過程控制研究創(chuàng)新型實驗及教學設備研究.pdf

1、過程控制是一門以實驗為基礎的課程，過程控制類課程實驗教學在整個科學教育中占有重要的地位，如何卓有成效地開展過程控制實驗教學一直是廣大實驗教師研究和探索的問題。從控制學本身的發(fā)展過程就是充滿了科學探究的活動來看，在過程控制實驗教學中開設研究創(chuàng)新型實驗，并且設計新型實驗教學設備是必然的趨勢。 本文在分析了國內外過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學的情況，并對研究創(chuàng)新型實驗相關理論進行了研究的基礎上，結合武漢理工大學自動化學院進行的開放性實驗教

2、學實踐，探討了如何構建過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學體系的問題，并且設計制作了新型過程控制實驗教學設備。 論文對過程控制研究創(chuàng)新型實驗作了界定，闡明了過程控制研究創(chuàng)新型實驗的必要性和意義，并論述了過程控制研究創(chuàng)新型實驗的理論指導依據。根據過程控制研究創(chuàng)新型實驗的特點和教育理論的研究成果，分析了過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學的目標、原則和條件。論述了過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學體系的構建思路和教學過程。依照相關課程和的需求和新型實驗設備的特

3、點，精心地組織實驗內容和進程，將研究創(chuàng)新型過程控制實驗劃分為基礎驗證型，綜合驗證型，獨立創(chuàng)新型三個層次來設計實驗的題目和具體內容。 實驗的教學設備設計與研究工作包括：設計制作物理模型(旋風筒預熱器模型)；開發(fā)下位機的軟件和硬件；建立上位機與下位機的通訊聯(lián)系；規(guī)劃、實現過程控制研究創(chuàng)新型實驗。 新建的“過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學系統(tǒng)”由物理模型、下位機、上位機三部分組成。上位機與下位機的通訊經由RS-232串行通訊接口，采

4、用工業(yè)自動化中廣泛應用的Modbus通訊協(xié)議。物理模型選用武漢理工大學自動化學院研制的旋風筒預熱器模型小型多參數過程控制實驗臺；下位機以ADuC841單片機為核心，充分利用該芯片的ROM、RAM、定時器、HSI、A/D、PWM等內部功能。系統(tǒng)簡潔、結構緊湊、軟件高效成熟、硬件實用可靠。 上位機采用較為流行的工業(yè)虛擬儀器軟件LabVIEW7.1，對下位機和風機進行控制，并且完成對風機風速的控制和對測量參數的數據采集、顯示、分析等功