復(fù)雜的高階對(duì)象多回路、串級(jí)、比值、解耦控制；通過(guò)組合被控對(duì)象及不同的測(cè)量變送器，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制、比值控制、前饋-反饋控制、滯后控制和解耦控制等多種控制形式，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)和體驗(yàn)不同的過(guò)程控制方案及效果，方案的切換只需通過(guò)對(duì)不同的電磁閥控制即可方便地實(shí)現(xiàn)。
[0052]4)采用S7-300 PLC作為過(guò)程接口，性價(jià)比高，簡(jiǎn)單，操作方便，可靠，且在必要時(shí)也可獨(dú)立完成傳統(tǒng)的PID控制。
[0053]5)實(shí)現(xiàn)模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的復(fù)雜控制，以SMULINK內(nèi)置的豐富的包含模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制算法工具箱為基礎(chǔ)，可靈活方便地實(shí)現(xiàn)各種自定義的優(yōu)化控制算法，SMULINK設(shè)計(jì)的數(shù)字優(yōu)化控制算法經(jīng)過(guò)S7-300 PLC模塊構(gòu)成的過(guò)程接口，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象進(jìn)行控制，從而獲得可視化的真實(shí)控制效果，以使學(xué)生獲得真實(shí)的控制體驗(yàn)。
[0054]6)適用于高校、科研院所、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行自動(dòng)化教學(xué)與科學(xué)研宄。
[0055]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于OPC及S7-300 PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括儲(chǔ)水容器、多個(gè)液位容器和至少一條供液流路； 所述液位容器的上部設(shè)有供液管道，供液管道的流路上串接有用于控制供液的供液電磁閥，液位容器內(nèi)設(shè)有用于測(cè)量液位高低的液位變送器；所述液位容器的下部設(shè)有排液管，排液管的流路上串接用于改變排液阻力的排液手動(dòng)閥；所述液位容器均設(shè)置在儲(chǔ)水容器的上方，相臨的兩個(gè)液位容器的位置關(guān)系是一個(gè)液位容器設(shè)置在另一個(gè)液位容器的上方，且所述一個(gè)液位容器的排液管的出口和所述另一個(gè)液位容器相連通； 所述供液流路包括水泵、供液母管和供液電磁閥，所述儲(chǔ)水容器、水泵、供液母管通過(guò)管道依次連通，所述水泵出口和供液母管間連接有流量變送器和壓力變送器；所述水泵出口和供液母管間串接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或受變頻器直接控制的水泵；所述液位容器上部的供液管道和供液母管連通； 所述流量變送器、壓力變送器和S7-300模擬量輸入輸出模塊的輸入通道電連接，所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器和S7-300模擬量輸入輸出模塊的輸出通道電連接，所述供液電磁閥和集成有處理器單元、通信單元及開(kāi)關(guān)量輸入輸出單元的S7-300 CPU模塊電連接，所述S7-300模擬量輸入輸出模塊和S7-300CPU模塊通信連接，S7-300CPU模塊則通過(guò)MPI通信電纜與控制主機(jī)通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述液位容器為3個(gè)，分別為第I液位容器(E101)、第2液位容器(E102)和第3液位容器(E103)，第I液位容器(ElOl)的下部排液管的流路上串接有用于控制排液阻力的第I排液手動(dòng)閥(V101)，第I液位容器(ElOl)的排液管的出口和第2液位容器(E102)相連通；第2液位容器(E102)的下部排液管的流路上串接有用于控制排液阻力的第2排液手動(dòng)閥(V102)，第2液位容器(E102)的排液管的出口和第3液位容器(E103)相連通；第3液位容器(E103)的下部排液管的流路上串接有用于控制排液阻力的第3排液手動(dòng)閥(V103)，第3液位容器(E103)的排液管的出口和儲(chǔ)水容器(E100)相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述供液流路為2路，分別為第I供液流路和第2供液流路； 所述第I供液流路包括第I水泵(P101)、第I供液母管、第I電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(FVlOl)和供液電磁閥，所述儲(chǔ)水容器(E100)、第I水泵(P101)、第I供液母管通過(guò)管道依次連通，所述第I水泵(PlOl)出口和供液母管間串接第I流量變送器(FTlOl)和第I電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(FV101)，并連接有第I壓力變送器(PTlOl);供液母管上連通有第IA供液管道，第IA供液管道串接有用于控制液體流通的第IA供液電磁閥(V110)，第IA供液管道的出口和第I液位容器(ElOl)連通；供液母管上連通有第2A供液管道，第2A供液管道串接有用于控制液體流通的第2A供液電磁閥(V112)，第2A供液管道的出口和第2液位容器(E102)連通；供液母管上連通有第3A供液管道，第3A供液管道串接有用于控制液體流通的第3A供液電磁閥(V114)，第3A供液管道的出口和第3液位容器(E103)連通； 所述第2供液流路包括第2水泵(P102)、第2變頻器(FV102)、第2供液母管和供液電磁閥，所述儲(chǔ)水容器(E100)、第2水泵(P102)、第2供液母管通過(guò)管道依次連通，所述第2水泵(P102)出口和供液母管間串接第2流量變送器(FT102)，并連接有第2壓力變送器(PT102);供液母管上連通有第IB供液管道，第IB供液管道串接有用于控制液體流通的第IB供液電磁閥(VI11)，第IB供液管道的出口和第I液位容器(ElOl)連通；供液母管上連通有第2B供液管道，第2B供液管道串接有用于控制液體流通的第2B供液電磁閥(V113)，第2B供液管道的出口和第2液位容器(E102)連通；供液母管上連通有第3B供液管道，第3B供液管道串接有用于控制液體流通的第3B供液電磁閥(V115)，第3B供液管道的出口和第3液位容器(E103)連通；第2水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接和第2變頻器(FV102)電連接； 所述第I流量變送器(FTlOI)、第I壓力變送器(PTlOI)、第2流量變送器(FT102)、第2壓力變送器(PT102)和S7-300模擬量輸入輸出模塊的輸入通道電連接，所述第I電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(FV101)、第2變頻器(FV102)和S7-300模擬量輸入輸出模塊的輸出通道電連接，所述第IA供液電磁閥(V110)、第2A供液電磁閥(V112)、第3A供液電磁閥(V114)、第IB供液電磁閥(V111)、第2B供液電磁閥(V113 )、第3B供液電磁閥(V115 )和S7-300的CPU模塊電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述液位容器內(nèi)置有溢流槽，溢流槽出口通過(guò)管道和儲(chǔ)水容器連通。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述液位容器由透明的有機(jī)玻璃制成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述流量變送器為渦輪流量變送器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于OPC及S7-300PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述S7-300模擬量輸入輸出模塊和S7-300 CPU模塊分別為SM334模塊和CPU312C 模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于OPC及S7-300 PLC模塊的半實(shí)物過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置，包括儲(chǔ)水容器、液位容器和供液流路；液位容器連通串接電磁閥的供液管、內(nèi)置液位變送器；液位容器設(shè)在儲(chǔ)水容器上方不同高處，排液管出口與其下方的液位容器連通；供液流路包括水泵、供液母管和電磁閥，一路供液母管上串接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，另一路通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)供液流量；向液位容器供液的供液管道和供液母管連通；液位變送器、壓力變送器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、電磁閥經(jīng)S7-300 PLC模塊和通信網(wǎng)絡(luò)與控制主機(jī)連接。實(shí)現(xiàn)串級(jí)、比值、前饋-反饋、滯后和解耦多種控制方案，體驗(yàn)不同過(guò)程控制方案及效果，通過(guò)電磁閥切換控制方案，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，直觀；受控過(guò)程和效果可視，顯著提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
【IPC分類(lèi)】G05B19/05, G09B25/02, G05B17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204650231
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520209918
【發(fā)明人】鄒益民, 曹?chē)?guó)紅, 張利民, 顧海珍
【申請(qǐng)人】南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日