过程控制实验教程

第1章 概述

1.1 过程控制实验装置

1.1.1 被控对象

1.1.2 操作台

1.1.3 上位机

1.2 DCS控制系统

1.2.1 DCS系统硬件

1.2.2 DCS系统软件

1.3 仿真软件

1.3.1 MATLAB简介

1.3.2 Simulink简介

1.4 基于组态软件和OPC技术的数字仿真

1.4.1 组态软件简介

1.4.2 OPC技术简介

1.4.3 仿真实验原理

1.4.4 仿真实验步骤

练习题

第2章 基础实验

2.1 实验一：控制仪表调试

2.2 实验二：电动调节阀特性测试

2.3 实验三：交流变频调速装置的调试

2.4 实验四：锅炉进水流量定值调节仪表系统调试

2.5 实验五：并联管路压力定值调节仪表系统调试

2.6 实验六：锅炉液位定值调节仪表系统调试

2.7 实验七：DCS系统组态设计

2.8 实验八：基于OPC接口技术的组态设计

2.9 实验九：基于组态软件和OPC技术的调节阀特性测试

练习题

第3章 被控对象数学模型的测试

3.1 基本知识

3.1.1 被控过程传递函数的一般形式

3.1.2 建立过程数学模型的基本方法

3.2 物理仿真实验

3.2.1 实验一：自衡单容对象的数学模型测试

3.2.2 实验二：自衡双容对象的数学模型测试

3.2.3 实验三：非自衡单容对象的数学模型测试

3.2.4 实验四：非线性对象的数学模型测试

3.3 基于MATLAB的数字仿真实验

3.3.1 实验一：利用MATLAB根据作图法建立一阶系统数学模型

3.3.2 实验二：利用MATLAB根据计算法建立一阶系统数学模型

3.3.3 实验三：利用MATLAB根据计算法建立二阶系统数学模型

3.4 基于组态软件和OPC技术的数字仿真实验

3.4.1 实验一：双容对象的数学建模和模型测试

3.4.2 实验二：电加热水箱对象的数学建模和模型测试

练习题

第4章 简单控制系统实验

4.1 基本知识

4.1.1 简单控制系统的设计

4.1.2 简单控制系统的参数整定

4.1.3 简单控制系统的投运

4.2 物理仿真实验

4.2.1 实验一：单回路液位控制系统的实验

4.2.2 实验二：单回路流量控制系统的实验

4.2.3 实验三：单回路压力控制系统的实验

4.2.4 实验四：单回路温度控制系统的实验

4.3 基于MATLAB的数字仿真实验

4.3.1 实验一：利用MATLAB根据动态特性参数法对控制器参数整定

4.3.2 实验二：利用MATLAB根据稳定边界法对控制器参数整定

4.3.3 实验三：利用Simulink对PID控制器参数自整定

4.4 基于组态软件和OPC技术的数字仿真实验

4.4.1 实验一：单回路液位控制系统实验

4.4.2 实验二：单回路电加热水箱温度控制系统实验

4.4.3 实验三：单回路双容水箱液位控制系统实验

练习题

第5章 复杂控制系统实验I

第6章 综合型实验

第7章 设计型实验

参考文献

本教材内容紧密结合“过程控制系统”课程，同时作为一门独立实验课程在知识体系上也具备独立性和完整性。本书在实验环节设计上，分为基础型、验证型、综合型和设计型4种类型；在实验方法上，对每一类型实验均提出了3种实验方案，以便不同学校根据自身实验条件进行选择；在内容安排上，由简到难、循序渐进，兼顾各类学校的实验条件，以提高学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力为目的；在结构编排上，以实验为单元，各单元具有一定的连续性，同时又保持相对的独立性，以便不同的学校根据课时与实验设备选用。本书可作为高等学校自动化专业本科生、非自动化专业研究生的实验教材，也可供从事相关专业的科技人员参考。