03信息处理与控制类

1、化工控制工程实验化工控制工程实验涵盖了化工过程控制、化工生产电气控制、现场测控总线技术等研究方向。目前具有的专业实验室相对独立，主要完成本科教学的演示实验，将现有的实验设备进行整合，建立一个柔性的化工生产过程检测、控制实验中心，并且能与其他的实验室进行有效结合和互动，为实现大型综合实验研究打下基础。化工控制工程实验室是将传统的化工过程对象实物模型和化工过程对象仿真模型结合起来，使用软件模拟的形式和现场总线接口，柔性的搭建化工生产过程。由于对象模型采用了仿真方式，因此控制对象可以根据实际生产过程的需要来自由搭建。图19化工控制工程实验系统组成框图整个网络拟采用三层结构：监控级、控制级和现场级。在现场控制层采用标准现场总线进行集成。对于仿真模型使用现场总线接口模块将仿真对象的参数透明化集成到现场测控网络上。对相对分散的化工生产过程的实物模型中的流量、液位、压力、温度等信号采用电磁流量计、阀门定位器、压力和差压变送器、温度变送器等仪表进行采集，仪表形式可适当选用目前工业现场使用的具有代表性的仪表，传统的模拟仪表、数字化仪表、现场总线型仪表都有，使用不同的数据IO和网关技术，将所有的分散仪表集成到现场测控总线上，实现对化工过程中各分布式工艺参数的检测和控制。集散控制系统拟选用ECS-700，该系统是浙江中控技术股份有限公司WebField系列控制系统之一。系统支持16个控制域和16个操作域，每个控制域支持60个控制站，每个操作域支持60个操作站，单域支持位号数量为65000点。ECS-700系统按照可靠性原则进行设计，充分保证系统安全可靠；系统所有部件都支持冗余，在任何单一部件故障情况下系统仍能正常工作。ECS-700系统具备故障安全功能，输出模块在网络故障情况下，进入预设的安全状态，保证人员、工艺系统或设备的安全。ECS-700系统作为大规模联合控制系统，具备完善的工程管理功能，包括多工程师协同工作、组态完整性管理、在线单点组态下载、组态和操作权限管理等，并提供相关操作记录的历史追溯。ECS-700系统融合了最新的现场总线技术和网络技术，支持PROFIBUS、MODBUS、FF、HART等国际标准现场总线的接入和多种异构系统的综合集成。在该系统可以完成化工过程控制的组态，先进控制算法的研究，化工过程建模与仿真，测控总线系统研究及复杂系统的建模与研究等实验。2、虚拟仪器相关实验实验1、数据采集卡应用—模拟信号的采集。实验2、数据采集卡应用—模拟信号的输出。实验3、数据采集卡应用—开关信号的采集与输出。实验4、仪器仪表控制—串口通讯实验。实验5、仪器仪表控制—GPIB通讯实验。实验6、计算器的设计与制作。实验7、串口聊天软件设计与制作。实验8、LAN口聊天软件设计与制作。。实验9、声音采集与识别。实验10、图像采集与识别。3、传感器实验实验1、基于虚拟仪器和AD590制作一个八路温度巡检系统实验2、基于虚拟仪器和超声波传感器制作一个超声波测距系统实验3、基于虚拟仪器和光电传感器制作一个微型直流电机转速测量系统实验4、基于虚拟仪器和硅光电池阵列制作一个光源位置定位测量系统实验5、基于虚拟仪器和热电偶制作一个温度测量系统实验6、基于虚拟仪器和应变片传感器制作一个电子称实验7、基于虚拟仪器制作一个电位器传感器线性度标定系统实验8、基于虚拟仪器和热敏电阻制作一个温度测量系统实验9、基于虚拟仪器和PT100制作一个温度测量系统4、现场总线与测控系统工程实训中心现场总线与测控系统工程实训中心在实时仿真的硬件和软件平台上真正培养学生的实际动手能力，让学生能够从建模，控制器设计到半实物仿真过程中形成一个整体，降低学生在创新过程中的成本，极大地提高学生的学习兴趣。现场总线与测控系统工程实训中心可以为自动化、检测技术、机电一体化、机械电子工程、计算机技术和电子通讯相关领域的研究提供实时仿真的平台，该平台不仅包括先进的控制器和通用的输入输出接口，而且还可以包括实时的控制对象，可以让学生模拟实际的开发流程，实现新产品、新的控制方法的实验验证，这样可以方便校、院、系的各种科技活动的开展，无需每次拨付大量的资金而造成一些试验研究设备和仪器的重复购买。该实验室可具体完成以下简单实验、复杂的综合性、设计性实验内容：1）系统构架与集成设计（锻炼学员的总体设计能力）；2）大规模工程设计的组织与协同（不同学员在同一个系统与工程设计中扮演各种角色，共同完成组织目标）；3）现场总线链路分析（多层网络构造下的数据信号传输过程分析）；4）化工生产过程控制组态设计；5）化工生产装置供配电设计；6）化工生产流水线调速、定位控制系统的设计；7）化工生产过程中多画面监控系统的设计；8）矢量控制变频调速系统转速控制器的设计；9）数字测速软件设计；10）数字位置随动系统的设计；11）网络化运动控制系统的设计；12）基于PROFIBUS-DP现场总线的多机调速系统设计；13）过程特性测试及建模；14）简单控制系统的设计及应用；15）串级、前馈控制系统设计及应用；16）解耦控制系统设计及应用；17）最优控制技术的应用；18)供配电常用继电器特性实验；19)供配电系统继电保护实验；20)供配电系统的二次回路与自动装置实验；21)供配电系统的微机监控实验；22)PLC在供配点保护控制中的应用实验；23)模拟供配电所送电和停电操作实验；24)遥测、遥控、遥信实验；25）CS5000控制对象的常规控制实验包括进料流量的自动控制，冷却水量的自动控制，塔顶蒸汽回流温度的串级控制，塔底液位的区间控制，回流罐液位的均匀控制，塔顶产品出料量与回流量的比值控制，精馏段灵敏温度的串级控制，提馏段灵敏温度的单回路控制。26）CS5000控制对象的高级控制实验包括精馏塔对象特性测试与关联分析，精馏塔解耦控制，精馏塔非线性控制，精馏塔优化控制。27）SMPT-1000多功能实验装置的特性测试实验包括自衡系统，非自衡系统，单容系统，多容系统，非线性系统，执行装置特性。28）SMPT-1000多功能实验装置的常规控制系统实验包括单回路控制，串级控制系统，比值控制系统，超驰控制系统，前馈控制系统，分程控制系统，均匀控制系统等。