背景 清華大學自動化系過程控制研究所早在1982年就成功的研制了“水力模型控制實驗臺”。多年來，該實驗臺的研究一直跟蹤著生產(chǎn)過程自動化技術的發(fā)展，多次改 進了被控對象的模型和控制裝置，不斷融入新工藝、新技術和新方法，較好地滿足了清華大學以及其他一些院校的教學、科研要求。新構建的“小型多參數(shù)過程控制 實驗臺”以其體積小、成本低、形象直觀、功能齊全、技術先進、使用方便等優(yōu)勢，更加利用系統(tǒng)的普遍推廣，深受同行的好評，在自動化實驗教學和科學研究中發(fā)揮著重要的作用。 紫金橋軟件和清華大學的合作由來已久，早期的九五和863項目就打下了良好的合作基礎，現(xiàn)在紫金橋與清華大學共建自動化過程控制實驗室，又將雙方的友誼推向了新的高度。根據(jù)清華大學的規(guī)劃部署，此系統(tǒng)在清華大學內(nèi)部試用一段時間后，將首先在全國百所211高校推廣，以滿足我國高校學生對試驗系統(tǒng)的需求。 物理模型 過程控制教學實驗系統(tǒng)以三容水系統(tǒng)為基礎。系統(tǒng)的被控對象為三個串接水柱，設三個傳感器檢測液位的高度，通過A/D轉換控制水泵轉速，改變流量，對液位進行 調節(jié)，由此構成一個完整的過程控制系統(tǒng)。為了合理利用實驗臺的資源，進一步擴展試驗內(nèi)容，還設置了兩個溫度信號，一個流量信號和壓力信號。 系統(tǒng)結構 本實驗系統(tǒng)采用一臺服務器對多個實驗臺（>=1臺）的方式，通信方式選用RJ45口。實驗時，即可以選擇一臺服務器對一個實驗臺的單機操作方式；也可 以使用一臺服務器對多個實驗臺的方式，然后利用紫金橋軟件的web發(fā)布功能，學生就可以在任意聯(lián)網(wǎng)的場所完成實驗，而不是局限于實驗室。 以下是整個系統(tǒng)的結構。 系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)主要實驗以下幾個功能： 1．人性化的交互界面，學生可以很方便的利用本系統(tǒng)完成各個教學實驗。 2．重要參數(shù)提供曲線分析，可以查詢實時/歷史曲線。 3．實驗管理權限合理區(qū)分，保證系統(tǒng)使用安全。 4．提供有限的PID，串級，前饋/反饋控制，調節(jié)精度較高。 5．強大的web發(fā)布功能，打破了以往實驗必須在實驗室完成的模式。 以下是系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，整個系統(tǒng)已經(jīng)嵌入到清華自動化系實驗系統(tǒng)的網(wǎng)頁中，搭建的模式也選用網(wǎng)頁的風格。 系統(tǒng)主要完成各實驗項目的搭建，界面美觀，簡潔，利于學生自行完成實驗。 以三容水箱單回路控制系統(tǒng)為例，具體看一下各個功能。 實時顯示實驗進程：進入當前實驗之后，畫面會自動顯示實驗臺的實時情況，液位、壓力根據(jù)實驗的進展實時變化。實驗進行的同時還可以查看實驗原理圖，實驗的幫助等。學生可以方便的控制實驗的開始和結束。 曲線分析：參數(shù)的趨勢是評估實驗完成質量的一個重要標準，系統(tǒng)中重要參數(shù)給出曲線的方式顯示數(shù)據(jù)的變化，方便得出實驗結論，為實驗的完成提供依據(jù)。每一條曲線都可以放大縮小，也可以將曲線中的數(shù)據(jù)導出到excel表，以便進一步分析。 PID調節(jié)：系統(tǒng)提供PID的調節(jié)器，可以方便的切換手/自動控制，并帶用PID各參數(shù)的調節(jié)控制，方便學生精確的完成實驗。 Web發(fā)布：利 用web發(fā)布功能，與已有的實驗室管理系統(tǒng)形成無縫集成。不同的登陸用戶具有不同的管理權限，還可以記錄學生做實驗的起始時間和結束時間，以及實驗完成的 效果。另外，學生可以自由選擇實驗場所，不必局限于實驗室，有效的發(fā)揮了網(wǎng)絡的優(yōu)勢，清華自動化過程控制平臺強大的功能和網(wǎng)絡信息化有了完美的結合，增加 了小型多參數(shù)控制平臺的亮點，成為真正的網(wǎng)絡實驗室。 總結 整個系統(tǒng)自使用以來，受到廣大清華師生的一致好評，界面清晰易于操作，曲線查看靈活，數(shù)據(jù)記錄完整利于實驗總結，利用強大的web發(fā)布功能，學生可以選擇 合適的場所完成實驗，打破了以前實驗必須在實驗室完成的局限。隨著紫金橋軟件的日益發(fā)展，紫金橋公司和越來越多的高校進行了合作，紫金橋軟件的應用也滲透 到各行各業(yè)，將自動化軟件的行業(yè)應用推向了新的高度。