工業(yè)過程控制實驗平臺：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控制。傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制實驗裝置是以水箱、泵、閥門、變頻器等實物設(shè)備為基礎(chǔ)，搭建簡化的工業(yè)過程控制設(shè)備原型。

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控制。傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制實驗裝置是以水箱、泵、閥門、變頻器等實物設(shè)備為基礎(chǔ)，搭建簡化的工業(yè)過程控制設(shè)備原型。這種傳統(tǒng)的實驗裝置有利于學(xué)生對泵、閥等對象設(shè)備形成直觀印象，但也有其局限性。我公司提出的以實時仿真設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)建虛實結(jié)合的多功能工業(yè)過程控制實驗裝置，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)測等各項實驗內(nèi)容。

2、工業(yè)過程控制實驗平臺特征優(yōu)勢

（1）體積小：

傳統(tǒng)的過程控制實驗裝置往往體積較大，采用實時仿真設(shè)備可極大減小實驗設(shè)備的占地空間。

（2）實驗內(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驗裝置、鍋爐溫度控制實驗裝置、虛擬儀表實驗裝置等。

（3）二次開發(fā)便利：

實時仿真設(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)控制實驗系統(tǒng)。

（4）可完成復(fù)雜系統(tǒng)模擬：

實際的工業(yè)生產(chǎn)過程往往是由一系列生產(chǎn)裝置組成，在教學(xué)實驗中受限于資金、場地、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。基于實時仿真設(shè)備能夠通過虛實結(jié)合的方式，將復(fù)雜的大系統(tǒng)用數(shù)字模型替代，同時接入部分真實的閥門、PLC控制器等實物設(shè)備，完成大型復(fù)雜系統(tǒng)的半實物仿真實驗。

3、工業(yè)過程控制實驗平臺實驗內(nèi)容

? 控制器接口實驗? 單回路開環(huán)控制實驗? 單回路閉環(huán)控制實驗? 串級開環(huán)控制實驗? 串級閉環(huán)控制實驗? 虛擬儀表顯示實驗

4、實驗示例

單回路開環(huán)控制實驗

（1）實驗?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）實驗原理

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，手動調(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

該實驗中的對象系統(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模型實時化之后，通過RT-SIM加載到仿真機(jī)中實時運行，模擬水箱的液位、溫度的變化。

5、合作客戶

? 河南科技大學(xué)