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一、概 述
三容水箱對象系統實驗裝置是由三只互相聯通的水箱組成，這是一臺具有多個輸入和多個輸出的非線性耦合被控物理模型。它的出現為大專院校，科研院所從事自動控制理論和過程控制研究的教師和科研人員提供了一個具體的復雜的被控對象。三個水箱的液位之間存在一定的非線性耦合關系。在這個系統中，既可以進行單個水箱的液位單回路控制，也可以對相鄰兩個水箱的液位進行解耦控制，更可以對三個水箱的液位進行多變量的控制。另外，可以通過閥門的切換將三容水箱控制系統簡化雙容液位控制系統。
"三容水箱對象系統實驗裝置"是模擬現代工業生產過程中對液位進行測量、控制，觀察其變化特性，研究過程控制規律的教學產品。它具有過程控制動態過程的一般特點（大慣量、大延時、非線性），是控制理論與控制工程、過程控制理論教學、實驗和研究的理想實驗平臺。通過水箱液位的控制系統實驗，用戶除了掌握過程控制理論、計算機、儀器儀表知識和現代控制技術之外，還可以熟悉生產過程的工藝流程，從控制的角度理解它的靜態和動態的工作特性。
二、實驗內容（常規配置）
1. 水箱液位傳感器的特性及其標定
2. 單容水箱對象特性測試實驗
3. 雙容水箱對象特性測試實驗
4. 三容水箱對象特性測試實驗
5. 單容水箱液位的定值控制實驗
6. 雙容水箱液位的定值控制實驗
7. 三容水箱液位的定值控制實驗
8. 二容水箱液位的計算機耦合控制實驗
9. 單容水箱液位的計算機模糊控制實驗
10. 單神經元控制實驗
11. 單容水箱液位的計算機預測控制實驗
12. 壓力的單閉環控制實驗
13. 流量的單閉環控制實驗
14. 水箱液位與流量的串級控制實驗
15. 流量的單/雙閉環比值控制實驗
16. 液位的變比值控制實驗
三容水箱綜合控制系統實驗平臺配置清單
序號 | 編 號 | 名 稱 | 數量 |
1 | JSK-01 | 電源控制屏 | 1件 |
JSK-02 | 實驗桌 | 1張 | |
2 | SA-12 | 智能調節儀（按實驗要求需配3件） | 3件 |
配套實驗教學軟件 | 1件 | ||
3 | SA-22 | 遠程數據采集模擬量輸出模塊 | 1件 |
SA-23 | 遠程數據采集模擬量輸入模塊 | 1件 | |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
4 | SA-31 | FM148現場總線遠程I/O模塊（8路模擬量輸入） | 1件 |
SA-33 | FM151現場總線遠程I/O模塊（8路模擬量輸出） | 1臺 | |
SA-34 | MACS控制系統網絡示意圖 | 1件 | |
SA-35 | MCU主控單元（帶PROFIBUS-DP總線通訊接口卡） | 1套 | |
“和利時”MACS V組態軟件 | 1套 | ||
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
5 | SA-41A | S7-300 PLC可編程控制器（含CPU315-2DP模塊、SM331 8路模擬量輸入模塊、SM332 4路模擬量輸出模塊） | 1件 |
STEP7 5.2編程軟件 | 1套 | ||
WinCC 6.0組態軟件 | 1套 | ||
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
6 | SA-44 | S7-200 PLC可編程控制器（西門子S7－200<主機CPU224，集成24點開關量，14點輸入/10點輸出>，模擬量模塊EM235） | 1件 |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
7 | CP5611專業網卡及通訊電纜 | 1件 | |
8 | MCGS工控組態軟件（200點） | 1套 | |
9 | SA-51 | 單片機控制（利用RS232通信接口，配合單片機控制與計算機算法控制軟件<MATLAB軟件>，可實現各種數字式PID運算控制和各種先進的智能控制，并實現數據實時采集作圖） | 1件 |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
10 | SA-71 | 可編程控制器系統（包含FX2N-48MR主機<主機集成48點開關量>、FX2N-4AD 4路模擬量輸入模塊、FX2N-4DA 4路模擬量輸出模塊） | 1件 |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
11 | SA-61 | ADAM-6015熱電阻模塊 | 1件 |
SA-62 | ADAM-6024多功能模塊 | 1件 | |
SA-64 | HUB以太網交換機 | 1件 | |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
12 | SA-63 | ADAM-6500通信控制模塊 | 1件 |
配套實驗教學軟件 | 1套 | ||
13 | SA-03 | 高可靠護套結構插實驗連接線、航空連接電纜及實驗配件 | 1套 |
14 | CG05 | 三容水箱對象系統實驗裝置 | 1套 |
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