引論：我們為您整理了1篇過程控制系統論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
過程控制系統論文:淺析過程控制儀表與過程控制系統
摘 要:現代工業生產過程,隨著生產規模的不斷擴大,生產過程的強化,對產品質量的嚴格要求,以及各公司間的激烈競爭,人工操作和一般的控制遠遠不能滿足現代化生產的要求,工業過程控制系統已成為工業生產過程必不可少的設備,它是保障現代企業安全、優化、低耗和高效生產的主要技術手段。
關鍵詞:過程控制 儀表 系統
1、過程控制儀表與控制系統
如圖所示是一個單元組合儀表構成的簡單控制系統。圖中控制對象代表生產過程中的某個環節,控制對象輸出的被控變量(T P L F等),經變送、轉換成相應的信號,送顯示、記錄、調節與給定單元來的給定值進行比較,將偏差值進行一定運算后,發出信號控制執行單元的動作,將閥門開大或關小,改變控制量,直到被控變量與給定值相等。
2、控制系統的工作原理
2.1 液位控制系統
圖中,檢測變送器檢測到水位高低,當水為高度與正常給定水位之間出現偏差時,調節器就會立刻根據偏差的大小去控制給水閥,使水位回到給定值上。從而實現水位的自動控制。
2.2 溫度控制系統
它由蒸汽加熱器、溫度變送器、調節器和蒸汽流量閥組成?？刂颇繕耸潜３殖隹跍囟群愣ā．斶M料流量或溫度等因素的變化引起出口物料的溫度變化時,通過溫度儀表測得的變化,并將其信號送至調節器與給定值進行比較,調節器根據其偏差信號進行運算后將控制命令送至調節閥,改變蒸汽量維持出口溫度。
2.3 流量控制系統
它由管路、孔板和差壓變送器、流量調節器和流量調節閥。控制目標是保持流量恒定。當管道其他部分阻力發生變化或有其他擾動時,流量將偏離設定值。利用孔板作為檢測元件,把孔板上、下游的差壓接至差壓變送器,將流量信號標準信號;該信號送至調節器與給定值進行比較,流量控制器根據偏差信號進行運算后將控制命令送至控制閥,改變閥門開度,就調整了管道中流體的阻力,從而影響了流量,使流量維持在設定值。
自控系統由被控對象、檢測元件、控制器和調節閥四部分組成。組成方框圖如下:
3、控制系統的分類
由于控制技術的廣泛應用以及控制理論的發展,使得控制系統具有各種各樣的形式,但總的來說分為兩大類,即開環和閉環控制系統。
3.1 開環控制
這種控制方式又分兩種、一種是按設定值進行控制。其操縱變量與設定值保持一定的函數關系,當設定值變化時,操縱變量隨之變化。另一種是按擾動量進行控制,即所謂前饋控制,如圖:在蒸汽加熱器中,若負荷為主要干擾,如果使蒸汽流量與冷流體流量保持一定關系,當擾動出現時,操縱變量隨之變化。
3.2 閉環控制系統
系統的輸出(被控變量)通過測量、變送環節,又返回到系統的輸入端,與給定信號比較,以偏差的形式進入控制器,對系統起控制作用,整個系統構成一個封閉的反饋回路,這種控制系統統稱為閉環控制系統或反饋控制系統。
4、結語
通過上面論述表明,自動化程度的完善就等于生產力的提高,雖然先期階段增大了投資費用,然而在長期正常的運轉中可以實現各項能源的節約,其特點十分顯著,其取得的收益遠遠大于先期的投入。
過程控制系統論文:淺析工業當中自動化過程控制系統
摘 要:本文簡單的闡述了我國現代制造工業當中過程控制系統的整體水平及主要內容,在總結實際生產運用情況的同時也分析了這一領域所面臨的嚴重考驗,并提出了自己的觀點和看法。
關鍵詞:制造工業自動化控制過程控制系統
自動控制技術在工業、農業、國防和科學技術現代化中起著十分重要的作用,自動控制水平的高低也是衡量一個國家科學技術先進與否的重要標志之一。隨著國民經濟和國防建設的發展,自動控制技術的應用日益廣泛,其重要作用也越來越顯著。生產過程自動控制(簡稱過程控制)是自動控制技術在石油、化工、電力、冶金、機械、輕工、紡織等生產過程的具體應用,是自動化技術的重要組成部分。
1、過程控制系統的特點
(1)生產過程的連續性:在過程控制系統中,大多數被控過程都是以長期的或間歇形式運行,在密閉的設備中被控變量不斷的受到各種擾動的影響。
(2)被控過程的復雜性:過程控制涉及范圍廣,被控對象較復雜。
(3)控制方案的多樣性:過程控制系統的控制方案非常豐富。
2、工業中過程控制系統的主要應用
2.1 自動檢測系統
利用各種檢測儀表對工藝參數進行測量、指示或記錄。
2.2 自動信號和聯鎖保護系統
自動信號系統:當工藝參數超出要求范圍,自動發出聲光信號。聯鎖保護系統:達到危險狀態,打開安全閥或切斷某些通路,必要時緊急停車。(如圖1所示)
2.3 自動操縱及自動開停車系統
自動操縱系統:根據預先規定的步驟自動地對生產設備進行某種周期性操作。自動開停車系統:按預先規定好的步驟將生產過程自動的投入運行或自動停車。
2.4 自動控制系統
利用自動控制裝置對生產中某些關鍵性參數進行自動控制,使他們在受到外界擾動的影響而偏離正常狀態時,能自動的回到規定范圍。
3、過程控制系統的組成
3.1 檢測元件
該單元的主要作用是檢測被控元件的物理量。
3.2 控制器
將設定值與測量信號進行比較,求出它們之間的偏差,然后按照預先選定的控制規律進行計算并將計算結果作為控制信號送給執行裝置。
3.3 執行器
該部分元件作用是接受控制器的控制信號,直接推動被控對象,使被控變量發生變化。
4、過程控制系統中的閉環控制系統
按照自動控制有無針對對象來劃分,自動控制可分為“開環控制”和“閉環控制”。區分“開環控制”和“閉環控制”最直接的辦法是看是否有最終對象的反饋,當然這個反饋不是人為直觀觀察的。目前工業自動化控制中采用最為廣泛的就是閉環控制系統。
4.1 閉環控制系統的優缺點
閉環控制系統主要是指控制器與被控對象之間既有順向控制又有反向聯系的控制系統。 其主要優點為,不管任何擾動引起被控變量偏離設定值,都會產生控制作用去克服被控變量與設定值的偏差。其主要缺點為,由于閉環控制系統的控制作用只有在偏差出現后才產生,當系統的慣性滯后和純滯后較大時,控制作用對擾動的克服不及時,從而使其控制質量大大降低。
4.2 閉環控制系統的主要類型
根據設定值分為定值控制系統,隨動控制系統和程序控制系統。
(1)定值控制系統,其特點是設定值是固定不變的閉環控制系統稱為定值控制系統。
作用為克服擾動的影響,使被控變量保持在工藝要求的數值上。
(2)隨動控制系統 ,其特點為設定值是一個未知的變化量的閉環控制系統稱為隨動控制系統。作用為以一定的精度跟隨設定值的變化而變化。
(3)程序控制系統可以看成是隨動控制系統的特殊情況,其分析研究方法與隨動控制系統相同。其特點為設定值是變化的,且按一定時間程序變化的時間函數。作用為以一定的精度跟隨設定值的變化而變化。
5、過程控制系統的性能指標及要求
過程控制系統的常見信號有:階躍信號、斜坡信號、脈沖信號、加速度信號和正弦信號等。我們在生產中使用最頻繁的就是階躍信號,其數學表達式為:
當A=1時稱為單位階躍信號。其特點是易產生,對系統輸出影響大,便于分析和計算。在階躍信號作用下,被控變量隨時間的變化表現的形式有:發散振蕩過程,非振蕩衰減過程,等幅振蕩過程,衰減振蕩過程,非振蕩發散過程。
通過以上的陳述不難看,過程制造系統在我國各行各業已經有了十分廣泛的應用,并且技術也在日趨成熟。隨著人們物質生活水平的提高以及市場競爭的日益激烈,產品的質量和功能也向更高的檔次發展,制造產品的工藝過程變得越來越復雜,為滿足這些更高的要求,做為工業自動化的重要分支的過程控制的任務也愈來愈繁重。
過程控制系統論文:網絡型過程控制系統開發
摘要:過程控制系統及其網絡化是現代工業自動化的核心技術。本文通過綜述目前過程控制系統實驗室的發展現狀,提出當前過程控制系統實驗室教育所面臨的主要問題與不足,同時設計了網絡實驗室的構架。
關鍵詞:網絡化實驗室過程控制系統建設方案課程開發
1 網絡型過程控制系統簡介
1.1過程控制系統實驗室現狀
1.2網絡控制實驗系統簡介
本過程控制實驗系統是將現有的6套過程控制實驗裝置連接為一個整體的控制網絡實驗系統,可以使其中的一臺計算機控制任意一臺ae2000系統設備,實現網絡控制。其中服務器可以對任意一臺客戶機實現監控,隨時動態的檢測各系統的運行情況。
2網絡型過程控制系統實驗室建設總體結構
網絡型過程控制系統實驗室建設由4部分組成:現場實驗設備(控制對象、信號檢測設備、執行器等)、控制臺(各種智能調解器、變送器接線端子、電源等)、現場計算機、遠端計算機。
控制臺通過智能儀表可以獨立完成對現場設備的控制任務并能記錄歷史、實時曲線。現場計算機通過rs485與控制臺的智能調節儀相連獲得現場數據并進行pid運算,將所產生的各類控制值寫入調節儀,通過調節儀對現場設備進行控制。在進行遠程網絡控制實驗時,現場計算機作為遠端計算機與調節儀表進行數據交換的中間環節,同時可以對實驗現場和實驗過程進行監視,從而正確的指導實驗地進行。
2.2現場計算機數據采集系統的實現
網絡型過程控制實驗系統的數據采集可以采集液位、溫度、流量、壓力四大參數。這些參數通過變送器輸出1-5v標準電壓信號,經過rs485總線送出傳入計算機。計算機提供的總線接口一般為rs232接口,將rs485總線傳出的信號送入計算機,要解決總線接口的轉換問題,比如:加入rs232和rs485的轉換器模塊。采用rs485總線的結構主要是比較適合長距離、無干擾的信號傳送。
2.3遠端計算機數據采集的實現
在探索遠程實驗教學發展的前提下,借助互聯網完成一套遠程控制實驗室系統。系統采用基于互聯網的瀏覽器/服務器模式。現場計算機、校內pc、校外pc機的操作系統都選用windows 2000 professional,服務器選用windows2000 server,數據庫選用sql server 2000,軟件開發平臺在客戶端采用javaapplet建立socket客戶端程序,在服務器端采用java語言建立socket服務器程序。
3 網絡型過程控制系統實驗室系統的軟件結構
3.1 系統軟件總體設計
設計系統軟件時要充分考慮各種因素,力求性能、功能齊全、界面人性化、使用方便。系統的軟件平臺由三部分組成:實驗控制軟件、網絡服務器軟件和客戶機軟件。客戶端與實驗管理服務器之間是基于tcp/ip協議進行通信的,實驗管理服務器與后臺實驗控制服務器之間的通信也是基于tcp/ip或ftp協議實現的。ftp協議(文件傳輸協議)是建立在tcp協議基礎之上的應用層協議,用于實現動態鏈接庫的上傳。而客戶機訪問web服務器資源時采用http協議實現,只要客戶機安裝了瀏覽器,用戶就可對服務器數據庫的數據進行存取、修改、查詢。
3.2客戶端簡介
客戶端是過程控制系統網絡實驗室設計的一個重要部分?？蛻舳酥恍璋惭b相應
的組態軟件—mcgs,即可在軟件提供的界面下完成實驗,得出實驗結果?？蛻舳说脑O計依據實驗者選擇“實驗代號”及“實驗方式”向實驗服務器傳送實驗參數并采集曲線數據。每個實驗方式有:單機模式、仿真版模式、網絡仿真版模式。
客戶端最為重要的功能是:傳送實驗參數,對服務器及硬件設備運行狀況實時觀測,獲得處理并保存服務器傳來數據及圖形。為了方便實驗者進行實驗,設計的重點為圖形、數據處理功能,通用性的實驗設置功能,對話功能等。
3.3 網絡服務器功能簡介
服務器是連接客戶端和底層下位機的中間媒質。一方面它需要有強大的處理能力,才能同時完成與客戶端和下位機的通訊。另一方面它也需要有巨大的存儲容量,以便將眾多下位機處理后的實驗結果保存。網絡服務器包括web服務器、實驗管理服務器。后臺過程控制系統和網絡服務器位于同一實驗室,兩者都連接到100m的快速以太局域網上,組成遠程實驗系統的服務器。實驗客戶機位于網絡實驗用戶終端,通過校園網或internet實現與服務端之間的交互,現場計算機通過數據采集與控制裝置連接到被控對象上。校內、外pc機上的實驗用戶可隨時訪問服務器中的信息資料或進行遠程實驗動態實時的從網絡上獲取實驗數據,并通過網絡視頻來觀看實驗對象和實驗過程,能夠看到整個實驗的運行情況。同時該系統還可與學校的管理系統聯網,實現信息資源共享。
4結語
在建成后的網絡過程控制系統實驗室,所提供的網絡平臺適合多種應用實驗需要,同時在所建成的多個片區中,每個片區都可以獨立成為實驗小組,實現同一時段多人做實驗,能夠做到整體的經濟、實用性。實驗室拓樸結構可以進行靈活組合,可以進行多區域分布實驗,也可以合并在一起組成大實驗環境。實驗室中所使用的設備具備增強的管理功能,并且提供各自的管理窗口及其管理功能,管理員可以通過設備面板,直觀顯示端口的連接狀態。另外,廠方提供的網絡設備擴展插槽、模塊、端口豐富,可以方便進行系統升級與擴展。
網絡實驗室模擬了真實的使用環境,做到實驗有效的與實際環境結合,可讓師生更深入學習網絡知識,有效提高動手能力。 在本高校網絡實驗室成功建設的案例,設計者通過綜合考慮網絡3層架構的均衡設計,達到了從網絡應用性能到安全監管理,兼顧有線、無線綜合網絡應用的目的,很好的滿足了學校網絡實驗室教學、科研的需要,而且具有較高的性價比,實用性很強。
過程控制系統論文:軋鋼加熱爐過程控制系統及節能降耗
摘要：近年來，隨著科學技術的不斷發展，出現了大量的自動化軋鋼生產企業。大型軋鋼長的加熱爐控制過程以及傳送方式都是借助計算機系統操作來完成的。截至目前為止，軋鋼加熱爐控制系統已在很多企業得到了有效應用，實現了對軋鋼生產線的合理控制，但是在這一運行過程中，由于自動化系統的實現需要借助預留系統，因此能耗較高，鑒于此，本文就軋鋼加熱爐過程控制系統與節能降耗展開探討，以期為相關工作起到參考作用。
關鍵詞：加熱爐；過程控制；節能降耗
1、軋鋼加熱爐過程控制系統的主要作用
該系統的主要作用有以下兩點：（1）確保經過加熱爐加熱的鋼坯，可以達到相關工藝指標以及參數要求。（2）鋼坯的實際加熱時間以及加熱溫度需要依靠特定的施工工藝條件來決定，依照工藝目的可以將其劃分為以下幾種：①運用等溫處理方法來對鋼坯進行加熱；②控制鋼坯表面含有的碳化物。就及時種工藝目標而言，借助鋼坯加熱爐控制過程中的等溫處理方法，對其加以具體設置，經過設計之后的軋鋼加熱系統與鋼件的工藝曲線結合，來對爐口溫度、加熱溫度、保溫時間、以及爐口溫度進度嚴格設置，同時借助之后需要進行熱處理的工藝對其進行相應的預備熱處理，以確保達到保溫效果，這樣一來就能使組織晶粒的分布更加均勻，從而實現保障鋼材性能的目的?？傊陨瞎に嚹繕说膶崿F均離不開軋鋼加熱爐過程控制系統對施工工藝的理解以及控制，使用該工藝系統，同時還能夠對鋼件“工藝目標命中率”進行有效提升。
2、加熱爐過程控制系統目標的實現
2.1、建立“透明加熱爐”2.1.1、對爐內鋼坯的位置狀態進行實時跟蹤以及提示，能夠為操作人員清晰的顯示出鋼坯在爐內的所處位置，以此來達到爐內分布“透明化”目標。2.1.2、對爐內鋼坯的加熱環境進行實時跟蹤以及提示，能夠為操作人員顯示加熱爐中目前所處的實際爐溫狀態以及爐溫控制規則，以此來達到加熱環境在加熱爐中的“透明化”狀態。2.1.3、對爐內鋼坯的溫度狀態進行實時跟蹤以及提示，能夠為操作人員提供鋼坯的芯部溫度以及表面溫度等，以此來達到鋼坯溫度在加熱爐中的“透明化”。2.2、支持加熱爐生產操作決策2.2.1、提示目前加熱爐中是否存在優化控制系統，能否對鋼坯入爐時間、鋼坯剩余可用空間進行實時檢測，從而有效協助操作人員完成“鋼坯裝爐操作”操作。2.2.2、對目前加熱爐的出鋼條件、進行有效提示，如果鋼坯沒有滿足出鋼條件，系統將會提示等待時間，以此來協助操作人員來完成“鋼坯出爐操作”操作。為了確保操作人員工作的度，控制系統能夠對各加熱爐的近期出爐鋼坯溫度、開軋表面檢測溫度等進行有效提示。2.2.3、加熱爐中加熱狀態控制系統能夠對操作人員做出爐內鋼坯還有多少以及是是否滿足要求的提示，一旦鋼坯不能滿足施工工藝要求，系統將會提示鋼坯距離實現目標要求的時間，以此來幫助操作人員完成“爐溫調整操作”。2.2.4、對目前加熱爐中各個爐段的參照溫度以及實際爐溫偏差進行實時提示，以幫助操作人員進行“爐溫調整量”操作。
3、控制系統結構與工作原理
該系統借助離線數學模型實現了在線實時鋼坯、開軋溫度、鋼坯開軋溫度、待軋、冷熱坯料混裝、待溫、空燃比例、冷熱坯料混裝、爐膛爐壓以及軋制節奏等輔助優化動態模型和實時實時專家系統主控模型。一旦系統接收到鋼坯入爐信號，借助軋制計劃里模型數據庫以及鋼坯信息加熱爐信息模型，系統將會自動在專家模型數據庫中對與其有關的相應策略代號進行選擇，借助鋼坯爐的位置信息以及策略代號，能夠制定適應的熱工制度。借助軋鋼生產的具體情況以及相應的控制要求，系統控制的最小設計容量體現在如下范圍：(1)一類檢測點30個，其中包括上下限報警設施，二類檢測點有24個。(2)狀態檢測點有100個，狀態檢測點為50個。（3）控制回路25個，在此環節中，能夠實現多種策略的共同運用，最終實現控制。此環節又可以分為以下3個層次：①以實現合理燃燒比例、控制燃料的有效利用為目的，以此來對燃燒環節中的自動化進行合理控制，也就是實現將鋼溫作為控制對象的控制系統。②為實現鋼坯本身的加熱控制，自動控制燃耗量以及燃爐溫度，也就是實現接貨組鋼溫為控制對象的優化控制目標。③以前后工序來達到檢測監控自動化為基礎，將對整個生產系統進行優化作為實際目標，對加熱系統自動化進行合理調整，也就是借助全系統來實現對系統的控制。
4、軋鋼加熱爐節能降耗的措施
4.1、跟蹤鋼坯爐內運行速度通過實現對加熱爐個爐道以及鋼坯運行軌跡的跟蹤，可以實現對鋼坯爐中運行速度的合理計算，并將此運算結果作為鋼坯溫度模型中的邊界信息。4.2、實時判定鋼坯預期爐段溫度通過對各個爐段內的當前加熱環境、鋼坯運行速度以及鋼坯溫度進行分析，能夠對鋼坯在到達出口時的離段溫度，也就是說鋼坯在離開目前所處祿段時的溫度進行計算，一旦離段溫度沒有達到工藝標準需求，借助離段溫度偏差，可以對“虛擬爐段溫度”加以調整，直到離段溫度滿足標準要求，這時候的虛擬爐段溫度也就是鋼坯預期爐溫。4.3、改進爐子設備的節能措施4.3.1、對爐體的絕熱能力加以提升，同時提高輻射能力。在爐體傳導過程中產生的熱損失中，其中有很大一部分熱量散失是由于爐體散熱而引起的。在吊掛式的平頂加熱爐結構中，爐頂表面積中約有8%無無絕熱錨固磚材料，而是高熱導率的高鋁磚，這種的構造容易引發熱短路，從而使得大量熱量散失。在爐底內、爐墻以及爐頂應該粘貼較厚的高鋁纖維毯，以此來提升加熱質量。4.3.2、借助汽化冷卻來對水冷卻進行替換，不僅可以減少熱量損失，同時還可以達到節約用誰的目的，從而有效降低水管和坯料接觸而引起的水冷黑印，這樣一來能夠在很大程度上提升鋼坯的加熱效果，提升鋼材成材率。
結束語：
總而言之，文中通過對軋鋼加熱爐的控制系統以及節能系統進行探討，希望能為軋鋼加熱爐的使用提供更為的理論依據。
作者：王涵林
過程控制系統論文:熱工過程控制系統課程教學創新
一、“熱工過程控制系統”課程教學改革
1.課程教材建設教材是進行課程教學的基本工具，是進行教學工作、有效提高教學質量的重要保障。該課程在教學中使用過兩種正式出版教材，總體來看，所用課程教材內容比較。但是，由于熱工過程控制技術和火力發電機組技術的不斷發展，教材中有些內容就顯得較陳舊，為此根據近期擬定的教學大綱，并參考國內有關火力發電機組近期技術和過程控制相關教材，結合課程組近幾年形成的教學經驗，編寫并出版了“熱工過程控制系統”課程的新教材。2.更新教學內容“熱工過程控制系統”課程內容幾乎涉及到本專業先修的所有專業基礎課程與專業課程。在組織課程教學內容上，根據近期出版的教材，每學期課程組依據收集的火力發電機組近期技術和過程控制技術在火力發電機組上的近期應用，在學期末課程組開會集體研究、整理，提煉出必要的內容充實到下個學期的課程教學中，不斷更新教學內容，保持教學內容的前沿性和新穎性。同時注重不同專業課程內容之間的銜接，將檢測技術、控制儀表、集散控制系統、鍋爐原理、汽輪機原理、智能控制技術與控制系統仿真技術等知識融入到具體的控制系統分析和設計中，以有利于培養學生熱工過程控制系統的分析、設計能力。3.改進教學方法和教學手段在課堂紀律管理方面上，制作簽到點名表格，學生上課時自己在簽到表格上填寫自己的姓名和學號。通過學生簽到點名方法，既節省了全班學生姓名點名所花的時間，同時，也方便教師與學生之間的互動，并加強了對課堂的管理。在課堂上，通過學生的簽到表，可以很方便對應地找到講話、睡覺、玩手機、戴耳機等學生姓名，可通過點名或點名回答問題等方式提醒學生；與此同時，在課堂上積極跟教師互動、回答問題的學生都根據情況記錄，在平時成績上加分。在教學方法上，注意運用啟發式和互動式教學，課程中的基礎知識點盡量講解得生動形象易懂；對課程的重點和難點問題，在講解后，采取提問或課堂討論等互動手段加強學生對重點和難點的理解。課程教學采用多媒體課件教學，對重要的理論知識及時使用MATLAB/Simulink進行仿真，進一步加強理論知識的理解。比如課程中的重點和難點：PID控制器比例、積分、微分三個參數對控制質量的影響，若是只將三個參數對控制質量影響的結論告訴學生，學生比較難以理解，但是通過Simulink仿真就能生動地將PID控制器的比例帶、積分時間、微分時間三個參數變化對控制系統性能的影響通過曲線的形式體現出來，這樣就加強了學生對課程內容的深入理解。4.實驗教學改革本課程的所有實驗都放在熱工檢測與控制技術實驗這一門綜合性實驗課程，并出版了該實驗課程的教材，由實驗室老師講授，并指導學生獨立完成實驗。針對熱工過程控制系統課程內容，開設了六個實驗，包括單容水箱液位數學模型的測試、雙容水箱液位數學模型的測試、單回路定值控制系統、水箱液位與流量串級控制系統、雙閉環流量比值控制系統和上下水箱液位前饋-反饋控制系統。通過實驗，使學生對對象動態特性的測量方法，單回路控制系統、串級控制系統、比值控制系統、前饋-反饋控制系統等控制系統原理及其調節器參數整定方法有了進一步的認識。
二、“熱工過程控制系統課程設計”教學改革
“熱工過程控制系統課程設計”是熱工自動化專業繼“熱工過程控制系統”課程之后一項重要且必不可少的工程實踐教學環節，是完成書本知識到實際運用能力轉變的關鍵步驟，其學時為兩周。其目的是培養學生運用所學的熱工過程控制系統的設計和分析理論知識解決工程實際問題的能力，進一步發掘和培養學生的創新精神和工程實踐能力，主要從教學大綱、課程設計指導書、課程設計選題、指導教師的團隊化、課程設計與生產實習的關聯性等方面進行改革探索。1.改革目標按照熱工自動化專業的“厚基礎、寬口徑、強能力”的要求，結合“熱工過程控制系統”課程教學改革，使學生在完成課程設計任務的過程中進一步加深對過程控制理論知識的理解和掌握，并在該課程設計過程中努力提高學生的創新精神、實踐能力。2.課程設計選題優化“熱工過程控制系統課程設計”主要圍繞火力發電廠鍋爐各個子系統進行控制系統設計，給出了過熱蒸汽溫度控制系統設計、再熱蒸汽溫度控制系統設計、汽包鍋爐給水控制系統設計、磨煤機多變量解耦控制系統設計與燃燒過程控制系統設計等5個子課題，4～6名學生一組，每組對應一個子課題，要求必須完成該組課題的方案設計、系統構建、參數整定、結果分析和答辯等任務，進一步提高培養學生的綜合應用能力和創新能力。3.指導教師的團隊化探索學生工程能力的培養，指導教師是關鍵。指導教師必須有豐富的生產實踐經驗，有相當的解決實際問題的積累。加強“熱工過程控制系統課程設計”指導教師師資隊伍建設，聘請學校附近電廠的熱工骨干技術員擔任輔助指導教師。整合理論課授課教師、實驗課指導教師、課程設計指導老師、運行實習指導教師及電廠技術員五者優勢資源，探索課程設計指導教師團隊建設模式。4.強化課程設計與電廠運行實習的關聯性我校熱工過程自動化專業的“熱工過程控制系統課程設計”和“電廠運行實習”都在大四及時學期開展，進一步分析課程設計與電廠運行實習的內在聯系。合理安排課程設計與電廠運行實習時間安排，根據不同的課程設計題目對學生的電廠運行實習的教學內容進行有針對性的強化安排，強化課程設計與電廠運行實習的關聯性，使得課程設計和電廠運行實習都能取得良好的效果。
三、結束語
在近幾年來的教學中，對“熱工過程控制系統”及“熱工過程控制系統課程設計”兩門課程教學改革進行探索與實踐，逐步完善了教學過程中的各個環節，在教學大綱、教學內容、教學方法和教學手段、實驗教學以及基于工程能力培養的課程設計等多個方面，都進行教學改革探索。通過這門課程理論教學及其課程設計的教學，使學生在面對火力發電廠時，加深了對熱工過程控制系統的分析、設計、參數整定、仿真研究等理論知識的整體認識，并提高了學生的工程實踐能力，使理論知識和工程實踐得到了有效的融合。
作者：曾競王鴻懿單位：長沙理工大學
過程控制系統論文:基于Web的過程控制系統的軟件設計
摘要:Web技術的飛速發展,為實現遠程監控系統提供了一個新的思路,本文從系統集成的角度出發,探討將Web技術應用于實時的遠程監控系統實現方案和軟件設計。
關鍵詞:Web;Socket;遠程監控
一、引言
網絡技術和Web技術的飛速發展、Internet的迅速普及與它的開放性密切相關,而正是基于Web的B/S結構實現了這種特性,此項技術目前在電子商務、辦公信息系統等領域已得到廣泛的應用。目前,Intranet企業網中的信息網絡已較好地實現了開放性策略,控制網絡體系結構正沿著開放性方向發展,這些都為信息網絡和控制網絡的集成提供了有力的支持。采用何種集成技術方便地將企業內部的信息網絡層和控制網絡層集成起來實現信息的溝通匯集與數據共享已成為當今控制系統集成發展方向。隨著Internet/Intranet向社會各個領域迅速滲透發展,給人們提供了一個基于Web的信息平臺,于是人們將目光投向了構建Internet的Web技術。將實時監視與控制系統構筑于Internet之上,通過Internet實現對工業生產過程的實時遠程監控、遠程設備調試、遠程實驗、遠程設備故障診斷,將實時生產數據、實驗數據與ERP系統以及實時的用戶需求結合起來,使生產不只是面向定單的生產,而是直接面向市場的“電子制造”,從而使企業能夠適應經濟全球化的要求,基于Web的遠程網絡監控就是在這樣的背景下提出的。
本文以過程控制系統中經常需要控制的液位信號為例從系統集成與實現角度來研究基于Web的過程控制系統的軟件設計。
二、基于Web的過程控制系統的組成
基于Web的過程控制系統設計采用了多層結構,各部分的功能如下:
(一)設備服務器模塊
設備服務器即現場監控站,接受來自網絡服務器驗證的遠方客戶端請求,并且負責執行遠方用戶的操作請求,并且把工業現場數據歷史數據存儲到數據庫中,允許遠方用戶通過動態網頁查詢歷史數據。由于設備服務器直接與現場實驗裝置相連,所以在網絡通信穩定的基礎上,要求實現對現場裝置控制的高效性和安全性。
(二)網絡服務器模塊
管理登錄用戶,負責對現場數據進行更新。
(三)遠程用戶模塊
遠程用戶模塊采用ActiveX或Java Applet嵌入到網頁中的形式,實現遠程用戶同工業現場信息的交互,所有的用戶操作都將在這個模塊中完成,通過與設備服務器的通信實現實驗過程,同時與網絡服務器通過動態網頁交互實現用戶注冊、登錄。
三、基于Web的過程控制系統的軟件設計
在遠程網絡監控軟件系統設計中,應用層數據傳輸協議的設計是一項很重要的工作。只有采用統一的數據傳輸協議,遠程客戶端和本地監控站才能“理解”對方發送數據的含義,從而進行有效的數據傳輸。對于監控程序而言,主要是設備狀態數據傳輸的設計。
(一)設備狀態數據傳輸的設計
設備狀態數據傳輸主要是指把設備狀態數據信息以何種數據形式發送給遠程客戶端使其能夠識別不同設備的工作狀況。
設備狀態數據傳輸在設計時應盡量滿足如下要求:
性:在掃描到設備的狀態信息,必須能夠的將這些設備狀態參數地傳輸到監控端。
完整性:掃描的狀態數據能夠提供足夠的信息,使遠方用戶對設備有一個充分了解,這樣才能使遠方用戶對設備工況作出正確判斷。
簡單性:設備狀態數據結構不應太復雜,這樣在遠程監控程序中比較容易實現數據封裝,以及遠程客戶端程序的解封裝。
(二)設備服務器模塊的軟件設計
設備服務器模塊的軟件設計主要包括三部分內容:設備服務器與PLC站的通信、遠程監控設計。
本地水位監控系統采用Omron公司的C200HG系列的PLC為下位機,用RS-232型電纜將HOST LINK模塊直接連到作為設備服務器的計算機串口上。在此我們采用C++Builder6.0作為開發設備服務器與PLC的串口通信程序。編程時采用Visual Basic提供的MSComm32控件來實現。本文不再贅述。
遠程監控程序是實現遠程客戶和現場設備進行信息交換的“橋梁”,遠程監控程序跟遠方客戶的通信采用Socket技術來實現,監控程序作為Socket的服務器端,通過與遠程Socket客戶端的通信,實現在Internet上傳輸數據。同時把用戶設定的操作參數和現場實時數據存入數據庫中,供用戶進行本地和遠方查詢。
實現Socket的服務器端主要是利用C++Bulider提供的TServerSocket組件,采用非阻塞模式進行通信,當客戶端進行讀寫時,服務器端就會得到通知。
四、總結
遠程監控技術是一門綜合性技術,涉及控制、網絡、計算機、數據庫等多個領域,本文從系統集成的角度深入研究了基于Web的遠程監控系統設計中的軟件設計,在企業要求各個生產部門信息共享的今天,將現場監控級的數據以B/S方式傳送到企業信息層具有一定的指導意義。
過程控制系統論文:生產性實訓過程控制系統分析與設計
實習的效果?除了在硬件環境上模擬企業環境,還要在生產過程上實現企業化管理。實訓過程控制一直是一個難題,如果想達到企業的過程控制標準,必須采取技術手段,靠手工或人為控制都難以達到預期效果。本文介紹了實訓過程控制系統的設計方法和設計思路,通過過程管理軟件和網絡平臺,進行過程實時控制管理,完成項目進度跟蹤、質量控制,過程網上評審等工作。通過這個系統使學生生產性實訓模擬企業化管理模式。
關鍵詞:過程控制;實訓評估;實訓管理
一、研究背景與意義
生產性實訓在職業院校已廣泛開展,但是一直沒有一套有效的、先進的生產性實訓過程控制方法和系統。在這樣一個背景下,根據多年企業項目管理經驗、軟件開發經驗,設計和開發了一套生產性實訓過程控制系統,生產性實訓管理平臺,用于生產性實訓實踐教學實施與管理。項目經理或實訓指導教師可以通過此系統對參加生產性實訓的學生進行項目過程控制和管理,可以對項目進展的全過程進行監控,通過網絡可以監控幾十人或幾百人的項目組成員工作情況,為項目管理提供了有效的、科學的現代化管理手段和方法。
二、系統總體架構設計
(一)功能結構圖
(二)角色描述
(三)頁面設計
(四)實體關系分析
每個項目的標準規范的參考實訓流程中包括多個過程,在每一過程名下建立工單,每一工單與過程有關聯。
(五)功能模塊設計
1.實訓基地模塊。
介紹實訓基地基本情況,實訓基地組織結構。
2.實訓管理模塊。
該模塊是實訓平臺的核心部分,首先在實訓平臺上選擇項目,然后進入項目流程,可行性分析、項目計劃、需求分析、系統設計、程序設計、編碼、測試、維護。每個過程項目經理都可以下達“工單”,開發人員根據“工單”完成各項工作,項目進度和項目完成情況通過“工作日志”體現,開發人員每天都要填寫“工作日志”匯報每天完成的工作情況,項目經理可以在實訓平臺上查閱本項目成員的“工作日志”,了解每個成員工作完成情況,隨時進行督導,發現問題可以隨時在平臺上給與指導。各種文檔都可以通過“工單”下發,通過“工作日志”上傳。代碼、界面設計、測試報告均可以通過這個平臺傳送。項目經理每天也需要填寫“工作日志”發送給技術總監,技術總監負責對項目經理的管理和考核?！斑M度”是項目開始時設定的,由于一些環節出現問題可以調整進度,但總進度原則上不能調整,“進度”的把握是對項目經理重要的考核指標。項目經理通過實訓平臺對實訓學員進行項目評估和實訓評估。
3.實訓資源模塊。
可下載實訓指導手冊、項目案例、質量規范、軟硬件資源等。
4.實訓安排模塊。
主要功能是實訓申請,在實訓平臺上填報實訓申請單,實訓審批同意,公布實訓安排,實訓時間、工位位置等。
5.人員管理模塊。
實訓人員基本信息錄入,形成實訓人員標示碼,對實訓學員進行工作安排、日?？记凇嵱栐u價等。
6.項目立項模塊
主要功能是新項目評審,通過專家評審的項目自動從待評審項目數據庫中轉為實訓項目。同時公布項目評審結果。
三、業務流程設計
1.項目經理選擇項目
2.項目經理申請實訓
3.實訓基地審批實訓,創建項目編號,此編號貫穿整個項目。“實訓安排表”自動生成。
4.項目經理建立本項目的實訓學員基本信息。注意實訓項目編號要選對。
5.項目經理在“項目列表”中選擇當前實訓的項目編號,項目名稱,進入當前實訓項目。
6.項目經理創建工單。
7.實訓學員只能進入實訓項目,其他項目名稱變灰,屏蔽。
8.實訓學員接到工單后仔細閱讀并確認。
9.工單確認信息隨時發送給項目經理。
10.項目經理發放項目文檔。
11.實訓學員根據工單分配的工作,進入相應的項目流程。
12.實訓學員按工單要求提交項目文擋或接到項目文檔后學習理解,
將描述理解的內容和補充的文檔發送給項目經理。
13.項目經理給與評審意見和成績。
14.項目經理每天都將接到“待處理文件”,“待處理文件”按時間和文件類型排序。處理過的文件名變顏色。項目經理每天檢查工作日志,督促工作。項目經理對測試組的測試結果,轉送給開發人員,程序修改完后,進行復測,直至測試通過。
15.實訓學員每天同樣也有“待處理文件”,“待處理文件”按時間和文件類型排序。處理過的文件名變顏色。實訓學員每天要提交日志、程序、文檔等,每天查看項目經理評審意見。
16.項目經理根據階段情況,匯總給出實訓評價,綜合成績自動計算生成。
17.項目經理提交日志、文檔給技術總監。
18.技術總監根據項目經理日志、提交的文檔、實訓學生總體成績、項目完成情況對項目經理進行考核。
19.項目經理可以進行新項目立項。
20.項目評審組評審通過的項目轉成正式“實訓項目”,加標示。
四、過程控制方法
項目管理最主要的工作是過程控制,如何實現對生產性實訓的過程控制?我們借鑒了軟件企業對軟件開發項目管理的控制方法,借鑒了軟件工程、項目管理的思想和方法,采用了CMM(能力成熟度模型)過程控制和項目質量管理方法,使項目管理從無序的初始級(CMM1級)到項目管理可重復級(CMM2級)、項目管理已定義級(CMM3級)、項目管理已管理級(CMM4級)、項目管理優化級(CMM5級)。通過這套系統項目經歷可以對項目管理進行持續改進,通過項目經理下達工單、學生提交日志的模式,項目經理可以監控每位實訓學生項目完成的進度和質量情況,同時可以了解每位學生生產性實訓的狀態,工作態度、學習態度等,工單就是項目經理給每位學生下達的任務,工作日志反映學生完成任務的情況,通過此系統解決了一位項目經理或實訓指導教師難于管理和控制每位學生的問題。過程控制系統可以實現每天實時監控也可以監控項目過程的節點情況,可以建立里程碑。過程控制系統可以自定義工作流,除了軟件開發項目可以通過此系統進行管理,其他項目也可以通過此項目進行管理。生產性實訓負責人或院領導也可以通過此系統了解學生生產性實訓的情況,因為日志反映了學生的實訓狀況,通過此系統也可以了解項目經理或實訓指導教師組織生產性實訓的工作情況,工單和日志是否認真填寫,反映項目經理或實訓指導教師責任心和項目經理或實訓指導教師工作態度。
過程控制系統論文:基于綜合項目教學法的過程控制系統教學改革
摘要：過程控制系統是一門綜合應用學科，是自動化專業的主要專業課之一。針對該課程的綜合性提出綜合項目教學法，以綜合項目為主線，整合過程控制系統和其他涉及到的學科，既能培養學生的綜合應用力，又能培養學生的實際工作能力，有效地為社會培養了大量的應用型人才。本文從綜合項目教學法的實施情況來看，該教學方法有效地提高了學生的學習積極性，培養了學生的綜合能力，取得了良好的教學效果。
關鍵詞：過程控制系統；綜合項目教學法；教學改革；綜合知識技能
一、引言
近年來教師從不同方向對教學改革進行創新，文獻[1]中“問題式教學”的教學模式是直接從問題入手組織教學，將專業知識隱含在解決問題的過程中，讓學科知識服務于培養學生解決實際問題的能力。文獻[2]基于體驗學習的“過程控制”實驗教學，強調個體，強調實踐，強調學習者的反思，通過學習者與現實世界的溝通與聯系，不斷促進學習者自身的發展，同時也促進了社會的發展，實現了人的發展和社會發展的統一。
過程控制是自動化專業的重要專業課，是與現實工程技術最接近的一門課程，針對該課程的綜合性提出綜合項目教學法，旨在檢驗學生的知識掌握水平和綜合應用能力。
二、綜合項目教學法
項目教學法的實施以學生活動為中心，教師扮演組織者、引導者的角色。為了跳出學校實驗室的單一性實驗，本文提出綜合項目教學法，讓項目包含更多的學科。在企業生產過程中，一個項目的制定與實施，都有一個團隊進行計劃和操作，項目所涉及的學科不止一個，每個成員側重于某一方面，到弄清楚整個項目的原理，實現共同學習。所以，綜合項目教學法是采用分小組的形式，一個項目組的成員按照共同制定的項目目標，共同起草學習工作計劃，并予以實施，展示與評價。按照教師與學生在整個教學過程中的角色，綜合項目教學法的一般流程如圖1所示。
圖1中按照教學過程中的兩個角色，分別描述了各自的職責，以及教學與接受教學的一般流程。
1.項目探索。項目探究包含兩個方面，一個是項目的制定，另一個是項目的探究實施。項目探索是項目教學的核心部分，是為了學生完成項目，通過各種途徑和方法進行問題解決的活動。在項目探究的進程中，學生要細化教學內容和項目主題，發現問題，并小組協作解決問題。（1）制定計劃。對一個項目進行探索，首先需要一個綱要進行引導，那么就需要制定一個項目計劃。從學生角度來說，需要制定項目的實施方案、時間計劃，對任務進行合理分工。此環節有利于學生在后期的項目進行中掌握并調節活動進度。教師在整個項目中的作用是引導和提供輔助作用，教師可以提供給學生一些相關的學習資料，也不會讓學生花費太多的時間在資料的查找上面，但適當的留給學生一些搜索任務是必要的，可以鍛煉他們的文獻檢索、網絡資料檢索能力。學校的網絡教學是一種很好的可以分享資料與教學的一個平臺，并且該平臺可以讓學生在課余時間也能學習到課程，同時也能記錄學生的學習時間與次數。一節45分鐘的課程是有限的，教師的講解不能很深入，這需要學生按照老師的要求去進行深入學習。本課程建設相應的教學網站，可以將教學資源上傳至該平臺，同時也可放置相關的測驗，讓學生在學習后進行測試，看看自身掌握知識的情況，這也給教師的教學帶來很大的方便。（2）項目的探索實施。綜合目教學法，讓學生在平時的學習中參與老師的科研活動，在見習、實習時參與工廠的工程項目，將短時間的課堂教學變為長期的專業培訓。這樣學生培養了學習興趣，鍛煉了自學能力，可以對所學知識進行整理補充。這種集創新教育與基礎教育于一體的教學模式，能在循序漸進的研究性課題教學中培養學生的探索精神與創新能力。
2.后期成果展示與評價。經過一段時間的學習和實踐，在小組成員的潛心計劃和努力下，對所完成的項目成果在大的范圍內進行展示與交流是很有必要的，這是對學生的付出和能力的肯定。
成果交流的形式多樣，可根據實際教學的需要選擇合適的交流形式。匯報的內容有項目的背景和意義、項目流程、小組成員的分工、項目工作中組內成員的交流和感想記錄、作品的演示等。對于大的項目，教師可以規定學生定期展示項目的階段性成果，對于學生來說，可以通過作品反映學生已掌握的知識和技能，教師也可以根據階段性成果了解教學效果，記錄教學中學生一般會遇到的問題，進行教學反思，改進教學方法。
三、綜合項目教學法在教學中的應用效果
通過教學過程中綜合項目教學的應用舉例，從而看到所取得的教學效果。所選取的項目課題是基于STM32單片機的自動孵化系統。從字面上來看，所涉及到的學科包含單片機、過程控制系統、傳感器技術與應用、計算機軟件程序設計等學科。經過學生調研收集到相關信息，能夠比較清楚地看到多個模塊。
在設計完外部電路后，就需要用軟件來進行控制，控制方面需要用相關的程序進行驅動。采用的是RVMDK 3.80A軟件基于C語言進行編程，使得該部分對學生的編程能力也會有所提高。
這一套系統的設計與完成，幾乎涵蓋了學生所學專業課的大部分科目。真正的培養了學生的綜合學習能力。圖2所示為學生所完成項目成果。
四、結論
綜合項目教學法以學生完成項目為中心，綜合各學科的基礎知識，學生自己制定項目計劃。項目完成過程中需要的資源由學生自己去搜集，需要用到的知識由學生自己組織，由學生自己確定解決方案，充分調動學生的主觀能動性。學生需要對自己的學習過程負責，自己管理學習進度和計劃、用各種途徑進行信息收集、單獨地分析自己分配的活動任務、運用新建構的知識解決復雜而實際的問題，創造性地生成作品，并對問題的解決過程進行反思和記錄。該方法增強了學生學習的獨立性和責任心，使學生真正地獨立自主。經過教學實施發現，該教學方法取得了較好的教學效果，提升了學生的積極性，學生的綜合技能得到了很大提高。
過程控制系統論文:一種熱軋過程控制系統的應用與研究
摘 要：此過程控制系統是國內自主集成的控制系統，根據熱軋工藝的特點，系統結構分為粗軋過程控制系統、精軋過程控制系統、層冷過程控制系統和數據中心四個部分系統能夠保障四個過程控制系統間的通訊，又能保障與基礎自動化之間快速通訊；在模型方面分為粗軋模型、精軋模型、層冷模型，每個模型即能夠獨立計算又相互影響，最終給出合適的控制值。
關鍵詞：熱軋；過程控制；內存映像網絡
今年來國內冶金行業中，熱軋過程控制系統有了進一步發展。在鋼鐵行業中，過程控制系統（以下簡稱二級），與一級基礎自動化（以下簡稱一級）和零級傳動組成自動化控制的三個重要部分。
1 系統簡介
此系統整體結構分為非控和模型兩部分。
其中非控包括粗軋非控、精軋非控、層冷非控、數據中心；非控部分主要功能包括了粗軋、精軋、層冷控制系統間的電文的通訊；采集一級反饋的現場的實時數據，提供給模型計算，并將計算結構的下發給基礎自動化；根據傳感器信號跟蹤板坯號；數據中心接收并保存粗軋、精軋和層冷控制系統產生的過程數據，與三級、加熱爐二級、磨輥系統進行通訊，班次處理。
模型包括粗軋模型、精軋模型和層冷模型。三種模型根據非控跟蹤的板坯號，在不同的位置進行適當的計算和自學習，為一級提供設定依據。
系統硬件分別由粗軋服務器、精軋服務器、層冷服務器和數據中心服務器組成，分別部署了粗軋二級、精軋二級、層冷二級和數據中心，由一臺以太網交換機相連，用于過程控制系統間通訊，又通過一臺內存映象網交換機與一級相連，用于二級與一級之間的通訊。
2 非控部分
2.1 網絡結構
此熱軋生產線二級分三個網絡段。
及時個網絡為Level2內部網絡，由一臺以太網交換機為樞紐，將粗軋二級（RMC）、精軋二級（FMC）、層冷二級（CTC）、數據中心（DCC）、加熱爐二級、運輸鏈二級聯系起來，組成Level2內部網絡。用于各控制服務器間傳送數據；通過此網絡粗軋二級接收加熱爐二級發送過來的初始基礎數據，精軋二級將跟蹤數據發送給運輸鏈二級。
第二個網絡為實績數據傳輸網絡，由一臺以太網交換機連接數據中心（DCC）、MES、軋輥間（RS），數據中心按要求向MES發送板坯的軋制數據，在粗軋機、精軋機換輥期間數據中心向軋輥間發送舊輥軋制數據，接收軋輥間新輥數據并發送給粗軋二級或精軋二級。
第三個網絡為內存映像網絡，是一種用于高速數據傳輸的網絡。此網絡上的設備包括粗軋過二級、精軋二級、層冷二級、畫面服務器以及一級的控制器。
2.2 軋件跟蹤
系統引進“跟蹤共享區”概念，將共享區分成90個區域，可以存放90塊鋼的數據。循環使用1～86號共享區；按照實際出爐的順序，將板坯初始信息、計算結果存放在此共享區，然后根據軋線中多個關鍵的傳感器信號，來進行板坯跟蹤。
2.3 人機交互界面（HMI）
HMI包括軋線跟蹤、粗軋設定、精軋設定、層冷設定四個主要頁面。方便操作人員和調試人員查看板坯狀態。
3 模型部分
模型分為粗軋模型、精軋模型和層冷模型。
3.1 粗軋模型
粗軋平輥模型根據PDI數據和加熱爐實時數據進行計算，主要計算出粗軋各道次的軋制溫度、相對壓下率，軋制速度。粗軋立輥模型實現目標寬度控制、中間坯寬度控制、板坯頭尾短行程寬度控制、板坯頭部縮頸補償控制。帶鋼經過精軋出口時，精軋二級系統將實際測量的帶鋼出口寬度和實際厚度反送給粗軋模型。模型通過對控制目標寬度和實測寬度進行比對，修正精軋出口寬度自學習參數，從而修正中間坯的控制寬度，提高寬度控制精度。
3.2 精軋模型
精軋設定模型根帶鋼的目標厚度和中間坯的厚度，確定各機架出口厚度；末架的穿帶速度可采用查表法或者利用終軋溫度與末架穿帶速度的經驗公式來確定；結合各機架的前滑值，求出各機架的穿帶速度。利用溫度模型預報精軋入口和出口以及各機架的溫度，計算各機架軋制力，然后完成輥縫設定計算。
精軋模型自學習的過程：根據實測數據計算模型自學習所需的導出變量；通過軋制過程模型求逆反算模型自學習參數；更新設定模型自學習系數，以便用于隨后的軋制，以提高模型預報精度。
3.3 層冷模型
CTC是一個以前饋為主，反饋為輔，不斷進行自學習的閉環控制系統。將板帶從頭部到尾部進行物理分段（以下稱為樣本），對每一段分別進行信號檢測，并根據目標溫度分別進行模型計算，求出各樣本的集管組態，對其實施分段控制。
4 結語
本系統經過在生產線部署后的不斷調試，目前已經能夠滿足生產線的要求，厚度控制穩定，卷取溫度基本合格，凸度和表面質量能控制在目標范圍內，整體效果較好。系統整體運行穩定，維護方便，是國內自主集成熱軋生產線中較先進的二級系統。
過程控制系統論文:集散控制系統在化工過程控制中的應用
（貴州理工學院 550000）
摘要：集散控制系y是基于計算技術發展起來的，在工業中的應用比較廣泛，對工業控制技術有重要的影響。這種控制系統有許多優點，能夠實現智能化的控制。在一定程度上提高化工生產的質量，促進化工企業的發展。本文將探究集散控制系統在化工過程控制中的應用。
關鍵詞：集散控制系統；化工生產過程；化工控制
引言：集散控制系統結合了網絡通信技術、圖形顯示技術以及計算機技術等，是一個技術的集合體，其核心組織是微處理器，這個系統可以集中的監控生產過程，并進行分散控制和管理，能夠實現控制的實時性、智能性，提高控制工作的質量和效率，已經逐漸成為化工生產中的重要技術。
1集散控制系統的概念
這種系統是一種計算機系統，能夠集中管理生產過程，并對生產過進行分散式的控制，這種控制系統建立在科學技術的進步和工業生產的要求之上，符合時展的需求[1]。集散控制系統融合了多種技術，能夠降低生產風險，優化生產過程。其工作過程具有很強的技術性。
2集散控制系統的特點
集散控制系統有諸多特點，可以進行分級遞階控制、分散控制，具有完善的控制功能。系統控制規模越大，分級范圍也就越廣，包括水平分級和垂直分級。在分級遞階控制中，最簡單的控制系統在垂直方向上也分為兩個部分，一部分是操作管理級，另一部分是過程控制級，兩個控制級能夠互相協調，承擔傳送數據和接受指令的任務，同時，水平級之間也在進行數據的轉換工作[2]。分散控制包含的意義范圍比較廣，有功能分散、危險分散、設備分散、人員分散、復合分散等，分散的目的是降低生產的風險，提高身產效率。集散控機制系統具有調節回路的功能，無論簡單的還是復雜的回路，都可以有效的調節控制。系統在運行的過程中可以進行各種運算。集散控制系統中還有專家控制系統，通過這個系統可以實現 各種控制，如邏輯控制、反饋控制、順序控制等，可以顯示、輸出數據，實現各種操作。操作站的顯示器分辨率比較高，結合復合窗口技術，能夠多角度、多方位的顯示監控畫面，畫面清晰，數據信息明確。硬件設備先進，使操作更方便舒適。集散控制系統還有易操作的特點。系統提供的信息很容易辨認，度與異常情況能夠自動發出警報，為操作人員提供更輕松的工作條件。
3系統設計方法
3.1系統工作原理
集散控制系統的控制對象是水箱、模擬鍋爐以及管式電阻爐，不同的控制對象有不同的要求和控制算法，選擇相應的算法，通過計算機進行自動控制，下位機的管理、監督等工作需要通過上位機的輔助來完成。控制的方式包括直接數字控制以及儀表控制，數字控制是將計算機于數據采集板卡相連，通過何種方式實現控制，用智能儀表對其他回路進行調節。通過一定的數據交換對生產過程進行集中管理和分散控制。
3.2設計思想
集散控制系統的設計是圍繞控制對象進行的，將鍋爐或管式爐水箱中的水位和溫度作為被控參數，對測量元件進行選擇，可以選擇壓力變送器、熱電偶或熱電阻，與此同時，配備相關的執行部件，選擇適當的控制器，設計出水位控制系統或溫度控制系統，經過參數整定后，系統就可以穩定的運行。這種系統的度比較高，性能良好。但是，在進行試驗的過程中，工作人員需要對各類數據進行跟蹤記錄，工作量比較大，也比較冗雜。要想提高系統的自動化水平，集中管理各種功能，需要對控制系統做出適當的改進，減少設備的引入，對尚未計算機進行軟件開發，實現對不同對象的控制，同時對被控對象進行監控和操作，使控制系統能夠同時滿足各種工作需求，對化工生產過程進行分散控制以及集中管理。
4應用中的問題及解決方法
4.1報警系統問題
集散控制系統雖然有較好的作用，但在應用的過程中也存在一些問題。該系統的應用領域比較廣，許多化工企業都可硬應用這種系統。在應用的過程中，報警系統的有效性還有待提高。當發生緊急情況時，系統只能發出報警信號，卻不能完整的顯示危險信息的存在位置以及相關的情況，工作人員需要自行查看情況，正價了工作難度，不能有效的節約時間，可能延誤處理問題的時機，因此，有必要優化報警系統。
4.2應用安全問題
要想讓集散控制系統有效發揮管理和控制的作用，首先要保障系統自身的安全運行。在集散控制系統匯總，中央處理器是最重要的組織，整個系統的運行狀態都受到中央處理器的控制，如果系統的相關功能不完善或受到了一定的干擾，中央處理器的運行狀態就會受到影響，不能有效的度聲場過程進行管理和控制，可能造成一些安全事故。因此，在化工生產中，要定期的對系統進行檢測和維護，保障中央處理器的運行狀態穩定安全，從而降低生產事故發生的幾率。
4.3防雷能力問題
雷電對各種電力系統都會產生影響，集采控制系統也不例外，通常情況下，給控制系統安裝避雷針就能達到防雷的目的。但是，集散控制系統對接地裝置的要求是比較高的，在防雷工作中，需要提高系統的抗干擾能力，在設計系統和一些參數的時候，還要結合具體的工業生產需求，保障設計科學合理，從而減少事故的發生，提高生產的安全性。
4.4通訊接口問題
在集散控制系統的運行中，通訊問題是比較重要的，總系統內部的各個子系統必須保障良好的通訊功能，才能有效的進行訊息傳遞，更好的發揮集散控制系統的作用，接口出現問題就會導致報警信號不能及時發出，影響緊急情況的處理，這對于各種化工生產來說都是不利的，因此，在應用的過程中，要對信息記錄點進行合理的分配，根據工廠的具體運行環境對接口進行合理的規劃，防止安全事故的發生。
5發展前景
在科學技術不斷發展的時代環境中，工業生產對技術的要求不斷提高，集散控制系統的各種功能還需要不斷的發展，提高系統的安全性和穩定性，簡化操作系統，降低技術難度，為用戶的使用創造更好的條件，才能提高市場競爭力。未來，系統的發展平臺將更加開放，系統制造廠家會改變封閉的發展發展方式，建立開放的交流平臺，讓不同的廠家能夠實現技術的交流忽然設備功能的互補，共同開拓市場，提高行業的市場競爭力。系統的結構也將向分散化、微型化方向發展，采用一機一回路的設計，較大限度的分散風險[3]。大力開發新的軟件功能，建立標準的模塊系統，讓計算機軟件的功能更多樣，具備約束、調節和優化的功能。有利用光導纖維技術，讓通訊更加高效便捷。集散控制系統還應與PLC相互滲透融合，提高系統的控制性能。這是集散控制系統的發展形勢。未來，集散控制系統可能會取代傳統的控制系統，為化工企業的發展提供更有利的技術支持。隨著網絡通信技術、計算機技術、人工智能技術的不斷進步，集散控制系統的性能和使用價值也會不斷的提高，向更深的層次發展。
結語：綜上所述，集散控制系統是一種高級的控制系統，在化工生產過程中有重要的利用價值，隨著計算機技術的發展，集散控制系統也會得到進一步發展，其智能化水平會不但提高，形成穩定的控制規律和控制策略，為化工生產提供更有效的技術保障。
過程控制系統論文:基于MATLAB過程控制系統的應用設計研究
摘要：針對Mtlab/Simulink仿真手段在過程控制系統的使用，介紹了Mtlab/Simulink仿真手段、過程控制系統以及基于Matlab的過程控制仿真的一般步驟。在仿真的基礎上，研究了過程控制系統中PID參數調節的應用和鍋爐水溫控制中PCI數據采集的應用。結果表明，Mtlab/Simulink仿真手段為過程控制系統仿真研究提供了方便，對預測實際過程系統中根本不允許做的實驗具有十分重要的意義。
關鍵詞：MATLAB；過程控制；仿真
0引言
隨著計算機技術的飛速發展，過程控制的許多控制策略現已實現，為過程控制的發展提供便利。鑒于其在不同領域的應用，表明計算機模擬方法輔助研究中靈活性和通用性，與此同時，仿真技術的應用也帶來了越來越多社會效益和經濟效益。過程工業具有一般生產量大、成本高，因此在連續生產的過程中要求考慮經濟效益和安全效益。在過程工業中，由于高度危險性，很多都禁止在真實系統上進行研究，而仿真技術只是模擬過程，并不會帶來任何安全問題，因此，很多過程控制首先都通過仿真手段驗證其安全性。另外，仿真手段還可以對一些實際并不存在的只是計劃中的過程系統進行試驗研究。再根據模擬的結果調整過程系統的設計以達到工業流程的要求。高質量的仿真模型能夠預測實際過程系統禁止做的實驗結果。所以，研究過程控制系統計算機仿真是十分必要和有意義的。
1Matlab/Simulink仿真手段
Matlab（矩陣實驗室）是MATrixLABoratory的縮寫，是一款由美國Mathworks公司在1982年發明的一套商業性能數學軟件，具有算法開發、數據可視化、數據分析等功能。MATLAB具有非常強適用性，適合不同領域的應用，通過在MATLAB中引入很多不同的附加工具箱，使Matlab不僅是局限于數值運算，還能進行系統識別等其他操作。Simulink是Matlab軟件的延伸，它突破了靜態系統建模的局限，可以實現更復雜的動態系統建模。通過Simulink模塊建立的模型具有可視性，使用者可以通過直觀的動態系統模型來進行仿真操作。
2過程控制系統
控制系統仿真是指用計算機上的模擬軟件，模擬控制系統，通過連接計算機實現調試和測試的過程。它的目的是通過在計算機上輸入系統參數和選擇結構來模M控制系統的過程，以檢查試驗系統項目是否合格。過程控制系統包含單回路控制系統和串級控制系統兩種。單回路控制系統由于回路比較單一，相應的過渡時間也比較短。由于單回路控制系統簡單良好的自我調節能力，一般呈現出來的穩定性也比較高，對一些干擾液位的影響因素的抵抗能力相對也比較強。因此，單回路控制系統滿足液位過程控制要求的一般過程。串級控制系統由兩組檢測變送器和兩個調節器組成，兩個調節器通過串在一起工作，前一個調節器的輸出設置給下一個調節器。系統主要包括主變量和子變量兩種變量，串級控制系統中的主變量是變量的主導變量，子變量引入的主要作用是為了穩定主變量。主調節器的輸出作為子調節器的參考，系統通過輸出子調節器來操縱執行器，實現主控制變量的控制。整個系統包括主回路和子回路控制回路。主回路是指副回路閉合狀態下等效的單回路，此時，副回路相當于一個等效的控制閥。副回路有時也被叫作內環，它具有快速調節的作用。一次擾動不包括子回路中的干擾，主要被主回路控制。副回路的目的是快速克服內環中的各種擾動，主要是二次擾動的影響，即子回路中的干擾。
3過程控制的仿真設計及應用
3.1控制系統仿真的一般步驟
（1）首先建立過程控制系統中需要的數學模型。包括應用對象結構功能測試，PID參數測試以及驗證系統性能指標的控制系統的測試等在內的數學模型。
（2）設計算法并在計算機程序中創建仿真模型。這個數學模型通過計算機程序語言來進行調整和運行。
（3）使用仿真模型模擬實。通過在計算機上運行仿真模型，然后根據模擬結果調整數學建模的參數以達到最理想的仿真模型。
3.2PID參數調節
PID（比例積分微分）是一種傳統的過程控制方法。由于許多受控過程具有調節復雜，變化原因復雜，反應機理復雜等特點，在實際應用中常常需要考慮PID控制中一個重要問題即調整PID參數。經過試驗發現工藝參數和模型結構一般都對時間和工作環境比較敏感，在PID控制中，它一般需要能夠在極短的時間內發揮PID參數整定超前作用讓被控過程快速趨于穩態，并且可以在線調整PID參數以滿足實時控制的要求。
PID控制廣泛應用于過程控制，操作簡單，實用，易于實現?？刂破鞯脑O計的關鍵是PID控制器的調整?？紤]實際應用中要求節省成本，降低經濟，避免重復調整PID控制器參數，在生產中要注重有效性、快速性。PID控制模型采用下式形式：
G（s）=Kc（1+1/Tis+Tds）
一般控制系統常用ISE誤差平方積分方法、ISTE時間誤差平方方法、IST2E時間平方誤差積分方法，根據閉環系統的響應波形和負載擾動確定PID參數。典型的PID控制器參數如下：
Kc=（a1/K）*（T/T）b1
Ti=T/（a1+T*b2/T）
Td=a3T（T/T）b3
對于不同的T/T范圍，PID各參數可通過得到的（a，b）參數表算出。
我們經常使用衰減曲線法來調整參數，先將調節器變為純比例作用，通過改變給定值的方法加階躍干擾，按照遞減的順序依次改變比例度，直至出現4∶1（10∶1）為止。將比例度δk記錄下來，衰減周期Tk可以從曲線上計算得到：
衰減曲線法等工程整定法對于頻繁干擾、不規則的記錄曲線等情況，難以直接應用于實際，所以可以通過仿真方法來獲得控制器的參數，它可以在工業領域中使用。
3.3PCI數據采集
PCI數據采集卡普遍應用于工業中，在控制程序的設計，主要使用VB調用一個動態鏈接庫或者控件的方式來實現數據采集過程。一些專家和學者為了實現分析和數據采集的高精度目標，使用MATLAB控制Nl采集卡來進行數據采集。復雜高級的控制算法一般僅靠MATLAB難以開發，經過不斷探索發現結合MATLAB和PCI采集卡可以實現這一目的。采用這種組合，這種高級的控制算法開發比較容易，時間相對也比較短，代碼也可以重復使用。另外，這種組合也可以簡化計算過程和數據的存儲，最終達到過程控制的目的。
鍋爐水溫控制中主要是通過MATLAB工具結合數據采集卡來實現過程控制的原理。鍋爐水溫控制是采用的是成本低但功能強大的PCI-1711型號的采集卡實現數據采集和過程控制。該卡同時擁有16個數字輸入、16個數字輸出端以及12位的A/D轉換器，這種型號的數據采集卡的采樣速率可以高達100000赫。
MATLAB數據收集工具盒是專門使用在數據采集方面的一組函式庫，可以智能和及時采集數據。這種工具盒集合了數學計算，圖形化輸出和強有力的計算機程序語言。數據采集工具盒包含3種組件：M文件函數（MFF）、數據采集引擎（DAE）、硬件驅動適配器（HDA）。MATLAB程序通過這三個部件實現硬件互連并采集數據的指令。
4結束語
在這項研究中，使用MATLAB/Simulink相結合的方式，對過程控制中的PID參數調節做了仿真研究，通過仿真比較驗證了PID調節器的比例、微分和積分調節作用，發現其能夠在偏差出現時自動產生調節和控制作用，從而實現了PID參數實時調節。因此，很多實際過程控制系統當受到干擾而偏離原來的平衡狀態時，PID參數實時調整有助于系統快速從初始偏差回復到原平衡的狀態。另外，對鍋爐水溫控制系統中應用MATLAB實現過程控制作了簡單的介紹，基于MATLAB的PCI數據采集容易開發出高級的控制算法，它具有開發周期短，高代碼重用率，輕松實現過程控制的優勢。
過程控制系統論文:基于PLC的過程控制系統實驗模塊開發
摘 要 設計基于PLC控制器的過程控制實驗模塊，可結合PLC、PLC模擬量擴展模塊等構成便利性、實用性很強的綜合實驗系統，能滿足過程控制、PLC課程的實驗教學要求，可使學生加深對過程控制系統、PLC控制、PID技術等知識的掌握。目前該實驗模塊已獲國家發明專利。
關鍵詞 過程控制系統；PLC；實驗裝置
1 前言
^程控制是一門理論與生產實際結合緊密的自動化專業課程，具有很強的工程實踐性，相應的過程控制實驗是本課程重要的教學環節。學生通過實驗，可以了解各種過程控制儀表（包括檢測元件及變送器、調節器和執行器），掌握過程對象的建模方法和過程控制系統的設計方法（包括系統構建、控制算法設計、控制參數整定等），并對計算機過程控制系統有一定的了解及掌握。
南京工程學院為提高學生的理論素質、實踐能力和改善就業，用大量資金購置多套專業實驗裝置。過程控制實驗室原先采用的是浙大中控10多年前的SUPCON JX-300 DCS系統，配上基于工業過程的物理模擬對象系統，該系統包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數，可實現系統參數辨識、單回路控制、串級控制、前饋―反饋控制、比值控制、解耦控制等多種控制形式。但由于使用年限較長，技術陳舊，且系統站點通信也不，給實驗的正常開展及實驗效果帶來很大影響。
學校近年添置一套南京科遠自動化NT6000 DCS系統，但該系統沒有配備物理控制對象，只能在DCS的工程師站上進行模擬組態和運行，使得學生不能通過實驗真實體驗實際工業生產過程控制的具體流程，不能幫助學生真正建立過程控制系統的概念，存在理論和實踐脫節的問題。
以上兩種基于DCS的實驗系統都屬于站點多（包括現場控制站、工程師站、操作員站等）的大型裝置，占用實驗場地大，添置、改造成本高，實驗的靈活性、便利性較差。另外，PLC作為工業自動化的三大支柱之一，由于其技術的發展、性能的提高、組網通信功能的靈活，現已廣泛應用于過程控制領域，與過程控制的結合愈發緊密。為此，研究開發一套基于PLC控制器的混合信號實驗模塊。該模塊既可作為過程控制系統課程的教學實驗裝置，又可作為PLC課程的實驗控制對象，分別進行開關量和模擬量控制的多個實驗，減少專業實驗裝置的投資，有效提高裝置的利用率和實驗的便利性。此外，在該實驗模塊基礎上還可進行設計性拓展，有利于培養學生的動手能力、創新意識和科研素質。
2 實驗模塊設計
系統框圖 設計的基于PLC控制器的過程控制實驗系統框圖如圖1所示。該實驗系統由PLC、實驗模塊（PCB板）、PLC模擬量擴展模塊等構成，是一套便利性、實用性很強的實驗裝置，能滿足過程控制、PLC課程的實驗教學要求，還可為學生加深對過程控制系統、PLC控制、PID技術等知識的掌握，建立明晰的系統概念。
實驗系統各部分說明 由實驗模塊作為主要受控對象構成的實驗系統主要包括模塊PCB板、PLC控制器和PLC模擬量擴展模塊：PCB板包括DC-DC電路、信號給定及被控對象電路（模擬PI調節模塊和模擬二階被控對象模塊）、數字信號輸入輸出電路、譯碼鎖存及數碼顯示電路、PCB板輸入輸出接口、及時端子排和第二端子排；PLC控制器包括電源電路、PLC控制器輸入輸出接口和中央處理單元；PLC模擬量擴展模塊包括PLC模擬量擴展模塊輸入輸出接口。數字信號輸入輸出電路、譯碼鎖存及數碼顯示電路和PCB板輸入輸出接口均通過及時端子排與PLC控制器輸入輸出接口相連接，信號給定及被控對象電路通過第二端子排與PLC模擬量擴展模塊輸入輸出接口相連接。
實驗模塊的特點 采用通用化設計，PLC主機及其模擬量輸入輸出模塊可以根據用戶要求自行配置，如西門子、三菱、歐姆龍、松下、臺達等，適應性強；功能，實驗項目豐富，結合過程控制和PLC的經典控制實驗，可以豐富目前高等院校過程控制及PLC實驗教學內容；成本低廉、輸入輸出接口通用、使用靈活方便、擴展靈活、易于維護、占用PLC資源少，方便教學實驗，具有良好的應用前景。
3 實驗項目的開發
基于PLC控制器的過程控制實驗模塊，作為模擬被控對象，結合PLC及PLC的模擬量輸入輸出模塊，既可以做諸如多路信號巡回檢測及數據處理、基于PLC的數字PID閉環控制、顯示及報警等傳統過程控制的實驗，也可做諸如帶的交通信號燈控制、順序控制、多路彩燈控制等經典PLC實驗，功能。
基于PLC的巡回檢測及數據處理實驗 由PCB板上的信號給定模塊提供兩路模擬實測物理量，經PLC（以西門子S7 200 PLC為例）模擬量擴展模塊（型號EM235）定時采集輸入，與內給定值進行比較，輸出相應切換信號，并且可以設定物理量的上下限值進行越限報警，同時實現實測物理量的顯示。
基于PLC的PID閉環控制實驗 可通過PCB板上的調試開關連接模擬PI調節模塊102c和模擬二階被控對象模塊102b，模擬二階被控對象模塊102b的輸出量通過PLC模擬量擴展模塊（型號EM235）輸入，通過信號給定模塊102a改變給定值，通^模擬對象輸出量的顯示觀測PID閉環調節的過程，可以通過實驗比較模擬PI調節與PLC的數字PID調節的效果。
基于PLC的交通信號燈控制系統 由PCB板上的16個LED指示燈分別模擬十字交通路口的12個紅、黃、綠指示燈和4個路口4輛汽車的行止狀態，由PLC的數字量輸出口進行控制，東西、南北向的交通控制時間可由數碼管進行倒計數顯示。另外，若將12個紅、黃、綠LED指示燈分成3組，就可模擬進行不同要求的彩燈實驗；還可將16個LED燈分組模擬不同對象，進行各種順控實驗。
4 結語
采用基于PLC的過程控制系統實驗模塊，豐富了過程控制系統和PLC兩門課程的實驗項目和實驗內容，可以方便地組成多種控制實驗，模塊結構配置簡單、靈活，綜合性強、性價比高。該模塊將開關量、模擬量采集與控制結合起來，充分模擬工業控制實際。通過該系統可以使學生對過程控制系統和PLC控制有比較的認識和理解，更重要的是能讓學生將過程控制和PLC的理論知識與工程實踐得到很好的結合，實現把多種專業知識在實驗環節中交叉、融合，為解決目前高校過程控制教學實驗設備陳舊落后的問題提供設計思路，具有良好的實踐意義。■
過程控制系統論文:微課視角下構建《過程控制系統》實驗教學環境的應用探究
摘要：《過程控制系統》是一門專業性、理論性和實踐性都較強的課程。建設實驗課程，優化實驗教學環節至關重要。通過分析實驗教學現狀以及實驗教學面臨的問題，將微課應用于實驗教學改革中，并通過教學案例分析，說明將微課應用于實驗教學改革中，豐富了教學方式，優化了教學效果，促使教學的實施。說明構建微課實驗教學環境在于：定位、主次分明，多元教學、引領創造，主題明確、碎片構建，不同課題，不同方案等方面。
關鍵字：過程控制系統；實驗教學改革；微課；實際效果
《過程控制系統》是一門專業性、理論性和實踐性都較強的課程，要求學生對自動控制原理，檢測與儀表技術，傳感器原理，計算機控制技術等有綜合應用的能力[1]。良好的實驗教學，能有效地將理論知識與實際應用關聯起來，加深對工業生產環節的理解[2]。建設實驗環節課程，優化實驗教學方法至關重要。
一《過程控制系統》實驗教學現狀分析
隨著現代控制理論的廣泛應用，《過程控制系統》的實驗教學環節也在不斷的變化，改革教學方法，改進教學手段，改善教學環境，也取得了一定的效果。但還是存在一些問題，如：
1.實驗經費不足，導致先進的大型實驗設備數量和種類都較少；
2.課時不足，學科的綜合性強，內容多，信息量較大，學生自身實踐和創新能力也存在差異；
3.傳統的教學模式和方法單一，學生的積極性和興趣不高，課堂缺乏活力，課前預習環節更是形同虛設；
4.學生課后沒有復習和重復練習的條件，動手能力得不到提高。
二 微課走進高職實踐課堂，優化實驗教學
（一）微課應用于實驗教學改革
“微課”全稱“微型視頻課例”，它以教學視頻為主要呈現方式，圍繞學科重點、難點、疑難問題、實驗操作等教學過程及相關資源之有機結合，時間在10分鐘以內，有明確的教學目標，集中說明一個問題的小課程[3-4]。微課應用于實驗教學過程包括以下4個部分：
1. 課前準備階段：教師應按照教學大綱，教學目標的要求，根據實驗目的、實驗儀器、實驗步驟等多方面因素，廣泛的收集、組織、設計、編排微課視頻，設計出富有美感、人性化的符合學習者需求的微課件，認真細致的書寫微教案。并將微課資源包及時上傳到網絡平臺，以供學生提前預習，教師通過平臺與學生交流互動，了解學生的理論知識“盲點”，便于在實踐課堂上加強鞏固。
2. 課中教學階段：課堂教學是教學活動的主要部分，但也會受實驗條件的影響，使學生不能多方位的去了解和掌握驗的整個過程。此時，將微課視頻引入實踐教學環節，多方位的展現實驗儀器以及實驗過程，使處在不同方位和角度的同學在視覺、聽覺等方面受到多方位的沖擊。講解結束后，學生在進行交流討論、分組實驗、匯總數據的同時，不間斷的微課視頻播放，能夠提醒學生注意實驗的細節，幫助學生解決遺忘或沒有聽清楚等問題。
3. 課后鞏固階段：利用共享的微課資源包，學生可以在手機、pad、電腦等移動終端上觀看豐富的圖片、視頻、文字材料等，幫助學生回憶實驗目的，過程等細節，完整實驗數據的整理、分析和實驗報告的填寫工作。
4. 長期發展階段：教學活動的結束并不意味著微課應用于實驗教學環節的結束，通過QQ、微信、云盤等公共平臺，共建教學資源庫，達到教師與教師，教師與學生，學生與學生及時交流互動的教學合一的目的，保持微課教學的長期良性循環發展。
（二）利用微課優化“單容水箱液位定值控制系統”實驗教學實例
“單容水箱液位定值控制系統”是《過程控制系統》實驗中典型基礎實驗，是掌握串級、比值、前饋-反饋等復雜控制系統的基礎。以本實驗為例，把微課融入到整個教學過程中，其中課中教學階段細節如下：
（1）微課視頻重復講讀實驗室安全管理制度，本次實驗安全操作和注意事項；
（2）導入工廠鍋爐液位實時控制視頻；
（3） ppt講解，板書結合引出實驗目的；
（4）教師口頭講解實物平臺，并配合微課視頻，多方位展示全貌圖，細節圖等；
（5）學生交流討論，實驗分組，視頻循環播放。
（三）教學效果分析
經過一個學年的教學實施，微課在《過程控制系統》實驗教學環節的教學效果初見成效。
微課教學引入到實驗教學中，激發學生的學習興趣，豐富教學方式，優化教學效果，提高課堂的教學質量和教學效率，促使教學的實施，同時還促進教師專業化發展的氛圍和自身能力的提高。
三 構建微課實驗教學環境
完善實踐教學方式，改進實踐教學環境，優化實踐教學內容，科學分配理論與實踐的教學時間是現代職業教育的重點。在信息化的基礎上，構建信息時代的教育新秩序，新形態，造就具有創新能力的學習者，也是當今智慧教育的要求[5]。微課作為信息化教育的產物，構建微課實驗教學環境，開放實踐教學渠道，也就成了現代職業教育的發展必須。構建智慧化的微課實驗教學環境，需考慮以下幾個方面：
（一）定位、主次分明
要正確處理“微”和“全”的關系，微課不能理解成是一個微型的課程，不能取代教師的作用，它只是一種可以輔助學習與教學的資源。在微課作為教學資源被教師引用于教學之前，需要進行科學的規劃，設計。根據教學大綱和教學目標的要求，準備定位，分清“課堂教學”和“微課資源”的主次，以及在課程中充當的角色。
（二）多元教學、引領創造
“多元教學”有兩層含義：及時，多元層次的學習者。在微課建設時，要充分體現和適應學生多元層次的需求，注重學生能力的培養和發展。第二 ，多元化的教學方式。通過微課豐富的圖片、視頻、文字材料開展多元化的教學方式，精心設計，力求創新，引領創造在教學前沿也是構建智慧化的微課實驗教學環境的必須。
（三）主題明確、碎片構建
教師在進行微課制作時，知識點的選擇應當認真斟酌，并且可以將知識點按照一定的邏輯進行分割，碎片式知識鏈接，構建出完整精煉的知識構架。主題明確，內容突出，碎片構建完整的知識鏈。
（四）不同課題，不同方案
教師應根據不同的實驗條件、實驗類型、實驗環境設計出風格不同，類型不同的微課視頻，交互元素實時增加，不同課題亦有不同方案。同時不斷及時的更新微課件、微教案，爭取做到“一課一題，一題一案，一案一形式”的教學模式。不同課題和不同方案的結合組成完整的教學資源庫更是職業教學對構建智慧化微課實驗教學環境的必然要求。
四 結語
針對《過程控制系統》課程的特點，分析實驗教學現狀以及實驗教學面臨的問題，將微課應用于實驗教學改革中，豐富了教學方式，優化了教學效果，促使教學的實施，并且擴大了學生的知識面，引導學生進行探究性學習。，說明構建智慧化微課實驗教學環境必須注意的四個方面。同時，微課作為一種新興的教學模式并不完善，還需要更深的探索、研究和完善。