学、做、工融合”人才培养模式改革提供坚实的物质基础,投入运行以来,取得较好的教学效果。     

基于LabVIEW的过程控制实验平台开发

基于LabVIEW开发了A3000的实验平台,以进行虚拟仿真控制和实时通信控制实验教学。建立了A3000水箱系统的机理模型,完成了调节阀、变频泵和水箱特性等重要参数的测量和辨识,建成流量调节阀单回路控制、双容串级控制、下水箱前馈反馈控制、比值控制和扩展范围的分程控制等5个控制仿真实验平台。平台采用模块化设计,通过OPC server与实际A3000装置进行通信,实现了实时控制。     

基于三层网络控制的过程控制实验平台

设计了基于Rockwell网络架构的过程控制实验平台,阐述了实验平台的网络结构和网络功能。该实验平台除满足过程控制课程的基本教学实验外,还可进行复杂的网络控制实验,使学生在实验室里就能体验到工业网络中系统组态、数据采集和实时控制的3大功能。     

基于Simulink/xPC的过程控制综合实验平台改造

针对自动化专业教学实验建设,在原有过程控制实验设备基础上,开发了基于Simulink/xPC的过程控制综合实验平台。该平台紧密结合理论教学,支持学生进行信号调理与滤波、对象特性测试与建模、控制算法设计、控制系统实时仿真等多种实验,加深了学生对过程控制系统设计的理解。介绍了当前实验装置的不足,提出了整体改造和设计思路,并就关键技术作出了较详细的阐述,给出了具体的实验实例。     

组合式过程控制实验系统的研制

介绍了自行设计和研制的以液位、流量为主控变量的过程控制实验系统。该系统运用工业组态软件Intouch生成实时显示与操作界面，通过灵活、方便的管路组合，实现过程控制中单回路、串级、前馈、均匀、比值五种典型控制方式的控制。     

基于NetLinx架构的过程控制实验平台的设计与实现

设计了基于NetLinx网络架构的过程控制实验平台,阐述了实验平台的网络结构和网络功能.该实验平台除满足过程控制课程的基本实验教学外,还可进行复杂的网络控制实验,使学生在实验室里就能体验到工业网络中系统组态、数据采集和实时控制的3大功能.并以基于网络的水箱液位随动控制实验为例实现了网络控制功能,获得良好的实验效果.     

基于S7-200 PLC的过程控制实验平台开发

提出了过程控制实验平台设计理念和思路,开发了过程控制实验平台,分为硬件设计和软件设计两部分。以西门子S7-200PLC为控制器,三容水箱为被控对象,构建对象柜和操控台等硬件系统,开发基于STEP7-Micro/WIN的实验项目程序,设计基于MCGS工控组态软件的实验平台监控界面,通过实时通信实现对典型生产工艺过程的监控。该实验平台可开展过程控制类相关实验,提高学生创新实验技能和综合应用能力。     

基于虚拟实验平台的自动化仪表与过程控制课程教学探索

自动化仪表与过程控制课程是本科自动化专业教学的重要学科,是一门与工业生产过程联系十分密切的课程。本课程能为学生今后从事控制领域的相关工作打下坚实的专业知识基础,但是传统教学方式过于抽象,学生对现场实际情况毫无概念,学习没兴趣,效率差。为克服传统教学的缺点,通过教师自己开发的基于TIA与Simulink虚拟实验系统平台软件应用在课程教学中,将抽象的理论知识转变为直观的系统仿真,提高了学生的学习兴趣和学习效率。     

基于无线通信网络的过程控制实验平台开发

以智能路灯控制系统为对象,研制了1套基于无线通信网络的过程控制实验平台,该平台由路灯节点、无线网络及PC机监控中心组成,综合了无线通信技术、传感器技术、微控制器技术和计算机技术,实现了路灯的远程实时监控和电能统计与管理等功能,具有开发成本低、网络扩展灵活且操作界面友好等特点,有助于学生学习无线通信和过程控制知识,了解工程设计思想和开发过程。     

基于PCS7和Simulink的过程控制虚拟仿真实验平台开发

为了解决过程控制实验DCS硬件成本高、学生的实验效率低等问题,提出一种基于PCS7和Simulink的虚拟实验平台开发方案。该方案利用Simulink提供的子系统搭建实际工业对象模型,在PCS7中组态过程控制算法,通过OPC通信进行实时仿真。以双容水箱液位控制实验为例,介绍了整个实验平台的搭建过程。实际教学效果表明,该实验平台减少了硬件成本,激发了学生的实验兴趣,提高了实验效率。     

基于过程总线的继电保护实验平台开发

为了研究继电保护技术在智能变电站的应用,参考标准IEC 61850重新构建微机继电保护装置功能,并引入过程总线技术升级传统电保护实验平台,设计了PC控制的过程总线适配器,解决异构通信端口的设备之间的通信难题;以GOOSE和SMV报文传输继电保护指令为例,介绍了IEC 61850在该实验平台上的应用。借助该实验平台,学生可便利地实施智能变电站的继电保护实验,学习IEC 61850标准。     

工业自动化多功能控制系统实验教学平台开发

为满足自动化课程由入门到精讲的渐进式实验教学需要,开发出占用空间小、功能全面、性能稳定的工业自动化多功能控制系统实验教学平台。该实验教学平台分为PLC与模拟量扩展模块区、现场总线信号采集器区等12个区,涉及PLC、PLC RS485通信扩展板、步进电机等32种元器件。作为实例,给出电压输入模拟量控制伺服调速实验的电气原理图和控制程序。     

基于C#的无刷直流电动机控制系统综合实验平台开发

介绍了基于C#的无刷直流电动机控制综合实验系统,给出了系统的硬件结构图和无刷直流电机无霍尔传感器控制的流程图以及上位机通信接口的协议。针对PI控制参数难以整定的难题,设计了上位机速度监控程序,能直观地对电机转速和转速设定值进行实时监控,能选择适合在不同的转速下最佳的PI调节参数。实验结果表明,所设计的控制器参数调节系统可以降低系统的稳态误差,实现对电机的高精度速度控制,为学生创新实验提供了新的实验平台。     

基于半导体制冷器件的温度控制实验平台开发

介绍了基于单片机和半导体制冷片的温度控制实验平台设计方案.该平台采用模块化设计思想,通过不同功能的模块设计和组合,构造以温度控制为目标的系列实验.实验平台由单片机开发板、半导体制冷片驱动模块、温度检测模块等构成,可以完成调理电路设计、A/D和D/A程序设计、串口程序设计、虚拟仪器面板设计、温度控制算法设计等多项实验,为多门课程的教学实验服务.温度控制系统实验平台具有体积小、功耗低、使用方便的特点,便于教师和学生使用.     

DSP电机控制综合实验平台研制

随着数字信号处理技术的发展和数字信号处理器(DSP)的广泛应用,熟练使用DSP已成为电气类专业学生的必备技能之一。为满足教学需求,研发了基于DSP的创新实验平台,设计了包含直流电机调速、无刷直流电机调速、三相交流永磁同步电机调速实验的DSP电机控制综合实验。该DSP电机控制综合实验平台已批量生产,并成功运用到实际教学中,取得了良好的教学效果。