FCGK-1型 過程控制實驗裝置
一、概 述
“過程控制實驗裝置"是本企業根據自動化專業及其相關專業教學的特點，吸收了國內外同類實驗裝置的特點和長處，經過精心設計、多次實驗和反復論證，研發的一套全新的實驗裝置。它采用多種常用的控制方式和理論，除了常見的PID算法及其改進算法外，還增加了模糊控制、人工神經元控制等的控制策略。此外，本裝置還嵌入了國際的MATLAB（數學軟件）軟件平臺，使老師和學生能輕松方便地進行算法編制。
本裝置可滿足自動控制理論、過程控制、自動化儀表以及傳感器檢測與轉換技術等課程的實驗教學，除了能滿足本、?？茖W生不同層次的實驗教學要求，還能為研究生、相關專業老師和工程技術人員進行復雜控制系統、智能控制系統等方面的研究，提供了實驗對象和實現的途徑。
二、裝置特點
1.本裝置的各種功能均綜合在一個實驗臺上，采用積木式結構，系統結構緊湊、造型美觀大方、便于運輸及實驗室的多臺布局。
2.對象小型化、適應性強、綜合性強，控制對象模型由不銹鋼和有機玻璃水箱組成，實驗水箱在屏右邊能清楚看見，管道流程直觀、清晰。
3.參數全面，涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過程控制參數。
4.小型（小功率）執行元件，它們是二個磁力驅動泵和一個電加熱器，使整體結構更為緊湊、小型化。
5.系統控制方式多樣性
主要有位式控制、連續控制、模擬PID控制、智能儀表控制、PLC控制、單片機控制、計算機控制、兩套磁力泵交流變頻調速控制和單相移相調壓控制等，并可組成不同的控制方式。
6.安全保護齊全
設有電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器各一組；強電連接線及插座均采用全封閉結構，使用安全、可靠、防觸電；強、弱電連接及插座分開，不會混插，避免錯接線而損壞設備。
三、系統組成
本裝置集多參數控制為一體，由過程控制對象、傳感器、變送器、調節器、執行器、顯示器和計算機（用戶自配）等組成。
1.控制對象的模型由上、中、下三個水箱及一個儲水箱組成，上、中、下水箱由兩臺磁力泵供水。上、中兩個水箱各裝有一個擴散硅壓力變送器來檢測壓力和液位；下水箱是一個復合式水箱，其中內筒不銹鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計（定做）、小型閥門和兩臺磁力驅動泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構成控制系統的被控參量。兩臺磁力泵中的任一臺都可作為調節通道或干擾通道，模擬現場產生的干擾信號，以驗證系統的穩定性和抗干擾性能。
2.實驗掛箱
本裝置共提供九個實驗掛箱，分別是傳感器輸出與顯示；單片機控制；模擬PID實驗掛箱（配兩個）；位式、連續控制掛箱；面板流程圖；交流變頻器（日本三菱）掛箱（配兩個）； PLC控制器（西門子S7－200）掛箱。
3.專用編程電纜線
通訊轉換器
5.豪華型電腦桌
6.計算機（用戶自備）
7.上位機軟件
PLC編程環境軟件為它可以對S7-200的所有功能進行編程。上位機具有二種監控軟件：
工控組態軟件：利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態軟件監控系統，以及利用RS232/485轉換器組成智能調節儀與工控組態軟件監控系統，可實現對被控對象過渡過程的數據采集和存儲，數據曲線的動態顯示和監控。工控組態軟件還可以對控制對象的圖形任意組態，動態顯示，編制控制策略，輸出實時曲線、歷史曲線、實時數據、歷史數據，打印工程報表，操作菜單設計等一系列強大的功能。
(2)單片機數據采集與算法控制軟件：利用RS232通信接口，配合單片機控制與計算機算法控制軟件，實現各種數字式PID運算控制和各種*的智能控制，并實現數據實時采集作圖。而且可使用數學軟件編制各種新型的、*的控制算法。另外單片機還可作為獨立的控制器對系統進行控制。
四、技術指標
1.供電電源：單相三線220V±10 50Hz
2.整機功耗：＜1kVA
3.整機尺寸：172cm×73cm×160cm
五、系統總貌圖
六、基本實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調試
2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗
3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗
5.溫度位式控制實驗
6.溫度連續控制實驗
7.智能儀表控制實驗
8.單容水箱液位PID控制實驗
9.雙容水箱液位PID控制實驗
10.流量定值控制實驗
11.單容水箱壓力PID控制實驗
12.單回路控制系統的質量研究
13.串級控制系統連接實驗
14.液位串級控制實驗
15.計算機控制系統
16.單片機控制系統
17.單容自衡水箱的對象特性測試實驗
18.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗
19.單容液位控制實驗
20.雙容液位控制實驗
21.流量定值控制實驗
22.溫度位式控制實驗
23.溫度連續控制實驗
上下水箱液位串級控制實驗
25.液位流量串級控制實驗）
26.基于MATLAB的單回路PID控制實驗
27.基于MATLAB的串級PID控制實驗
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