自动化实验室配置

电气信息工程系

自动化实验室配置方案

过程控制实验装置是中控教仪根据自动化及相近专业的教学特点和学生培养目标，结合国内外最新科技动态而推出的集智能仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的普及型多功能实验装置。该装置本着工程化、人才培养综合化的设计原则和思想设计开发，既可以满足《自动控制原理》、《过程控制》、《控制仪表》、《自动检测技术与传感器》、《计算机控制》等自动化专业课程的实验教学，对温度、压力、流量、液位等过程参数应用多种控制方案进行控制，同时让学生熟悉主流的工业控制产品，并具备一定操作、选型、设计能力，为就业时迅速进入角色打下基础。基本实验

1、控制系统组成认识实验

本组实验旨在让学生熟悉AE2000A实验对象，能够熟练的自行接线组成不同的控制回路；能够对对象上各种装置的结构及原理有一定了解并能熟练操作使用；能够对实验软件熟练使用；对实验软件开发平台有一定的了解，为后续实验打下基础，提高后续实验的效率。

◆对象硬件装置结构认识及仪表操作，传感器的校正(零点迁移与量程调整) 实验

◆实验软件及其开发平台的熟悉实验

◆控制回路的选择及回路连接线实验

2、对象数学模型的测定

本组实验结合控制理论相关教科书中单双容水箱数学模型的分析及过程控制相关教科书中对象数学模型的测定方法，用实验的方法来印证相关理论和知识；培养学生理论联系实际的学习作风；引导学生从不同角度出发思考问题。

◆单容水箱液位数学模型的测定实验

◆双容水箱液位数学模型的测定实验

3、位式温度控制实验

本实验结合电器原理和过程控制的相关知识，针对温度控制系统中控制不同的精度要求，引导学生从实际应用出发，综和考虑控制要求和经济利益来设计控制系统；培养学生综合素质。

◆锅炉内胆水温位式控制实验

4、单回路、多变量调节

简单的单回路控制系统占工业控制系统的80%以上，该系列实验提供不同检测参数的三组实验，同时也提供相同检测参数的对比对象实验，能够让学生迅速熟悉简单的单回路控制系统，有利于学生全面比较、了解各种检测参数的特性；熟悉用“临界比例度法”、“衰减曲线法”来工程整定PID 控制参数；引导学生从理论出发，活学活用。

◆上水箱液位定值(随动)控制实验

◆锅炉内胆水温定值控制实验（动态流动水）

◆涡轮流量计流量定值控制实验

提高实验

5、串级控制实验

串级控制系统是所有复杂控制系统中应用最多的控制系统，该系列实验从系统控制思想，系统结构组成，系统工作方式，系统控制性能等各方面向学生展示串级控制系统，能够让学生加深理解、深刻领会所学知识。同时让学生学会用“两步”及“一步”整定法进行串级控制系统的整定。

◆锅炉夹套水温同锅炉内胆水温串级控制实验

◆上下水箱液位串级控制实验

6、比值控制系统实验

该组实验向学生展示了双闭环比值控制系统的原理及结构组成，引导学生同“随动系统”和“串级系统”进行比较，培养学生综合思考和分析问题的能力。拓展学生思维。

◆涡轮量计流量与电磁流量计比值控制实验

◆变比值控制实验

AE2000A1过程控制实验对象设备配置清单 12万元/套需购置两套

AE2000A1控制台配置清单

DCS实验室配置方案

DCS JX-300XP控制系统配置清单 15万元/套需购置两套

表1：控制站硬件：

表2：操作站硬件：

表3：工程师站及操作站软件：

自动化及仪表实验室配置方案

CS6000自动化及仪表实训装置配置一览表 33万元/套需购置一套

共计87万元

结合控制实验装置AE2000A、 CS6000、DCS可开设的课程实验项目

课程1：《计算机控制系统》

实验1：计算机控制系统的认识实验

实验2：A/D（模数）与D/A（数模）的转换实验

实验3：计算机控制系统的对象特性测试实验

实验4：单回路液位数字PID控制系统实验

实验5：单回路流量数字PID控制系统实验

实验6：单回路温度数字PID控制系统实验

实验7：液位串级数字PID控制系统实验

实验8：温度串级数字PID控制系统实验

实验9：流量比值数字PID控制系统实验

实验10：自主设计的计算机控制实验

课程2：《传感器技术》

实验1：控制系统整体结构的认识实验

实验2：压力传感器的调校实验

实验3：液位传感器的调校实验

实验4：电磁流量计的调校实验

实验5：涡流流量计的调校实验

实验6：温度传感器与温度变送器的调校实验

实验7：液位单回路控制实验

实验8：温度单回路控制实验

实验9：流量单回路控制实验

课程3：《自动控制原理》

实验1：自动控制系统的认识实验

实验2：机理建模与模型验证实验

实验3：辨识建模与模型验证实验

实验4：纯比例液位控制实验与稳定性分析

实验5：PI液位控制实验与稳定性分析

实验6：液位对象的模糊控制实验

实验7：PID参数自整定控制实验

实验8：纯滞后对象的特性测试与辨识建模

实验9：纯滞后对象的Smith补偿控制实验

实验10：纯滞后对象的内模控制实验

课程4：《集散控制系统》预留

实验1：集散控制系统（DCS JX300）的认识实验实验2：DCS的数据采集与远程操作实验

实验3：DCS操作画面组态实验

实验4：DCS控制系统组态实验

实验5：对象特性的阶跃响应测试实验

实验6：DCS单回路控制实验

实验8：DCS比值控制实验

实验7：DCS串级控制实验

实验8：DCS硬件配置练习实验

实验9：DCS工业以太网组网练习实验

实验10：DCS工程师站监控操作员站练习实验

实验11：DCS工业大型综合控制系统模拟组态实验课程5：《过程控制工程》

实验1：过程控制系统的认识实验

实验2：控制对象的阶跃响应测试与特性参数获取实验3：液位对象的开关控制实验

实验4：单回路PID控制器参数的离线与在线整定实验5：流量比值控制系统实验

实验6：液位串级控制系统实验

实验7：液位对象的前馈反馈控制实验

实验8：液位对象的选择控制实验

实验9：PID参数的自整定控制实验

实验10：液位对象的非线性控制实验

实验11：四容水箱的多回路控制实验

实验12：四容水箱的解耦控制实验

实验13：温度纯滞后对象的Smith补偿控制实验实验14：纯滞后对象的内模控制实验