TW-CK06高級過程控制對象系統(tǒng)實驗裝置
《TW-CK06高級過程控制對象系統(tǒng)實驗裝置在教學中的應用探索》
各位同仁好，今天我想和大家分享一個在自動化專業(yè)教學中非常實用的實驗設備——TW-CK06高級過程控制對象系統(tǒng)實驗裝置。這個裝置在我們學校的工業(yè)過程控制課程中已經使用了兩年多，教學效果相當不錯，下面我就從幾個方面來談談它的特點和使用體會。
一、設備基本組成與特點
TW-CK06這個裝置啊，可以說是專門為職業(yè)院校自動化類專業(yè)設計的。它模擬了工業(yè)現(xiàn)場常見的液位、溫度、壓力、流量等過程參數(shù)的控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由不銹鋼儲水箱、加熱鍋爐、管道系統(tǒng)、檢測傳感器、執(zhí)行機構等組成，非常貼近實際工業(yè)場景。
我最欣賞這個設備的地方在于它的模塊化設計。各個組成部分都是獨立模塊，可以根據(jù)教學需要進行靈活組合。比如說，我們可以單獨做單回路控制實驗，也可以組合成復雜的串級控制系統(tǒng)。這種設計特別適合我們職業(yè)院校的教學特點，學生可以循序漸進地掌握知識。
另外，這個裝置的安全性也做得很好。加熱部分有超溫保護，水路系統(tǒng)有防漏設計，電氣部分也有完善的保護措施。這兩年來，我們做了上百次實驗，從來沒有出現(xiàn)過安全問題，這一點對教學來說非常重要。
二、主要教學功能與應用
在實際教學中，我們發(fā)現(xiàn)這個裝置可以實現(xiàn)以下幾個層次的教學目標：
1. 基礎認知實驗
對于剛接觸過程控制的學生，我們首先讓他們認識各種工業(yè)傳感器和執(zhí)行機構。比如：
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液位的檢測與控制（差壓變送器、浮球開關）
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溫度的檢測與控制（PT100熱電阻、固態(tài)繼電器）
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流量的檢測與控制（電磁流量計、調節(jié)閥）
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壓力的檢測與控制（壓力變送器、變頻器）
通過這個階段的學習，學生能夠直觀地理解各種工業(yè)儀表的原理和使用方法。
2. 控制系統(tǒng)實驗
在掌握了基礎知識后，我們就可以開展各種控制系統(tǒng)的實驗了：
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單回路控制系統(tǒng)：這是最基礎的控制方式，讓學生理解PID控制的概念
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串級控制系統(tǒng)：比如鍋爐溫度與流量的串級控制
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比值控制系統(tǒng)：模擬化工生產中的配比控制
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前饋-反饋復合控制：提高系統(tǒng)的抗干擾能力
這些實驗可以幫助學生理解不同控制策略的特點和應用場景。
3. 綜合實訓項目
對于高年級學生或者技能競賽培訓，我們會設計一些綜合性的實訓項目，比如：
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多容水箱的液位協(xié)調控制
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鍋爐溫度的多變量控制
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簡單過程控制系統(tǒng)的設計與調試
這些項目能夠培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維和工程實踐能力。
三、教學實施建議
根據(jù)我們這兩年的使用經驗，我想給準備使用這個設備的老師幾點建議：
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分層次教學很重要。這個裝置功能很強大，但不能一開始就讓學生接觸太復雜的內容。我們一般是按照"認識設備→單回路控制→復雜控制→系統(tǒng)集成"的順序來安排教學內容。
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理論與實踐結合要緊密。每次實驗前，我們都會先講解相關理論，實驗后再進行總結討論。比如在做PID控制實驗時，先講清楚P、I、D三個參數(shù)的意義，再讓學生通過實驗觀察參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響。
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故障設置與排除是很好的教學手段。我們經常有意設置一些故障，比如傳感器信號異常、閥門卡死等，讓學生學習診斷和排除故障。這對培養(yǎng)他們的工程實踐能力特別有幫助。
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與企業(yè)實際結合。在教學中，我們會穿插講解這些技術在石化、制藥、食品等行業(yè)的實際應用案例，幫助學生理解學習的意義。
四、使用效果與改進建議
經過兩年多的使用，這個裝置確實提高了我們的教學質量。學生普遍反映通過實驗對過程控制的理解更深入了，去年參加自動化生產線安裝與調試比賽的學生都說，在這個裝置上學到的知識對他們幫助很大。
當然，任何設備都有改進的空間。我個人覺得如果能在以下幾個方面改進就更好了：
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增加一些網絡通信接口，便于開展工業(yè)物聯(lián)網相關的實驗
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配套的仿真軟件可以更完善一些
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可以考慮增加一些典型的工業(yè)被控對象模型
總的來說，TW-CK06高級過程控制對象系統(tǒng)實驗裝置是一款非常適合職業(yè)院校教學的設備。它功能全面、安全可靠、貼近工業(yè)實際，能夠很好地滿足自動化類專業(yè)過程控制課程的教學需求。希望我的這些使用心得能夠對各位同仁有所幫助，也歡迎大家來我們學校交流探討。
最后我想說的是，在職業(yè)教育的道路上，好的教學設備就像得力的助手，但關鍵還是我們老師如何用好它們。讓我們共同努力，培養(yǎng)出更多高素質的技術技能人才！
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