考虑到DDZ-ó型仪表仍是当前服役的主型仪表以及多年的使用习惯和该型仪表所具有的使用灵活、组合方便、适用性强等优点,所以,该虚拟控制系统的设计仍然按照传统的功能划分原则分别设计成虚拟PID调节器和虚拟变送器。各单元虚拟仪表的输入、输出信号仍采用420mA的虚拟电流值。各单元虚拟仪表(应用程序)之间和与虚拟工业对象之间的通信用动态数据交换(DDE)方式实现。所示是该虚拟自动控制系统中两个虚拟仪表在运行中的情况。由调节器上趋势图中的被控参数变化曲线可知,系统正在为克服30秒钟以前发生的一个较大扰动而进行调节。其它实验内容及控制效果方面的足量信息可以从两个仪器的虚拟面板上获得。虚拟仪器的设计原理另述。
运行中的虚拟变送器和调节器如果是一个实际的液位、温度或其它控制对象,则配上相应的检测仪表和数据采集卡就可以组成一个所谓复合式虚拟控制系统,运行前只要在虚拟变送器的数据传输选项卡中将输入数据的传输方式设置为串行口数据输入,该系统就可以应用于一个具有实际物理对象的教学或生产现场。
虚拟实验方法的优势及问题虚拟实验方法就是采用虚拟仪器技术进行实验教学的方法。在上述实例中采用的就是虚拟实验方法,该虚拟控制系统能够在4个小时内完成传统实验约8学时的内容。这些内容都是生产过程自动化或有关专业的重要实验内容,但由于一个实际的控制系统较为庞大,许多院校不具备或不具备完整的实验条件,由于人力、实验设备的套数和时间的限制也不可能使每个学生都能独立地完成若干次控制过程的实施,以便充分体会和掌握不同的对象特性和不同PID参数组合情况下对控制质量的影响。在省时、有效和解决实验设备短缺这三个方面,本文列举的虚拟控制系统都有很好的体现。
在不具备上述条件时,可利用现有的计算机机房进行纯虚拟实验,一般情况下,机房也是一个网络环境,因此,教师可以方便地利用这个条件进行讲解的指导,组织实验的进行。这种方法具有实验效率高、容纳实验人员多的特点。
在未来的几年内,虚拟测试方法将在更多课程的实验教学中得到不同程度的应用。而应用的逐渐成熟也会对原来的学时安排、实验内容、实验学时比、教学方法等产生影响。当然,虚拟测试方法本身也会不断地得到发展和完善。
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