引论：我们为您整理了1篇过程控制系统论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
过程控制系统论文:浅析过程控制仪表与过程控制系统
摘 要:现代工业生产过程,随着生产规模的不断扩大,生产过程的强化,对产品质量的严格要求,以及各公司间的激烈竞争,人工操作和一般的控制远远不能满足现代化生产的要求,工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备,它是保障现代企业安全、优化、低耗和高效生产的主要技术手段。
关键词:过程控制 仪表 系统
1、过程控制仪表与控制系统
如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节,控制对象输出的被控变量(T P L F等),经变送、转换成相应的信号,送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较,将偏差值进行一定运算后,发出信号控制执行单元的动作,将阀门开大或关小,改变控制量,直到被控变量与给定值相等。
2、控制系统的工作原理
2.1 液位控制系统
图中,检测变送器检测到水位高低,当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时,调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀,使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。
2.2 温度控制系统
它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时,通过温度仪表测得的变化,并将其信号送至调节器与给定值进行比较,调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀,改变蒸汽量维持出口温度。
2.3 流量控制系统
它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时,流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件,把孔板上、下游的差压接至差压变送器,将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较,流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀,改变阀门开度,就调整了管道中流体的阻力,从而影响了流量,使流量维持在设定值。
自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下:
3、控制系统的分类
由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展,使得控制系统具有各种各样的形式,但总的来说分为两大类,即开环和闭环控制系统。
3.1 开环控制
这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系,当设定值变化时,操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制,即所谓前馈控制,如图:在蒸汽加热器中,若负荷为主要干扰,如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系,当扰动出现时,操纵变量随之变化。
3.2 闭环控制系统
系统的输出(被控变量)通过测量、变送环节,又返回到系统的输入端,与给定信号比较,以偏差的形式进入控制器,对系统起控制作用,整个系统构成一个封闭的反馈回路,这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。
4、结语
通过上面论述表明,自动化程度的完善就等于生产力的提高,虽然先期阶段增大了投资费用,然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约,其特点十分显着,其取得的收益远远大于先期的投入。
过程控制系统论文:浅析工业当中自动化过程控制系统
摘 要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。
关键词:制造工业自动化控制过程控制系统
自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。
1、过程控制系统的特点
(1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。
(2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。
(3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰富。
2、工业中过程控制系统的主要应用
2.1 自动检测系统
利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。
2.2 自动信号和联锁保护系统
自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示)
2.3 自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。
2.4 自动控制系统
利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。
3、过程控制系统的组成
3.1 检测元件
该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。
3.2 控制器
将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。
3.3 执行器
该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。
4、过程控制系统中的闭环控制系统
按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。
4.1 闭环控制系统的优缺点
闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。 其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。
4.2 闭环控制系统的主要类型
根据设定值分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
(1)定值控制系统,其特点是设定值是固定不变的闭环控制系统称为定值控制系统。
作用为克服扰动的影响,使被控变量保持在工艺要求的数值上。
(2)随动控制系统 ,其特点为设定值是一个未知的变化量的闭环控制系统称为随动控制系统。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。
(3)程序控制系统可以看成是随动控制系统的特殊情况,其分析研究方法与随动控制系统相同。其特点为设定值是变化的,且按一定时间程序变化的时间函数。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。
5、过程控制系统的性能指标及要求
过程控制系统的常见信号有:阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。我们在生产中使用最频繁的就是阶跃信号,其数学表达式为:
当A=1时称为单位阶跃信号。其特点是易产生,对系统输出影响大,便于分析和计算。在阶跃信号作用下,被控变量随时间的变化表现的形式有:发散振荡过程,非振荡衰减过程,等幅振荡过程,衰减振荡过程,非振荡发散过程。
通过以上的陈述不难看,过程制造系统在我国各行各业已经有了十分广泛的应用,并且技术也在日趋成熟。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈,产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足这些更高的要求,做为工业自动化的重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。
过程控制系统论文:网络型过程控制系统开发
摘要:过程控制系统及其网络化是现代工业自动化的核心技术。本文通过综述目前过程控制系统实验室的发展现状,提出当前过程控制系统实验室教育所面临的主要问题与不足,同时设计了网络实验室的构架。
关键词:网络化实验室过程控制系统建设方案课程开发
1 网络型过程控制系统简介
1.1过程控制系统实验室现状
1.2网络控制实验系统简介
本过程控制实验系统是将现有的6套过程控制实验装置连接为一个整体的控制网络实验系统,可以使其中的一台计算机控制任意一台ae2000系统设备,实现网络控制。其中服务器可以对任意一台客户机实现监控,随时动态的检测各系统的运行情况。
2网络型过程控制系统实验室建设总体结构
网络型过程控制系统实验室建设由4部分组成:现场实验设备(控制对象、信号检测设备、执行器等)、控制台(各种智能调解器、变送器接线端子、电源等)、现场计算机、远端计算机。
控制台通过智能仪表可以独立完成对现场设备的控制任务并能记录历史、实时曲线。现场计算机通过rs485与控制台的智能调节仪相连获得现场数据并进行pid运算,将所产生的各类控制值写入调节仪,通过调节仪对现场设备进行控制。在进行远程网络控制实验时,现场计算机作为远端计算机与调节仪表进行数据交换的中间环节,同时可以对实验现场和实验过程进行监视,从而正确的指导实验地进行。
2.2现场计算机数据采集系统的实现
网络型过程控制实验系统的数据采集可以采集液位、温度、流量、压力四大参数。这些参数通过变送器输出1-5v标准电压信号,经过rs485总线送出传入计算机。计算机提供的总线接口一般为rs232接口,将rs485总线传出的信号送入计算机,要解决总线接口的转换问题,比如:加入rs232和rs485的转换器模块。采用rs485总线的结构主要是比较适合长距离、无干扰的信号传送。
2.3远端计算机数据采集的实现
在探索远程实验教学发展的前提下,借助互联网完成一套远程控制实验室系统。系统采用基于互联网的浏览器/服务器模式。现场计算机、校内pc、校外pc机的操作系统都选用windows 2000 professional,服务器选用windows2000 server,数据库选用sql server 2000,软件开发平台在客户端采用javaapplet建立socket客户端程序,在服务器端采用java语言建立socket服务器程序。
3 网络型过程控制系统实验室系统的软件结构
3.1 系统软件总体设计
设计系统软件时要充分考虑各种因素,力求性能、功能齐全、界面人性化、使用方便。系统的软件平台由三部分组成:实验控制软件、网络服务器软件和客户机软件。客户端与实验管理服务器之间是基于tcp/ip协议进行通信的,实验管理服务器与后台实验控制服务器之间的通信也是基于tcp/ip或ftp协议实现的。ftp协议(文件传输协议)是建立在tcp协议基础之上的应用层协议,用于实现动态链接库的上传。而客户机访问web服务器资源时采用http协议实现,只要客户机安装了浏览器,用户就可对服务器数据库的数据进行存取、修改、查询。
3.2客户端简介
客户端是过程控制系统网络实验室设计的一个重要部分。客户端只需安装相应
的组态软件—mcgs,即可在软件提供的界面下完成实验,得出实验结果。客户端的设计依据实验者选择“实验代号”及“实验方式”向实验服务器传送实验参数并采集曲线数据。每个实验方式有:单机模式、仿真版模式、网络仿真版模式。
客户端最为重要的功能是:传送实验参数,对服务器及硬件设备运行状况实时观测,获得处理并保存服务器传来数据及图形。为了方便实验者进行实验,设计的重点为图形、数据处理功能,通用性的实验设置功能,对话功能等。
3.3 网络服务器功能简介
服务器是连接客户端和底层下位机的中间媒质。一方面它需要有强大的处理能力,才能同时完成与客户端和下位机的通讯。另一方面它也需要有巨大的存储容量,以便将众多下位机处理后的实验结果保存。网络服务器包括web服务器、实验管理服务器。后台过程控制系统和网络服务器位于同一实验室,两者都连接到100m的快速以太局域网上,组成远程实验系统的服务器。实验客户机位于网络实验用户终端,通过校园网或internet实现与服务端之间的交互,现场计算机通过数据采集与控制装置连接到被控对象上。校内、外pc机上的实验用户可随时访问服务器中的信息资料或进行远程实验动态实时的从网络上获取实验数据,并通过网络视频来观看实验对象和实验过程,能够看到整个实验的运行情况。同时该系统还可与学校的管理系统联网,实现信息资源共享。
4结语
在建成后的网络过程控制系统实验室,所提供的网络平台适合多种应用实验需要,同时在所建成的多个片区中,每个片区都可以独立成为实验小组,实现同一时段多人做实验,能够做到整体的经济、实用性。实验室拓朴结构可以进行灵活组合,可以进行多区域分布实验,也可以合并在一起组成大实验环境。实验室中所使用的设备具备增强的管理功能,并且提供各自的管理窗口及其管理功能,管理员可以通过设备面板,直观显示端口的连接状态。另外,厂方提供的网络设备扩展插槽、模块、端口丰富,可以方便进行系统升级与扩展。
网络实验室模拟了真实的使用环境,做到实验有效的与实际环境结合,可让师生更深入学习网络知识,有效提高动手能力。 在本高校网络实验室成功建设的案例,设计者通过综合考虑网络3层架构的均衡设计,达到了从网络应用性能到安全监管理,兼顾有线、无线综合网络应用的目的,很好的满足了学校网络实验室教学、科研的需要,而且具有较高的性价比,实用性很强。
过程控制系统论文:轧钢加热炉过程控制系统及节能降耗
摘要：近年来，随着科学技术的不断发展，出现了大量的自动化轧钢生产企业。大型轧钢长的加热炉控制过程以及传送方式都是借助计算机系统操作来完成的。截至目前为止，轧钢加热炉控制系统已在很多企业得到了有效应用，实现了对轧钢生产线的合理控制，但是在这一运行过程中，由于自动化系统的实现需要借助预留系统，因此能耗较高，鉴于此，本文就轧钢加热炉过程控制系统与节能降耗展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：加热炉；过程控制；节能降耗
1、轧钢加热炉过程控制系统的主要作用
该系统的主要作用有以下两点：（1）确保经过加热炉加热的钢坯，可以达到相关工艺指标以及参数要求。（2）钢坯的实际加热时间以及加热温度需要依靠特定的施工工艺条件来决定，依照工艺目的可以将其划分为以下几种：①运用等温处理方法来对钢坯进行加热；②控制钢坯表面含有的碳化物。就及时种工艺目标而言，借助钢坯加热炉控制过程中的等温处理方法，对其加以具体设置，经过设计之后的轧钢加热系统与钢件的工艺曲线结合，来对炉口温度、加热温度、保温时间、以及炉口温度进度严格设置，同时借助之后需要进行热处理的工艺对其进行相应的预备热处理，以确保达到保温效果，这样一来就能使组织晶粒的分布更加均匀，从而实现保障钢材性能的目的。总之，以上工艺目标的实现均离不开轧钢加热炉过程控制系统对施工工艺的理解以及控制，使用该工艺系统，同时还能够对钢件“工艺目标命中率”进行有效提升。
2、加热炉过程控制系统目标的实现
2.1、建立“透明加热炉”2.1.1、对炉内钢坯的位置状态进行实时跟踪以及提示，能够为操作人员清晰的显示出钢坯在炉内的所处位置，以此来达到炉内分布“透明化”目标。2.1.2、对炉内钢坯的加热环境进行实时跟踪以及提示，能够为操作人员显示加热炉中目前所处的实际炉温状态以及炉温控制规则，以此来达到加热环境在加热炉中的“透明化”状态。2.1.3、对炉内钢坯的温度状态进行实时跟踪以及提示，能够为操作人员提供钢坯的芯部温度以及表面温度等，以此来达到钢坯温度在加热炉中的“透明化”。2.2、支持加热炉生产操作决策2.2.1、提示目前加热炉中是否存在优化控制系统，能否对钢坯入炉时间、钢坯剩余可用空间进行实时检测，从而有效协助操作人员完成“钢坯装炉操作”操作。2.2.2、对目前加热炉的出钢条件、进行有效提示，如果钢坯没有满足出钢条件，系统将会提示等待时间，以此来协助操作人员来完成“钢坯出炉操作”操作。为了确保操作人员工作的度，控制系统能够对各加热炉的近期出炉钢坯温度、开轧表面检测温度等进行有效提示。2.2.3、加热炉中加热状态控制系统能够对操作人员做出炉内钢坯还有多少以及是是否满足要求的提示，一旦钢坯不能满足施工工艺要求，系统将会提示钢坯距离实现目标要求的时间，以此来帮助操作人员完成“炉温调整操作”。2.2.4、对目前加热炉中各个炉段的参照温度以及实际炉温偏差进行实时提示，以帮助操作人员进行“炉温调整量”操作。
3、控制系统结构与工作原理
该系统借助离线数学模型实现了在线实时钢坯、开轧温度、钢坯开轧温度、待轧、冷热坯料混装、待温、空燃比例、冷热坯料混装、炉膛炉压以及轧制节奏等辅助优化动态模型和实时实时专家系统主控模型。一旦系统接收到钢坯入炉信号，借助轧制计划里模型数据库以及钢坯信息加热炉信息模型，系统将会自动在专家模型数据库中对与其有关的相应策略代号进行选择，借助钢坯炉的位置信息以及策略代号，能够制定适应的热工制度。借助轧钢生产的具体情况以及相应的控制要求，系统控制的最小设计容量体现在如下范围：(1)一类检测点30个，其中包括上下限报警设施，二类检测点有24个。(2)状态检测点有100个，状态检测点为50个。（3）控制回路25个，在此环节中，能够实现多种策略的共同运用，最终实现控制。此环节又可以分为以下3个层次：①以实现合理燃烧比例、控制燃料的有效利用为目的，以此来对燃烧环节中的自动化进行合理控制，也就是实现将钢温作为控制对象的控制系统。②为实现钢坯本身的加热控制，自动控制燃耗量以及燃炉温度，也就是实现接货组钢温为控制对象的优化控制目标。③以前后工序来达到检测监控自动化为基础，将对整个生产系统进行优化作为实际目标，对加热系统自动化进行合理调整，也就是借助全系统来实现对系统的控制。
4、轧钢加热炉节能降耗的措施
4.1、跟踪钢坯炉内运行速度通过实现对加热炉个炉道以及钢坯运行轨迹的跟踪，可以实现对钢坯炉中运行速度的合理计算，并将此运算结果作为钢坯温度模型中的边界信息。4.2、实时判定钢坯预期炉段温度通过对各个炉段内的当前加热环境、钢坯运行速度以及钢坯温度进行分析，能够对钢坯在到达出口时的离段温度，也就是说钢坯在离开目前所处禄段时的温度进行计算，一旦离段温度没有达到工艺标准需求，借助离段温度偏差，可以对“虚拟炉段温度”加以调整，直到离段温度满足标准要求，这时候的虚拟炉段温度也就是钢坯预期炉温。4.3、改进炉子设备的节能措施4.3.1、对炉体的绝热能力加以提升，同时提高辐射能力。在炉体传导过程中产生的热损失中，其中有很大一部分热量散失是由于炉体散热而引起的。在吊挂式的平顶加热炉结构中，炉顶表面积中约有8%无无绝热锚固砖材料，而是高热导率的高铝砖，这种的构造容易引发热短路，从而使得大量热量散失。在炉底内、炉墙以及炉顶应该粘贴较厚的高铝纤维毯，以此来提升加热质量。4.3.2、借助汽化冷却来对水冷却进行替换，不仅可以减少热量损失，同时还可以达到节约用谁的目的，从而有效降低水管和坯料接触而引起的水冷黑印，这样一来能够在很大程度上提升钢坯的加热效果，提升钢材成材率。
结束语：
总而言之，文中通过对轧钢加热炉的控制系统以及节能系统进行探讨，希望能为轧钢加热炉的使用提供更为的理论依据。
作者：王涵林
过程控制系统论文:热工过程控制系统课程教学创新
一、“热工过程控制系统”课程教学改革
1.课程教材建设教材是进行课程教学的基本工具，是进行教学工作、有效提高教学质量的重要保障。该课程在教学中使用过两种正式出版教材，总体来看，所用课程教材内容比较。但是，由于热工过程控制技术和火力发电机组技术的不断发展，教材中有些内容就显得较陈旧，为此根据近期拟定的教学大纲，并参考国内有关火力发电机组近期技术和过程控制相关教材，结合课程组近几年形成的教学经验，编写并出版了“热工过程控制系统”课程的新教材。2.更新教学内容“热工过程控制系统”课程内容几乎涉及到本专业先修的所有专业基础课程与专业课程。在组织课程教学内容上，根据近期出版的教材，每学期课程组依据收集的火力发电机组近期技术和过程控制技术在火力发电机组上的近期应用，在学期末课程组开会集体研究、整理，提炼出必要的内容充实到下个学期的课程教学中，不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和新颖性。同时注重不同专业课程内容之间的衔接，将检测技术、控制仪表、集散控制系统、锅炉原理、汽轮机原理、智能控制技术与控制系统仿真技术等知识融入到具体的控制系统分析和设计中，以有利于培养学生热工过程控制系统的分析、设计能力。3.改进教学方法和教学手段在课堂纪律管理方面上，制作签到点名表格，学生上课时自己在签到表格上填写自己的姓名和学号。通过学生签到点名方法，既节省了全班学生姓名点名所花的时间，同时，也方便教师与学生之间的互动，并加强了对课堂的管理。在课堂上，通过学生的签到表，可以很方便对应地找到讲话、睡觉、玩手机、戴耳机等学生姓名，可通过点名或点名回答问题等方式提醒学生；与此同时，在课堂上积极跟教师互动、回答问题的学生都根据情况记录，在平时成绩上加分。在教学方法上，注意运用启发式和互动式教学，课程中的基础知识点尽量讲解得生动形象易懂；对课程的重点和难点问题，在讲解后，采取提问或课堂讨论等互动手段加强学生对重点和难点的理解。课程教学采用多媒体课件教学，对重要的理论知识及时使用MATLAB/Simulink进行仿真，进一步加强理论知识的理解。比如课程中的重点和难点：PID控制器比例、积分、微分三个参数对控制质量的影响，若是只将三个参数对控制质量影响的结论告诉学生，学生比较难以理解，但是通过Simulink仿真就能生动地将PID控制器的比例带、积分时间、微分时间三个参数变化对控制系统性能的影响通过曲线的形式体现出来，这样就加强了学生对课程内容的深入理解。4.实验教学改革本课程的所有实验都放在热工检测与控制技术实验这一门综合性实验课程，并出版了该实验课程的教材，由实验室老师讲授，并指导学生独立完成实验。针对热工过程控制系统课程内容，开设了六个实验，包括单容水箱液位数学模型的测试、双容水箱液位数学模型的测试、单回路定值控制系统、水箱液位与流量串级控制系统、双闭环流量比值控制系统和上下水箱液位前馈-反馈控制系统。通过实验，使学生对对象动态特性的测量方法，单回路控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统等控制系统原理及其调节器参数整定方法有了进一步的认识。
二、“热工过程控制系统课程设计”教学改革
“热工过程控制系统课程设计”是热工自动化专业继“热工过程控制系统”课程之后一项重要且必不可少的工程实践教学环节，是完成书本知识到实际运用能力转变的关键步骤，其学时为两周。其目的是培养学生运用所学的热工过程控制系统的设计和分析理论知识解决工程实际问题的能力，进一步发掘和培养学生的创新精神和工程实践能力，主要从教学大纲、课程设计指导书、课程设计选题、指导教师的团队化、课程设计与生产实习的关联性等方面进行改革探索。1.改革目标按照热工自动化专业的“厚基础、宽口径、强能力”的要求，结合“热工过程控制系统”课程教学改革，使学生在完成课程设计任务的过程中进一步加深对过程控制理论知识的理解和掌握，并在该课程设计过程中努力提高学生的创新精神、实践能力。2.课程设计选题优化“热工过程控制系统课程设计”主要围绕火力发电厂锅炉各个子系统进行控制系统设计，给出了过热蒸汽温度控制系统设计、再热蒸汽温度控制系统设计、汽包锅炉给水控制系统设计、磨煤机多变量解耦控制系统设计与燃烧过程控制系统设计等5个子课题，4～6名学生一组，每组对应一个子课题，要求必须完成该组课题的方案设计、系统构建、参数整定、结果分析和答辩等任务，进一步提高培养学生的综合应用能力和创新能力。3.指导教师的团队化探索学生工程能力的培养，指导教师是关键。指导教师必须有丰富的生产实践经验，有相当的解决实际问题的积累。加强“热工过程控制系统课程设计”指导教师师资队伍建设，聘请学校附近电厂的热工骨干技术员担任辅助指导教师。整合理论课授课教师、实验课指导教师、课程设计指导老师、运行实习指导教师及电厂技术员五者优势资源，探索课程设计指导教师团队建设模式。4.强化课程设计与电厂运行实习的关联性我校热工过程自动化专业的“热工过程控制系统课程设计”和“电厂运行实习”都在大四及时学期开展，进一步分析课程设计与电厂运行实习的内在联系。合理安排课程设计与电厂运行实习时间安排，根据不同的课程设计题目对学生的电厂运行实习的教学内容进行有针对性的强化安排，强化课程设计与电厂运行实习的关联性，使得课程设计和电厂运行实习都能取得良好的效果。
三、结束语
在近几年来的教学中，对“热工过程控制系统”及“热工过程控制系统课程设计”两门课程教学改革进行探索与实践，逐步完善了教学过程中的各个环节，在教学大纲、教学内容、教学方法和教学手段、实验教学以及基于工程能力培养的课程设计等多个方面，都进行教学改革探索。通过这门课程理论教学及其课程设计的教学，使学生在面对火力发电厂时，加深了对热工过程控制系统的分析、设计、参数整定、仿真研究等理论知识的整体认识，并提高了学生的工程实践能力，使理论知识和工程实践得到了有效的融合。
作者：曾竞王鸿懿单位：长沙理工大学
过程控制系统论文:基于Web的过程控制系统的软件设计
摘要:Web技术的飞速发展,为实现远程监控系统提供了一个新的思路,本文从系统集成的角度出发,探讨将Web技术应用于实时的远程监控系统实现方案和软件设计。
关键词:Web;Socket;远程监控
一、引言
网络技术和Web技术的飞速发展、Internet的迅速普及与它的开放性密切相关,而正是基于Web的B/S结构实现了这种特性,此项技术目前在电子商务、办公信息系统等领域已得到广泛的应用。目前,Intranet企业网中的信息网络已较好地实现了开放性策略,控制网络体系结构正沿着开放性方向发展,这些都为信息网络和控制网络的集成提供了有力的支持。采用何种集成技术方便地将企业内部的信息网络层和控制网络层集成起来实现信息的沟通汇集与数据共享已成为当今控制系统集成发展方向。随着Internet/Intranet向社会各个领域迅速渗透发展,给人们提供了一个基于Web的信息平台,于是人们将目光投向了构建Internet的Web技术。将实时监视与控制系统构筑于Internet之上,通过Internet实现对工业生产过程的实时远程监控、远程设备调试、远程实验、远程设备故障诊断,将实时生产数据、实验数据与ERP系统以及实时的用户需求结合起来,使生产不只是面向定单的生产,而是直接面向市场的“电子制造”,从而使企业能够适应经济全球化的要求,基于Web的远程网络监控就是在这样的背景下提出的。
本文以过程控制系统中经常需要控制的液位信号为例从系统集成与实现角度来研究基于Web的过程控制系统的软件设计。
二、基于Web的过程控制系统的组成
基于Web的过程控制系统设计采用了多层结构,各部分的功能如下:
(一)设备服务器模块
设备服务器即现场监控站,接受来自网络服务器验证的远方客户端请求,并且负责执行远方用户的操作请求,并且把工业现场数据历史数据存储到数据库中,允许远方用户通过动态网页查询历史数据。由于设备服务器直接与现场实验装置相连,所以在网络通信稳定的基础上,要求实现对现场装置控制的高效性和安全性。
(二)网络服务器模块
管理登录用户,负责对现场数据进行更新。
(三)远程用户模块
远程用户模块采用ActiveX或Java Applet嵌入到网页中的形式,实现远程用户同工业现场信息的交互,所有的用户操作都将在这个模块中完成,通过与设备服务器的通信实现实验过程,同时与网络服务器通过动态网页交互实现用户注册、登录。
三、基于Web的过程控制系统的软件设计
在远程网络监控软件系统设计中,应用层数据传输协议的设计是一项很重要的工作。只有采用统一的数据传输协议,远程客户端和本地监控站才能“理解”对方发送数据的含义,从而进行有效的数据传输。对于监控程序而言,主要是设备状态数据传输的设计。
(一)设备状态数据传输的设计
设备状态数据传输主要是指把设备状态数据信息以何种数据形式发送给远程客户端使其能够识别不同设备的工作状况。
设备状态数据传输在设计时应尽量满足如下要求:
性:在扫描到设备的状态信息,必须能够的将这些设备状态参数地传输到监控端。
完整性:扫描的状态数据能够提供足够的信息,使远方用户对设备有一个充分了解,这样才能使远方用户对设备工况作出正确判断。
简单性:设备状态数据结构不应太复杂,这样在远程监控程序中比较容易实现数据封装,以及远程客户端程序的解封装。
(二)设备服务器模块的软件设计
设备服务器模块的软件设计主要包括三部分内容:设备服务器与PLC站的通信、远程监控设计。
本地水位监控系统采用Omron公司的C200HG系列的PLC为下位机,用RS-232型电缆将HOST LINK模块直接连到作为设备服务器的计算机串口上。在此我们采用C++Builder6.0作为开发设备服务器与PLC的串口通信程序。编程时采用Visual Basic提供的MSComm32控件来实现。本文不再赘述。
远程监控程序是实现远程客户和现场设备进行信息交换的“桥梁”,远程监控程序跟远方客户的通信采用Socket技术来实现,监控程序作为Socket的服务器端,通过与远程Socket客户端的通信,实现在Internet上传输数据。同时把用户设定的操作参数和现场实时数据存入数据库中,供用户进行本地和远方查询。
实现Socket的服务器端主要是利用C++Bulider提供的TServerSocket组件,采用非阻塞模式进行通信,当客户端进行读写时,服务器端就会得到通知。
四、总结
远程监控技术是一门综合性技术,涉及控制、网络、计算机、数据库等多个领域,本文从系统集成的角度深入研究了基于Web的远程监控系统设计中的软件设计,在企业要求各个生产部门信息共享的今天,将现场监控级的数据以B/S方式传送到企业信息层具有一定的指导意义。
过程控制系统论文:生产性实训过程控制系统分析与设计
实习的效果?除了在硬件环境上模拟企业环境,还要在生产过程上实现企业化管理。实训过程控制一直是一个难题,如果想达到企业的过程控制标准,必须采取技术手段,靠手工或人为控制都难以达到预期效果。本文介绍了实训过程控制系统的设计方法和设计思路,通过过程管理软件和网络平台,进行过程实时控制管理,完成项目进度跟踪、质量控制,过程网上评审等工作。通过这个系统使学生生产性实训模拟企业化管理模式。
关键词:过程控制;实训评估;实训管理
一、研究背景与意义
生产性实训在职业院校已广泛开展,但是一直没有一套有效的、先进的生产性实训过程控制方法和系统。在这样一个背景下,根据多年企业项目管理经验、软件开发经验,设计和开发了一套生产性实训过程控制系统,生产性实训管理平台,用于生产性实训实践教学实施与管理。项目经理或实训指导教师可以通过此系统对参加生产性实训的学生进行项目过程控制和管理,可以对项目进展的全过程进行监控,通过网络可以监控几十人或几百人的项目组成员工作情况,为项目管理提供了有效的、科学的现代化管理手段和方法。
二、系统总体架构设计
(一)功能结构图
(二)角色描述
(三)页面设计
(四)实体关系分析
每个项目的标准规范的参考实训流程中包括多个过程,在每一过程名下建立工单,每一工单与过程有关联。
(五)功能模块设计
1.实训基地模块。
介绍实训基地基本情况,实训基地组织结构。
2.实训管理模块。
该模块是实训平台的核心部分,首先在实训平台上选择项目,然后进入项目流程,可行性分析、项目计划、需求分析、系统设计、程序设计、编码、测试、维护。每个过程项目经理都可以下达“工单”,开发人员根据“工单”完成各项工作,项目进度和项目完成情况通过“工作日志”体现,开发人员每天都要填写“工作日志”汇报每天完成的工作情况,项目经理可以在实训平台上查阅本项目成员的“工作日志”,了解每个成员工作完成情况,随时进行督导,发现问题可以随时在平台上给与指导。各种文档都可以通过“工单”下发,通过“工作日志”上传。代码、界面设计、测试报告均可以通过这个平台传送。项目经理每天也需要填写“工作日志”发送给技术总监,技术总监负责对项目经理的管理和考核。“进度”是项目开始时设定的,由于一些环节出现问题可以调整进度,但总进度原则上不能调整,“进度”的把握是对项目经理重要的考核指标。项目经理通过实训平台对实训学员进行项目评估和实训评估。
3.实训资源模块。
可下载实训指导手册、项目案例、质量规范、软硬件资源等。
4.实训安排模块。
主要功能是实训申请,在实训平台上填报实训申请单,实训审批同意,公布实训安排,实训时间、工位位置等。
5.人员管理模块。
实训人员基本信息录入,形成实训人员标示码,对实训学员进行工作安排、日常考勤、实训评价等。
6.项目立项模块
主要功能是新项目评审,通过专家评审的项目自动从待评审项目数据库中转为实训项目。同时公布项目评审结果。
三、业务流程设计
1.项目经理选择项目
2.项目经理申请实训
3.实训基地审批实训,创建项目编号,此编号贯穿整个项目。“实训安排表”自动生成。
4.项目经理建立本项目的实训学员基本信息。注意实训项目编号要选对。
5.项目经理在“项目列表”中选择当前实训的项目编号,项目名称,进入当前实训项目。
6.项目经理创建工单。
7.实训学员只能进入实训项目,其他项目名称变灰,屏蔽。
8.实训学员接到工单后仔细阅读并确认。
9.工单确认信息随时发送给项目经理。
10.项目经理发放项目文档。
11.实训学员根据工单分配的工作,进入相应的项目流程。
12.实训学员按工单要求提交项目文挡或接到项目文档后学习理解,
将描述理解的内容和补充的文档发送给项目经理。
13.项目经理给与评审意见和成绩。
14.项目经理每天都将接到“待处理文件”,“待处理文件”按时间和文件类型排序。处理过的文件名变颜色。项目经理每天检查工作日志,督促工作。项目经理对测试组的测试结果,转送给开发人员,程序修改完后,进行复测,直至测试通过。
15.实训学员每天同样也有“待处理文件”,“待处理文件”按时间和文件类型排序。处理过的文件名变颜色。实训学员每天要提交日志、程序、文档等,每天查看项目经理评审意见。
16.项目经理根据阶段情况,汇总给出实训评价,综合成绩自动计算生成。
17.项目经理提交日志、文档给技术总监。
18.技术总监根据项目经理日志、提交的文档、实训学生总体成绩、项目完成情况对项目经理进行考核。
19.项目经理可以进行新项目立项。
20.项目评审组评审通过的项目转成正式“实训项目”,加标示。
四、过程控制方法
项目管理最主要的工作是过程控制,如何实现对生产性实训的过程控制?我们借鉴了软件企业对软件开发项目管理的控制方法,借鉴了软件工程、项目管理的思想和方法,采用了CMM(能力成熟度模型)过程控制和项目质量管理方法,使项目管理从无序的初始级(CMM1级)到项目管理可重复级(CMM2级)、项目管理已定义级(CMM3级)、项目管理已管理级(CMM4级)、项目管理优化级(CMM5级)。通过这套系统项目经历可以对项目管理进行持续改进,通过项目经理下达工单、学生提交日志的模式,项目经理可以监控每位实训学生项目完成的进度和质量情况,同时可以了解每位学生生产性实训的状态,工作态度、学习态度等,工单就是项目经理给每位学生下达的任务,工作日志反映学生完成任务的情况,通过此系统解决了一位项目经理或实训指导教师难于管理和控制每位学生的问题。过程控制系统可以实现每天实时监控也可以监控项目过程的节点情况,可以建立里程碑。过程控制系统可以自定义工作流,除了软件开发项目可以通过此系统进行管理,其他项目也可以通过此项目进行管理。生产性实训负责人或院领导也可以通过此系统了解学生生产性实训的情况,因为日志反映了学生的实训状况,通过此系统也可以了解项目经理或实训指导教师组织生产性实训的工作情况,工单和日志是否认真填写,反映项目经理或实训指导教师责任心和项目经理或实训指导教师工作态度。
过程控制系统论文:基于综合项目教学法的过程控制系统教学改革
摘要：过程控制系统是一门综合应用学科，是自动化专业的主要专业课之一。针对该课程的综合性提出综合项目教学法，以综合项目为主线，整合过程控制系统和其他涉及到的学科，既能培养学生的综合应用力，又能培养学生的实际工作能力，有效地为社会培养了大量的应用型人才。本文从综合项目教学法的实施情况来看，该教学方法有效地提高了学生的学习积极性，培养了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。
关键词：过程控制系统；综合项目教学法；教学改革；综合知识技能
一、引言
近年来教师从不同方向对教学改革进行创新，文献[1]中“问题式教学”的教学模式是直接从问题入手组织教学，将专业知识隐含在解决问题的过程中，让学科知识服务于培养学生解决实际问题的能力。文献[2]基于体验学习的“过程控制”实验教学，强调个体，强调实践，强调学习者的反思，通过学习者与现实世界的沟通与联系，不断促进学习者自身的发展，同时也促进了社会的发展，实现了人的发展和社会发展的统一。
过程控制是自动化专业的重要专业课，是与现实工程技术最接近的一门课程，针对该课程的综合性提出综合项目教学法，旨在检验学生的知识掌握水平和综合应用能力。
二、综合项目教学法
项目教学法的实施以学生活动为中心，教师扮演组织者、引导者的角色。为了跳出学校实验室的单一性实验，本文提出综合项目教学法，让项目包含更多的学科。在企业生产过程中，一个项目的制定与实施，都有一个团队进行计划和操作，项目所涉及的学科不止一个，每个成员侧重于某一方面，到弄清楚整个项目的原理，实现共同学习。所以，综合项目教学法是采用分小组的形式，一个项目组的成员按照共同制定的项目目标，共同起草学习工作计划，并予以实施，展示与评价。按照教师与学生在整个教学过程中的角色，综合项目教学法的一般流程如图1所示。
图1中按照教学过程中的两个角色，分别描述了各自的职责，以及教学与接受教学的一般流程。
1.项目探索。项目探究包含两个方面，一个是项目的制定，另一个是项目的探究实施。项目探索是项目教学的核心部分，是为了学生完成项目，通过各种途径和方法进行问题解决的活动。在项目探究的进程中，学生要细化教学内容和项目主题，发现问题，并小组协作解决问题。（1）制定计划。对一个项目进行探索，首先需要一个纲要进行引导，那么就需要制定一个项目计划。从学生角度来说，需要制定项目的实施方案、时间计划，对任务进行合理分工。此环节有利于学生在后期的项目进行中掌握并调节活动进度。教师在整个项目中的作用是引导和提供辅助作用，教师可以提供给学生一些相关的学习资料，也不会让学生花费太多的时间在资料的查找上面，但适当的留给学生一些搜索任务是必要的，可以锻炼他们的文献检索、网络资料检索能力。学校的网络教学是一种很好的可以分享资料与教学的一个平台，并且该平台可以让学生在课余时间也能学习到课程，同时也能记录学生的学习时间与次数。一节45分钟的课程是有限的，教师的讲解不能很深入，这需要学生按照老师的要求去进行深入学习。本课程建设相应的教学网站，可以将教学资源上传至该平台，同时也可放置相关的测验，让学生在学习后进行测试，看看自身掌握知识的情况，这也给教师的教学带来很大的方便。（2）项目的探索实施。综合目教学法，让学生在平时的学习中参与老师的科研活动，在见习、实习时参与工厂的工程项目，将短时间的课堂教学变为长期的专业培训。这样学生培养了学习兴趣，锻炼了自学能力，可以对所学知识进行整理补充。这种集创新教育与基础教育于一体的教学模式，能在循序渐进的研究性课题教学中培养学生的探索精神与创新能力。
2.后期成果展示与评价。经过一段时间的学习和实践，在小组成员的潜心计划和努力下，对所完成的项目成果在大的范围内进行展示与交流是很有必要的，这是对学生的付出和能力的肯定。
成果交流的形式多样，可根据实际教学的需要选择合适的交流形式。汇报的内容有项目的背景和意义、项目流程、小组成员的分工、项目工作中组内成员的交流和感想记录、作品的演示等。对于大的项目，教师可以规定学生定期展示项目的阶段性成果，对于学生来说，可以通过作品反映学生已掌握的知识和技能，教师也可以根据阶段性成果了解教学效果，记录教学中学生一般会遇到的问题，进行教学反思，改进教学方法。
三、综合项目教学法在教学中的应用效果
通过教学过程中综合项目教学的应用举例，从而看到所取得的教学效果。所选取的项目课题是基于STM32单片机的自动孵化系统。从字面上来看，所涉及到的学科包含单片机、过程控制系统、传感器技术与应用、计算机软件程序设计等学科。经过学生调研收集到相关信息，能够比较清楚地看到多个模块。
在设计完外部电路后，就需要用软件来进行控制，控制方面需要用相关的程序进行驱动。采用的是RVMDK 3.80A软件基于C语言进行编程，使得该部分对学生的编程能力也会有所提高。
这一套系统的设计与完成，几乎涵盖了学生所学专业课的大部分科目。真正的培养了学生的综合学习能力。图2所示为学生所完成项目成果。
四、结论
综合项目教学法以学生完成项目为中心，综合各学科的基础知识，学生自己制定项目计划。项目完成过程中需要的资源由学生自己去搜集，需要用到的知识由学生自己组织，由学生自己确定解决方案，充分调动学生的主观能动性。学生需要对自己的学习过程负责，自己管理学习进度和计划、用各种途径进行信息收集、单独地分析自己分配的活动任务、运用新建构的知识解决复杂而实际的问题，创造性地生成作品，并对问题的解决过程进行反思和记录。该方法增强了学生学习的独立性和责任心，使学生真正地独立自主。经过教学实施发现，该教学方法取得了较好的教学效果，提升了学生的积极性，学生的综合技能得到了很大提高。
过程控制系统论文:一种热轧过程控制系统的应用与研究
摘 要：此过程控制系统是国内自主集成的控制系统，根据热轧工艺的特点，系统结构分为粗轧过程控制系统、精轧过程控制系统、层冷过程控制系统和数据中心四个部分系统能够保障四个过程控制系统间的通讯，又能保障与基础自动化之间快速通讯；在模型方面分为粗轧模型、精轧模型、层冷模型，每个模型即能够独立计算又相互影响，最终给出合适的控制值。
关键词：热轧；过程控制；内存映像网络
今年来国内冶金行业中，热轧过程控制系统有了进一步发展。在钢铁行业中，过程控制系统（以下简称二级），与一级基础自动化（以下简称一级）和零级传动组成自动化控制的三个重要部分。
1 系统简介
此系统整体结构分为非控和模型两部分。
其中非控包括粗轧非控、精轧非控、层冷非控、数据中心；非控部分主要功能包括了粗轧、精轧、层冷控制系统间的电文的通讯；采集一级反馈的现场的实时数据，提供给模型计算，并将计算结构的下发给基础自动化；根据传感器信号跟踪板坯号；数据中心接收并保存粗轧、精轧和层冷控制系统产生的过程数据，与三级、加热炉二级、磨辊系统进行通讯，班次处理。
模型包括粗轧模型、精轧模型和层冷模型。三种模型根据非控跟踪的板坯号，在不同的位置进行适当的计算和自学习，为一级提供设定依据。
系统硬件分别由粗轧服务器、精轧服务器、层冷服务器和数据中心服务器组成，分别部署了粗轧二级、精轧二级、层冷二级和数据中心，由一台以太网交换机相连，用于过程控制系统间通讯，又通过一台内存映象网交换机与一级相连，用于二级与一级之间的通讯。
2 非控部分
2.1 网络结构
此热轧生产线二级分三个网络段。
及时个网络为Level2内部网络，由一台以太网交换机为枢纽，将粗轧二级（RMC）、精轧二级（FMC）、层冷二级（CTC）、数据中心（DCC）、加热炉二级、运输链二级联系起来，组成Level2内部网络。用于各控制服务器间传送数据；通过此网络粗轧二级接收加热炉二级发送过来的初始基础数据，精轧二级将跟踪数据发送给运输链二级。
第二个网络为实绩数据传输网络，由一台以太网交换机连接数据中心（DCC）、MES、轧辊间（RS），数据中心按要求向MES发送板坯的轧制数据，在粗轧机、精轧机换辊期间数据中心向轧辊间发送旧辊轧制数据，接收轧辊间新辊数据并发送给粗轧二级或精轧二级。
第三个网络为内存映像网络，是一种用于高速数据传输的网络。此网络上的设备包括粗轧过二级、精轧二级、层冷二级、画面服务器以及一级的控制器。
2.2 轧件跟踪
系统引进“跟踪共享区”概念，将共享区分成90个区域，可以存放90块钢的数据。循环使用1～86号共享区；按照实际出炉的顺序，将板坯初始信息、计算结果存放在此共享区，然后根据轧线中多个关键的传感器信号，来进行板坯跟踪。
2.3 人机交互界面（HMI）
HMI包括轧线跟踪、粗轧设定、精轧设定、层冷设定四个主要页面。方便操作人员和调试人员查看板坯状态。
3 模型部分
模型分为粗轧模型、精轧模型和层冷模型。
3.1 粗轧模型
粗轧平辊模型根据PDI数据和加热炉实时数据进行计算，主要计算出粗轧各道次的轧制温度、相对压下率，轧制速度。粗轧立辊模型实现目标宽度控制、中间坯宽度控制、板坯头尾短行程宽度控制、板坯头部缩颈补偿控制。带钢经过精轧出口时，精轧二级系统将实际测量的带钢出口宽度和实际厚度反送给粗轧模型。模型通过对控制目标宽度和实测宽度进行比对，修正精轧出口宽度自学习参数，从而修正中间坯的控制宽度，提高宽度控制精度。
3.2 精轧模型
精轧设定模型根带钢的目标厚度和中间坯的厚度，确定各机架出口厚度；末架的穿带速度可采用查表法或者利用终轧温度与末架穿带速度的经验公式来确定；结合各机架的前滑值，求出各机架的穿带速度。利用温度模型预报精轧入口和出口以及各机架的温度，计算各机架轧制力，然后完成辊缝设定计算。
精轧模型自学习的过程：根据实测数据计算模型自学习所需的导出变量；通过轧制过程模型求逆反算模型自学习参数；更新设定模型自学习系数，以便用于随后的轧制，以提高模型预报精度。
3.3 层冷模型
CTC是一个以前馈为主，反馈为辅，不断进行自学习的闭环控制系统。将板带从头部到尾部进行物理分段（以下称为样本），对每一段分别进行信号检测，并根据目标温度分别进行模型计算，求出各样本的集管组态，对其实施分段控制。
4 结语
本系统经过在生产线部署后的不断调试，目前已经能够满足生产线的要求，厚度控制稳定，卷取温度基本合格，凸度和表面质量能控制在目标范围内，整体效果较好。系统整体运行稳定，维护方便，是国内自主集成热轧生产线中较先进的二级系统。
过程控制系统论文:集散控制系统在化工过程控制中的应用
（贵州理工学院 550000）
摘要：集散控制系y是基于计算技术发展起来的，在工业中的应用比较广泛，对工业控制技术有重要的影响。这种控制系统有许多优点，能够实现智能化的控制。在一定程度上提高化工生产的质量，促进化工企业的发展。本文将探究集散控制系统在化工过程控制中的应用。
关键词：集散控制系统；化工生产过程；化工控制
引言：集散控制系统结合了网络通信技术、图形显示技术以及计算机技术等，是一个技术的集合体，其核心组织是微处理器，这个系统可以集中的监控生产过程，并进行分散控制和管理，能够实现控制的实时性、智能性，提高控制工作的质量和效率，已经逐渐成为化工生产中的重要技术。
1集散控制系统的概念
这种系统是一种计算机系统，能够集中管理生产过程，并对生产过进行分散式的控制，这种控制系统建立在科学技术的进步和工业生产的要求之上，符合时展的需求[1]。集散控制系统融合了多种技术，能够降低生产风险，优化生产过程。其工作过程具有很强的技术性。
2集散控制系统的特点
集散控制系统有诸多特点，可以进行分级递阶控制、分散控制，具有完善的控制功能。系统控制规模越大，分级范围也就越广，包括水平分级和垂直分级。在分级递阶控制中，最简单的控制系统在垂直方向上也分为两个部分，一部分是操作管理级，另一部分是过程控制级，两个控制级能够互相协调，承担传送数据和接受指令的任务，同时，水平级之间也在进行数据的转换工作[2]。分散控制包含的意义范围比较广，有功能分散、危险分散、设备分散、人员分散、复合分散等，分散的目的是降低生产的风险，提高身产效率。集散控机制系统具有调节回路的功能，无论简单的还是复杂的回路，都可以有效的调节控制。系统在运行的过程中可以进行各种运算。集散控制系统中还有专家控制系统，通过这个系统可以实现 各种控制，如逻辑控制、反馈控制、顺序控制等，可以显示、输出数据，实现各种操作。操作站的显示器分辨率比较高，结合复合窗口技术，能够多角度、多方位的显示监控画面，画面清晰，数据信息明确。硬件设备先进，使操作更方便舒适。集散控制系统还有易操作的特点。系统提供的信息很容易辨认，度与异常情况能够自动发出警报，为操作人员提供更轻松的工作条件。
3系统设计方法
3.1系统工作原理
集散控制系统的控制对象是水箱、模拟锅炉以及管式电阻炉，不同的控制对象有不同的要求和控制算法，选择相应的算法，通过计算机进行自动控制，下位机的管理、监督等工作需要通过上位机的辅助来完成。控制的方式包括直接数字控制以及仪表控制，数字控制是将计算机于数据采集板卡相连，通过何种方式实现控制，用智能仪表对其他回路进行调节。通过一定的数据交换对生产过程进行集中管理和分散控制。
3.2设计思想
集散控制系统的设计是围绕控制对象进行的，将锅炉或管式炉水箱中的水位和温度作为被控参数，对测量元件进行选择，可以选择压力变送器、热电偶或热电阻，与此同时，配备相关的执行部件，选择适当的控制器，设计出水位控制系统或温度控制系统，经过参数整定后，系统就可以稳定的运行。这种系统的度比较高，性能良好。但是，在进行试验的过程中，工作人员需要对各类数据进行跟踪记录，工作量比较大，也比较冗杂。要想提高系统的自动化水平，集中管理各种功能，需要对控制系统做出适当的改进，减少设备的引入，对尚未计算机进行软件开发，实现对不同对象的控制，同时对被控对象进行监控和操作，使控制系统能够同时满足各种工作需求，对化工生产过程进行分散控制以及集中管理。
4应用中的问题及解决方法
4.1报警系统问题
集散控制系统虽然有较好的作用，但在应用的过程中也存在一些问题。该系统的应用领域比较广，许多化工企业都可硬应用这种系统。在应用的过程中，报警系统的有效性还有待提高。当发生紧急情况时，系统只能发出报警信号，却不能完整的显示危险信息的存在位置以及相关的情况，工作人员需要自行查看情况，正价了工作难度，不能有效的节约时间，可能延误处理问题的时机，因此，有必要优化报警系统。
4.2应用安全问题
要想让集散控制系统有效发挥管理和控制的作用，首先要保障系统自身的安全运行。在集散控制系统汇总，中央处理器是最重要的组织，整个系统的运行状态都受到中央处理器的控制，如果系统的相关功能不完善或受到了一定的干扰，中央处理器的运行状态就会受到影响，不能有效的度声场过程进行管理和控制，可能造成一些安全事故。因此，在化工生产中，要定期的对系统进行检测和维护，保障中央处理器的运行状态稳定安全，从而降低生产事故发生的几率。
4.3防雷能力问题
雷电对各种电力系统都会产生影响，集采控制系统也不例外，通常情况下，给控制系统安装避雷针就能达到防雷的目的。但是，集散控制系统对接地装置的要求是比较高的，在防雷工作中，需要提高系统的抗干扰能力，在设计系统和一些参数的时候，还要结合具体的工业生产需求，保障设计科学合理，从而减少事故的发生，提高生产的安全性。
4.4通讯接口问题
在集散控制系统的运行中，通讯问题是比较重要的，总系统内部的各个子系统必须保障良好的通讯功能，才能有效的进行讯息传递，更好的发挥集散控制系统的作用，接口出现问题就会导致报警信号不能及时发出，影响紧急情况的处理，这对于各种化工生产来说都是不利的，因此，在应用的过程中，要对信息记录点进行合理的分配，根据工厂的具体运行环境对接口进行合理的规划，防止安全事故的发生。
5发展前景
在科学技术不断发展的时代环境中，工业生产对技术的要求不断提高，集散控制系统的各种功能还需要不断的发展，提高系统的安全性和稳定性，简化操作系统，降低技术难度，为用户的使用创造更好的条件，才能提高市场竞争力。未来，系统的发展平台将更加开放，系统制造厂家会改变封闭的发展发展方式，建立开放的交流平台，让不同的厂家能够实现技术的交流忽然设备功能的互补，共同开拓市场，提高行业的市场竞争力。系统的结构也将向分散化、微型化方向发展，采用一机一回路的设计，较大限度的分散风险[3]。大力开发新的软件功能，建立标准的模块系统，让计算机软件的功能更多样，具备约束、调节和优化的功能。有利用光导纤维技术，让通讯更加高效便捷。集散控制系统还应与PLC相互渗透融合，提高系统的控制性能。这是集散控制系统的发展形势。未来，集散控制系统可能会取代传统的控制系统，为化工企业的发展提供更有利的技术支持。随着网络通信技术、计算机技术、人工智能技术的不断进步，集散控制系统的性能和使用价值也会不断的提高，向更深的层次发展。
结语：综上所述，集散控制系统是一种高级的控制系统，在化工生产过程中有重要的利用价值，随着计算机技术的发展，集散控制系统也会得到进一步发展，其智能化水平会不但提高，形成稳定的控制规律和控制策略，为化工生产提供更有效的技术保障。
过程控制系统论文:基于MATLAB过程控制系统的应用设计研究
摘要：针对Mtlab/Simulink仿真手段在过程控制系统的使用，介绍了Mtlab/Simulink仿真手段、过程控制系统以及基于Matlab的过程控制仿真的一般步骤。在仿真的基础上，研究了过程控制系统中PID参数调节的应用和锅炉水温控制中PCI数据采集的应用。结果表明，Mtlab/Simulink仿真手段为过程控制系统仿真研究提供了方便，对预测实际过程系统中根本不允许做的实验具有十分重要的意义。
关键词：MATLAB；过程控制；仿真
0引言
随着计算机技术的飞速发展，过程控制的许多控制策略现已实现，为过程控制的发展提供便利。鉴于其在不同领域的应用，表明计算机模拟方法辅助研究中灵活性和通用性，与此同时，仿真技术的应用也带来了越来越多社会效益和经济效益。过程工业具有一般生产量大、成本高，因此在连续生产的过程中要求考虑经济效益和安全效益。在过程工业中，由于高度危险性，很多都禁止在真实系统上进行研究，而仿真技术只是模拟过程，并不会带来任何安全问题，因此，很多过程控制首先都通过仿真手段验证其安全性。另外，仿真手段还可以对一些实际并不存在的只是计划中的过程系统进行试验研究。再根据模拟的结果调整过程系统的设计以达到工业流程的要求。高质量的仿真模型能够预测实际过程系统禁止做的实验结果。所以，研究过程控制系统计算机仿真是十分必要和有意义的。
1Matlab/Simulink仿真手段
Matlab（矩阵实验室）是MATrixLABoratory的缩写，是一款由美国Mathworks公司在1982年发明的一套商业性能数学软件，具有算法开发、数据可视化、数据分析等功能。MATLAB具有非常强适用性，适合不同领域的应用，通过在MATLAB中引入很多不同的附加工具箱，使Matlab不仅是局限于数值运算，还能进行系统识别等其他操作。Simulink是Matlab软件的延伸，它突破了静态系统建模的局限，可以实现更复杂的动态系统建模。通过Simulink模块建立的模型具有可视性，使用者可以通过直观的动态系统模型来进行仿真操作。
2过程控制系统
控制系统仿真是指用计算机上的模拟软件，模拟控制系统，通过连接计算机实现调试和测试的过程。它的目的是通过在计算机上输入系统参数和选择结构来模M控制系统的过程，以检查试验系统项目是否合格。过程控制系统包含单回路控制系统和串级控制系统两种。单回路控制系统由于回路比较单一，相应的过渡时间也比较短。由于单回路控制系统简单良好的自我调节能力，一般呈现出来的稳定性也比较高，对一些干扰液位的影响因素的抵抗能力相对也比较强。因此，单回路控制系统满足液位过程控制要求的一般过程。串级控制系统由两组检测变送器和两个调节器组成，两个调节器通过串在一起工作，前一个调节器的输出设置给下一个调节器。系统主要包括主变量和子变量两种变量，串级控制系统中的主变量是变量的主导变量，子变量引入的主要作用是为了稳定主变量。主调节器的输出作为子调节器的参考，系统通过输出子调节器来操纵执行器，实现主控制变量的控制。整个系统包括主回路和子回路控制回路。主回路是指副回路闭合状态下等效的单回路，此时，副回路相当于一个等效的控制阀。副回路有时也被叫作内环，它具有快速调节的作用。一次扰动不包括子回路中的干扰，主要被主回路控制。副回路的目的是快速克服内环中的各种扰动，主要是二次扰动的影响，即子回路中的干扰。
3过程控制的仿真设计及应用
3.1控制系统仿真的一般步骤
（1）首先建立过程控制系统中需要的数学模型。包括应用对象结构功能测试，PID参数测试以及验证系统性能指标的控制系统的测试等在内的数学模型。
（2）设计算法并在计算机程序中创建仿真模型。这个数学模型通过计算机程序语言来进行调整和运行。
（3）使用仿真模型模拟实。通过在计算机上运行仿真模型，然后根据模拟结果调整数学建模的参数以达到最理想的仿真模型。
3.2PID参数调节
PID（比例积分微分）是一种传统的过程控制方法。由于许多受控过程具有调节复杂，变化原因复杂，反应机理复杂等特点，在实际应用中常常需要考虑PID控制中一个重要问题即调整PID参数。经过试验发现工艺参数和模型结构一般都对时间和工作环境比较敏感，在PID控制中，它一般需要能够在极短的时间内发挥PID参数整定超前作用让被控过程快速趋于稳态，并且可以在线调整PID参数以满足实时控制的要求。
PID控制广泛应用于过程控制，操作简单，实用，易于实现。控制器的设计的关键是PID控制器的调整。考虑实际应用中要求节省成本，降低经济，避免重复调整PID控制器参数，在生产中要注重有效性、快速性。PID控制模型采用下式形式：
G（s）=Kc（1+1/Tis+Tds）
一般控制系统常用ISE误差平方积分方法、ISTE时间误差平方方法、IST2E时间平方误差积分方法，根据闭环系统的响应波形和负载扰动确定PID参数。典型的PID控制器参数如下：
Kc=（a1/K）*（T/T）b1
Ti=T/（a1+T*b2/T）
Td=a3T（T/T）b3
对于不同的T/T范围，PID各参数可通过得到的（a，b）参数表算出。
我们经常使用衰减曲线法来调整参数，先将调节器变为纯比例作用，通过改变给定值的方法加阶跃干扰，按照递减的顺序依次改变比例度，直至出现4∶1（10∶1）为止。将比例度δk记录下来，衰减周期Tk可以从曲线上计算得到：
衰减曲线法等工程整定法对于频繁干扰、不规则的记录曲线等情况，难以直接应用于实际，所以可以通过仿真方法来获得控制器的参数，它可以在工业领域中使用。
3.3PCI数据采集
PCI数据采集卡普遍应用于工业中，在控制程序的设计，主要使用VB调用一个动态链接库或者控件的方式来实现数据采集过程。一些专家和学者为了实现分析和数据采集的高精度目标，使用MATLAB控制Nl采集卡来进行数据采集。复杂高级的控制算法一般仅靠MATLAB难以开发，经过不断探索发现结合MATLAB和PCI采集卡可以实现这一目的。采用这种组合，这种高级的控制算法开发比较容易，时间相对也比较短，代码也可以重复使用。另外，这种组合也可以简化计算过程和数据的存储，最终达到过程控制的目的。
锅炉水温控制中主要是通过MATLAB工具结合数据采集卡来实现过程控制的原理。锅炉水温控制是采用的是成本低但功能强大的PCI-1711型号的采集卡实现数据采集和过程控制。该卡同时拥有16个数字输入、16个数字输出端以及12位的A/D转换器，这种型号的数据采集卡的采样速率可以高达100000赫。
MATLAB数据收集工具盒是专门使用在数据采集方面的一组函式库，可以智能和及时采集数据。这种工具盒集合了数学计算，图形化输出和强有力的计算机程序语言。数据采集工具盒包含3种组件：M文件函数（MFF）、数据采集引擎（DAE）、硬件驱动适配器（HDA）。MATLAB程序通过这三个部件实现硬件互连并采集数据的指令。
4结束语
在这项研究中，使用MATLAB/Simulink相结合的方式，对过程控制中的PID参数调节做了仿真研究，通过仿真比较验证了PID调节器的比例、微分和积分调节作用，发现其能够在偏差出现时自动产生调节和控制作用，从而实现了PID参数实时调节。因此，很多实际过程控制系统当受到干扰而偏离原来的平衡状态时，PID参数实时调整有助于系统快速从初始偏差回复到原平衡的状态。另外，对锅炉水温控制系统中应用MATLAB实现过程控制作了简单的介绍，基于MATLAB的PCI数据采集容易开发出高级的控制算法，它具有开发周期短，高代码重用率，轻松实现过程控制的优势。
过程控制系统论文:基于PLC的过程控制系统实验模块开发
摘 要 设计基于PLC控制器的过程控制实验模块，可结合PLC、PLC模拟量扩展模块等构成便利性、实用性很强的综合实验系统，能满足过程控制、PLC课程的实验教学要求，可使学生加深对过程控制系统、PLC控制、PID技术等知识的掌握。目前该实验模块已获国家发明专利。
关键词 过程控制系统；PLC；实验装置
1 前言
^程控制是一门理论与生产实际结合紧密的自动化专业课程，具有很强的工程实践性，相应的过程控制实验是本课程重要的教学环节。学生通过实验，可以了解各种过程控制仪表（包括检测元件及变送器、调节器和执行器），掌握过程对象的建模方法和过程控制系统的设计方法（包括系统构建、控制算法设计、控制参数整定等），并对计算机过程控制系统有一定的了解及掌握。
南京工程学院为提高学生的理论素质、实践能力和改善就业，用大量资金购置多套专业实验装置。过程控制实验室原先采用的是浙大中控10多年前的SUPCON JX-300 DCS系统，配上基于工业过程的物理模拟对象系统，该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈―反馈控制、比值控制、解耦控制等多种控制形式。但由于使用年限较长，技术陈旧，且系统站点通信也不，给实验的正常开展及实验效果带来很大影响。
学校近年添置一套南京科远自动化NT6000 DCS系统，但该系统没有配备物理控制对象，只能在DCS的工程师站上进行模拟组态和运行，使得学生不能通过实验真实体验实际工业生产过程控制的具体流程，不能帮助学生真正建立过程控制系统的概念，存在理论和实践脱节的问题。
以上两种基于DCS的实验系统都属于站点多（包括现场控制站、工程师站、操作员站等）的大型装置，占用实验场地大，添置、改造成本高，实验的灵活性、便利性较差。另外，PLC作为工业自动化的三大支柱之一，由于其技术的发展、性能的提高、组网通信功能的灵活，现已广泛应用于过程控制领域，与过程控制的结合愈发紧密。为此，研究开发一套基于PLC控制器的混合信号实验模块。该模块既可作为过程控制系统课程的教学实验装置，又可作为PLC课程的实验控制对象，分别进行开关量和模拟量控制的多个实验，减少专业实验装置的投资，有效提高装置的利用率和实验的便利性。此外，在该实验模块基础上还可进行设计性拓展，有利于培养学生的动手能力、创新意识和科研素质。
2 实验模块设计
系统框图 设计的基于PLC控制器的过程控制实验系统框图如图1所示。该实验系统由PLC、实验模块（PCB板）、PLC模拟量扩展模块等构成，是一套便利性、实用性很强的实验装置，能满足过程控制、PLC课程的实验教学要求，还可为学生加深对过程控制系统、PLC控制、PID技术等知识的掌握，建立明晰的系统概念。
实验系统各部分说明 由实验模块作为主要受控对象构成的实验系统主要包括模块PCB板、PLC控制器和PLC模拟量扩展模块：PCB板包括DC-DC电路、信号给定及被控对象电路（模拟PI调节模块和模拟二阶被控对象模块）、数字信号输入输出电路、译码锁存及数码显示电路、PCB板输入输出接口、及时端子排和第二端子排；PLC控制器包括电源电路、PLC控制器输入输出接口和中央处理单元；PLC模拟量扩展模块包括PLC模拟量扩展模块输入输出接口。数字信号输入输出电路、译码锁存及数码显示电路和PCB板输入输出接口均通过及时端子排与PLC控制器输入输出接口相连接，信号给定及被控对象电路通过第二端子排与PLC模拟量扩展模块输入输出接口相连接。
实验模块的特点 采用通用化设计，PLC主机及其模拟量输入输出模块可以根据用户要求自行配置，如西门子、三菱、欧姆龙、松下、台达等，适应性强；功能，实验项目丰富，结合过程控制和PLC的经典控制实验，可以丰富目前高等院校过程控制及PLC实验教学内容；成本低廉、输入输出接口通用、使用灵活方便、扩展灵活、易于维护、占用PLC资源少，方便教学实验，具有良好的应用前景。
3 实验项目的开发
基于PLC控制器的过程控制实验模块，作为模拟被控对象，结合PLC及PLC的模拟量输入输出模块，既可以做诸如多路信号巡回检测及数据处理、基于PLC的数字PID闭环控制、显示及报警等传统过程控制的实验，也可做诸如带的交通信号灯控制、顺序控制、多路彩灯控制等经典PLC实验，功能。
基于PLC的巡回检测及数据处理实验 由PCB板上的信号给定模块提供两路模拟实测物理量，经PLC（以西门子S7 200 PLC为例）模拟量扩展模块（型号EM235）定时采集输入，与内给定值进行比较，输出相应切换信号，并且可以设定物理量的上下限值进行越限报警，同时实现实测物理量的显示。
基于PLC的PID闭环控制实验 可通过PCB板上的调试开关连接模拟PI调节模块102c和模拟二阶被控对象模块102b，模拟二阶被控对象模块102b的输出量通过PLC模拟量扩展模块（型号EM235）输入，通过信号给定模块102a改变给定值，通^模拟对象输出量的显示观测PID闭环调节的过程，可以通过实验比较模拟PI调节与PLC的数字PID调节的效果。
基于PLC的交通信号灯控制系统 由PCB板上的16个LED指示灯分别模拟十字交通路口的12个红、黄、绿指示灯和4个路口4辆汽车的行止状态，由PLC的数字量输出口进行控制，东西、南北向的交通控制时间可由数码管进行倒计数显示。另外，若将12个红、黄、绿LED指示灯分成3组，就可模拟进行不同要求的彩灯实验；还可将16个LED灯分组模拟不同对象，进行各种顺控实验。
4 结语
采用基于PLC的过程控制系统实验模块，丰富了过程控制系统和PLC两门课程的实验项目和实验内容，可以方便地组成多种控制实验，模块结构配置简单、灵活，综合性强、性价比高。该模块将开关量、模拟量采集与控制结合起来，充分模拟工业控制实际。通过该系统可以使学生对过程控制系统和PLC控制有比较的认识和理解，更重要的是能让学生将过程控制和PLC的理论知识与工程实践得到很好的结合，实现把多种专业知识在实验环节中交叉、融合，为解决目前高校过程控制教学实验设备陈旧落后的问题提供设计思路，具有良好的实践意义。■
过程控制系统论文:微课视角下构建《过程控制系统》实验教学环境的应用探究
摘要：《过程控制系统》是一门专业性、理论性和实践性都较强的课程。建设实验课程，优化实验教学环节至关重要。通过分析实验教学现状以及实验教学面临的问题，将微课应用于实验教学改革中，并通过教学案例分析，说明将微课应用于实验教学改革中，丰富了教学方式，优化了教学效果，促使教学的实施。说明构建微课实验教学环境在于：定位、主次分明，多元教学、引领创造，主题明确、碎片构建，不同课题，不同方案等方面。
关键字：过程控制系统；实验教学改革；微课；实际效果
《过程控制系统》是一门专业性、理论性和实践性都较强的课程，要求学生对自动控制原理，检测与仪表技术，传感器原理，计算机控制技术等有综合应用的能力[1]。良好的实验教学，能有效地将理论知识与实际应用关联起来，加深对工业生产环节的理解[2]。建设实验环节课程，优化实验教学方法至关重要。
一《过程控制系统》实验教学现状分析
随着现代控制理论的广泛应用，《过程控制系统》的实验教学环节也在不断的变化，改革教学方法，改进教学手段，改善教学环境，也取得了一定的效果。但还是存在一些问题，如：
1.实验经费不足，导致先进的大型实验设备数量和种类都较少；
2.课时不足，学科的综合性强，内容多，信息量较大，学生自身实践和创新能力也存在差异；
3.传统的教学模式和方法单一，学生的积极性和兴趣不高，课堂缺乏活力，课前预习环节更是形同虚设；
4.学生课后没有复习和重复练习的条件，动手能力得不到提高。
二 微课走进高职实践课堂，优化实验教学
（一）微课应用于实验教学改革
“微课”全称“微型视频课例”，它以教学视频为主要呈现方式，围绕学科重点、难点、疑难问题、实验操作等教学过程及相关资源之有机结合，时间在10分钟以内，有明确的教学目标，集中说明一个问题的小课程[3-4]。微课应用于实验教学过程包括以下4个部分：
1. 课前准备阶段：教师应按照教学大纲，教学目标的要求，根据实验目的、实验仪器、实验步骤等多方面因素，广泛的收集、组织、设计、编排微课视频，设计出富有美感、人性化的符合学习者需求的微课件，认真细致的书写微教案。并将微课资源包及时上传到网络平台，以供学生提前预习，教师通过平台与学生交流互动，了解学生的理论知识“盲点”，便于在实践课堂上加强巩固。
2. 课中教学阶段：课堂教学是教学活动的主要部分，但也会受实验条件的影响，使学生不能多方位的去了解和掌握验的整个过程。此时，将微课视频引入实践教学环节，多方位的展现实验仪器以及实验过程，使处在不同方位和角度的同学在视觉、听觉等方面受到多方位的冲击。讲解结束后，学生在进行交流讨论、分组实验、汇总数据的同时，不间断的微课视频播放，能够提醒学生注意实验的细节，帮助学生解决遗忘或没有听清楚等问题。
3. 课后巩固阶段：利用共享的微课资源包，学生可以在手机、pad、电脑等移动终端上观看丰富的图片、视频、文字材料等，帮助学生回忆实验目的，过程等细节，完整实验数据的整理、分析和实验报告的填写工作。
4. 长期发展阶段：教学活动的结束并不意味着微课应用于实验教学环节的结束，通过QQ、微信、云盘等公共平台，共建教学资源库，达到教师与教师，教师与学生，学生与学生及时交流互动的教学合一的目的，保持微课教学的长期良性循环发展。
（二）利用微课优化“单容水箱液位定值控制系统”实验教学实例
“单容水箱液位定值控制系统”是《过程控制系统》实验中典型基础实验，是掌握串级、比值、前馈-反馈等复杂控制系统的基础。以本实验为例，把微课融入到整个教学过程中，其中课中教学阶段细节如下：
（1）微课视频重复讲读实验室安全管理制度，本次实验安全操作和注意事项；
（2）导入工厂锅炉液位实时控制视频；
（3） ppt讲解，板书结合引出实验目的；
（4）教师口头讲解实物平台，并配合微课视频，多方位展示全貌图，细节图等；
（5）学生交流讨论，实验分组，视频循环播放。
（三）教学效果分析
经过一个学年的教学实施，微课在《过程控制系统》实验教学环节的教学效果初见成效。
微课教学引入到实验教学中，激发学生的学习兴趣，丰富教学方式，优化教学效果，提高课堂的教学质量和教学效率，促使教学的实施，同时还促进教师专业化发展的氛围和自身能力的提高。
三 构建微课实验教学环境
完善实践教学方式，改进实践教学环境，优化实践教学内容，科学分配理论与实践的教学时间是现代职业教育的重点。在信息化的基础上，构建信息时代的教育新秩序，新形态，造就具有创新能力的学习者，也是当今智慧教育的要求[5]。微课作为信息化教育的产物，构建微课实验教学环境，开放实践教学渠道，也就成了现代职业教育的发展必须。构建智慧化的微课实验教学环境，需考虑以下几个方面：
（一）定位、主次分明
要正确处理“微”和“全”的关系，微课不能理解成是一个微型的课程，不能取代教师的作用，它只是一种可以辅助学习与教学的资源。在微课作为教学资源被教师引用于教学之前，需要进行科学的规划，设计。根据教学大纲和教学目标的要求，准备定位，分清“课堂教学”和“微课资源”的主次，以及在课程中充当的角色。
（二）多元教学、引领创造
“多元教学”有两层含义：及时，多元层次的学习者。在微课建设时，要充分体现和适应学生多元层次的需求，注重学生能力的培养和发展。第二 ，多元化的教学方式。通过微课丰富的图片、视频、文字材料开展多元化的教学方式，精心设计，力求创新，引领创造在教学前沿也是构建智慧化的微课实验教学环境的必须。
（三）主题明确、碎片构建
教师在进行微课制作时，知识点的选择应当认真斟酌，并且可以将知识点按照一定的逻辑进行分割，碎片式知识链接，构建出完整精炼的知识构架。主题明确，内容突出，碎片构建完整的知识链。
（四）不同课题，不同方案
教师应根据不同的实验条件、实验类型、实验环境设计出风格不同，类型不同的微课视频，交互元素实时增加，不同课题亦有不同方案。同时不断及时的更新微课件、微教案，争取做到“一课一题，一题一案，一案一形式”的教学模式。不同课题和不同方案的结合组成完整的教学资源库更是职业教学对构建智慧化微课实验教学环境的必然要求。
四 结语
针对《过程控制系统》课程的特点，分析实验教学现状以及实验教学面临的问题，将微课应用于实验教学改革中，丰富了教学方式，优化了教学效果，促使教学的实施，并且扩大了学生的知识面，引导学生进行探究性学习。，说明构建智慧化微课实验教学环境必须注意的四个方面。同时，微课作为一种新兴的教学模式并不完善，还需要更深的探索、研究和完善。