過程控制研究創(chuàng)新型實驗及教學(xué)設(shè)備研究.pdf

1、過程控制是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，過程控制類課程實驗教學(xué)在整個科學(xué)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(xué)一直是廣大實驗教師研究和探索的問題。從控制學(xué)本身的發(fā)展過程就是充滿了科學(xué)探究的活動來看，在過程控制實驗教學(xué)中開設(shè)研究創(chuàng)新型實驗，并且設(shè)計新型實驗教學(xué)設(shè)備是必然的趨勢。 本文在分析了國內(nèi)外過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)的情況，并對研究創(chuàng)新型實驗相關(guān)理論進行了研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合武漢理工大學(xué)自動化學(xué)院進行的開放性實驗教

2、學(xué)實踐，探討了如何構(gòu)建過程控制研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的問題，并且設(shè)計制作了新型過程控制實驗教學(xué)設(shè)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(dǎo)依據(jù)。根據(jù)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(xué)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(xué)體系的構(gòu)建思路和教學(xué)過程。依照相關(guān)課程和的需求和新型實驗設(shè)備的特

3、點，精心地組織實驗內(nèi)容和進程，將研究創(chuàng)新型過程控制實驗劃分為基礎(chǔ)驗證型，綜合驗證型，獨立創(chuàng)新型三個層次來設(shè)計實驗的題目和具體內(nèi)容。 實驗的教學(xué)設(shè)備設(shè)計與研究工作包括：設(shè)計制作物理模型(旋風(fēng)筒預(yù)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(xiàn)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(xué)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(jīng)由RS-232串行通訊接口，采

4、用工業(yè)自動化中廣泛應(yīng)用的Modbus通訊協(xié)議。物理模型選用武漢理工大學(xué)自動化學(xué)院研制的旋風(fēng)筒預(yù)熱器模型小型多參數(shù)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(nèi)部功能。系統(tǒng)簡潔、結(jié)構(gòu)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(fēng)機進行控制，并且完成對風(fēng)機風(fēng)速的控制和對測量參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、顯示、分析等功