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西门子过程自动化实验室简介

来源:   时间:2023-09-02   点击数:

本实验室归属自动化与电气工程实验中心,面积228m2主要实验设备有求是NPCT-III型过程控制实验设备16套,求是NPCT-II型过程控制实验设备2套,高联PCS-C型过程控制实验设备1套,设备总值约230万元。

通过本实验室的学习和实践,使学生掌握可编程控制技术、现场总线技术、人机界面设计技术、工业以太网技术、过程控制技术、控制理论的应用技术,培养学生对这些理论和技术的应用能力,养成良好的实验习惯以及严谨的科学态度与作风,为后续课程学习打下良好基础。

、面向课程

本实验室主要面向自动化、智能科学与技术、电子科学与技术等专业,承担自动化专业课内实验《可编程控制器》、《网络集成自动化》、《过程控制与仪表》,课程设计有《过程控制实践》;承担智能科学与技术专业课内实验《可编程控制器》;承担电子科学与技术课内实验《可编程控制器原理与应用》。

全年完成实验教学学生总人·时约为19440,此外对学生开展课外创新实践活动实施开放。

、主要实验项目

《可编程控制器》主要实验项目:

1S7-300控制有轨小车运送工件;

2S7-300控制饮料灌装生产线;

3S7-300控制十字路口交通灯;

4S7-300控制自动洗车系统;

5S7-300控制节日彩灯;

6S7-300的结构化程序设计-多级分频器设计;

7S7-300控制多级传送带;

8S7-300控制天塔之光。

这些实验项目都是综合性项目,主要练习运用S7-300可编程控制器的指令,编写、下载、运行、调试各种控制对象的控制程序,为开发复杂控制系统打下基础。

《网络集成自动化》主要实验项目:

1)触摸屏组态监控饮料灌装生产线。综合性项目,目的是练习触摸屏的使用方法,掌握触摸屏的组态技术,为开发复杂控制系统的触摸屏人机界面打下基础。

2WinCC组态监控自动洗车系统。综合性项目,目的是练习上位机组态软件WinCC的使用方法,掌握WinCC的组态技术,为开发复杂控制系统的上位机人机界面打下基础。

3S7-300PLC之间的MPI通讯。综合性项目,熟悉MPI网络通讯的基本原理,掌握两台S7-300PLC之间MPI通讯的硬件组态、参数设置和程序编写的具体方法,为开发复杂控制系统多PLCMPI联网打下基础。

4CPU31X-2DP之间的PROFIBUS-DP主从通讯。综合性项目,熟悉PROFIBUS-DP网络通讯的基本原理,掌握两台S7-300PLC之间PROFIBUS-DP主从通讯的硬件组态、参数设置和程序编写的具体方法,为开发复杂控制系统多PLCPROFIBUS-DP联网打下基础。

《过程控制与仪表》主要实验项目:

1)过程控制综合测试系统的组成。认识性项目,熟悉过程控制系统实验装置的组成,掌握智能调节器、变频器的使用方法,为后续实验打下基础。

2)液位单闭环控制实验。综合性项目,熟悉液位单闭环控制的原理和PID参数对系统性能指标的影响,掌握单回路控制系统PID参数的整定方法,为后续课程打下基础。

3)流量单闭环控制实验。综合性项目,熟悉流量单闭环控制的原理和PID参数对系统性能指标的影响,掌握单回路控制系统PID参数的整定方法,为后续课程打下基础。

4)压力单闭环控制实验。综合性项目,熟悉压力单闭环控制的原理和PID参数对系统性能指标的影响,掌握单回路控制系统PID参数的整定方法,为后续课程打下基础。

5)双容液位控制实验。综合性项目,熟悉双容液位单闭环控制的原理和PID参数对系统性能指标的影响,掌握单回路控制系统PID参数的整定方法,为后续课程打下基础。

6)流量比值控制系统实验。综合性项目,熟悉双回路比值控制的原理和PID参数对系统性能指标的影响,掌握双回路控制系统PID参数的整定方法,为后续课程打下基础。

《过程控制实践》主要设计项目:

  1. 流量的单回路PLC控制系统设计

  2. 液位的单回路PLC控制系统设计

  3. 压力的单回路PLC控制系统设计

  4. 液位和流量的双闭环串级PLC控制系统设计

  5. 双回路流量比值PLC控制系统设计

  6. PID参数自动整定优化的PLC控制系统设计。

    六个项目都是设计性项目,三个单闭环的控制系统设计作为基本的任务,两个双闭环的控制系统设计作为提高任务,PID参数自动整定优化作为拔尖任务,目的是培养学生从简单到复杂的过程控制系统的硬件总体设计、各硬件部件选型、软件设计、监控界面设计、系统的安装和调试等能力,训练学生过程控制理论应用在实际工程中所必须的软硬件设计能力,安装调试能力,并学会运用电路、电子技术、PLC的知识、自动控制原理和过程控制理论对复杂工程问题提供解决方案。

    特色亮点

    本实验室的特色是台套数多,保证学生在实验和实践过程中每组人数不会太多,每个学生都可以参与其中。过程控制实验装置主体采用的求是公司的产品,核心控制器是西门子的S7-300PLC,自行采购组装到实验装置预留的位置。

     

    部分过程控制实践的作品展示如下:

    1 自动化171班袁国峰组过程控制实践成员和人机界面验收照片

     

     

     

    2 自动化181班吴倚民组过程控制实践成员和人机界面验收照片

     

     

     

     

    3 自动化191班王祁昀组过程控制实践成员和人机界面验收照片

     

     

     

     

    4 自动化202班黎亦延组过程控制实践成员和人机界面验收照片

     

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