過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)及教學(xué)設(shè)備研究.pdf

1、過(guò)程控制是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，過(guò)程控制類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)科學(xué)教育中占有重要的地位，如何卓有成效地開(kāi)展過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是廣大實(shí)驗(yàn)教師研究和探索的問(wèn)題。從控制學(xué)本身的發(fā)展過(guò)程就是充滿了科學(xué)探究的活動(dòng)來(lái)看，在過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)設(shè)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，并且設(shè)計(jì)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備是必然的趨勢(shì)。 本文在分析了國(guó)內(nèi)外過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況，并對(duì)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論進(jìn)行了研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合武漢理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院進(jìn)行的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教

2、學(xué)實(shí)踐，探討了如何構(gòu)建過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的問(wèn)題，并且設(shè)計(jì)制作了新型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。 論文對(duì)過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)作了界定，闡明了過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的必要性和意義，并論述了過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的理論指導(dǎo)依據(jù)。根據(jù)過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和教育理論的研究成果，分析了過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)、原則和條件。論述了過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建思路和教學(xué)過(guò)程。依照相關(guān)課程和的需求和新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特

3、點(diǎn)，精心地組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和進(jìn)程，將研究創(chuàng)新型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)劃分為基礎(chǔ)驗(yàn)證型，綜合驗(yàn)證型，獨(dú)立創(chuàng)新型三個(gè)層次來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的題目和具體內(nèi)容。 實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)備設(shè)計(jì)與研究工作包括：設(shè)計(jì)制作物理模型(旋風(fēng)筒預(yù)熱器模型)；開(kāi)發(fā)下位機(jī)的軟件和硬件；建立上位機(jī)與下位機(jī)的通訊聯(lián)系；規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。 新建的“過(guò)程控制研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)”由物理模型、下位機(jī)、上位機(jī)三部分組成。上位機(jī)與下位機(jī)的通訊經(jīng)由RS-232串行通訊接口，采

4、用工業(yè)自動(dòng)化中廣泛應(yīng)用的Modbus通訊協(xié)議。物理模型選用武漢理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院研制的旋風(fēng)筒預(yù)熱器模型小型多參數(shù)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)；下位機(jī)以ADuC841單片機(jī)為核心，充分利用該芯片的ROM、RAM、定時(shí)器、HSI、A/D、PWM等內(nèi)部功能。系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)緊湊、軟件高效成熟、硬件實(shí)用可靠。 上位機(jī)采用較為流行的工業(yè)虛擬儀器軟件LabVIEW7.1，對(duì)下位機(jī)和風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，并且完成對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)速的控制和對(duì)測(cè)量參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、顯示、分析等功