用于过程控制培训的虚拟现实模拟软件

DL VPC-LAB 4.0 - 虚拟过程控制

DL VPC-LAB 4.0是一款开发用于以独特而有效的方式教授过程控制技术的虚拟现实软件。借助该软件，学生可以提高他们在实践中学习过程控制的个人经验。学生将能够进行一些涉及以下主题的实验：

•    控制系统，开环和闭环系统，

•    传感器，传感器和执行器，

•    输入信号和电源信号调理，

•    液位，流量，压力，温度，

•    误差，偏移，校准，响应时间，ON-OFF控制，滞回，PID控制器，比例控制（P），比例积分控制（PI），比例积分微分控制（PID）。

该软件将能够再现DE LORENZO过程控制培训装置– DL 2314的功能和行为。该系统可以在有或没有PLC的情况下工作。学生可以使用虚拟控制模块轻松地实现控制器，或者将装置连接到真实的PLC或软PLC，例如Siemens S7-1200 / 1500，PLCSIM和Codesys。

使用DE LORENZO开发的这种软件，学生可以按照自己的节奏学习，并且老师有更多的时间支持课堂，管理和改进过程，因为与其他简单的模拟器不同，它具有以下优点：

1）学生有效指南：可以访问带有理论，说明和实验建议的学习主题。 该软件包括过程控制培训装置的虚拟版本。

2） 自动验证学生的任务：软件自动验证学生是否成功完成每项任务，以便他/她继续下一个任务。

3） 跟踪学生进度：教师可以随时通过查阅软件中的特定活动摘要或将其导出到电子表格来验证学生的进度。

软件描述

该软件再现了过程控制装置以及信号、电源、控制和PLC模块。

过程控制装置描述：

过程控制实验室由两个主要部分组成：过程罐和集液罐。

过程罐旨在教授过程控制原理。

集液罐包含了用于处理供水和从装置排出水的管道。

过程罐（压力容器）包括以下部件：

·         适用于测量水位（厘米或毫米）的水位传感器和公制刻度尺。

·         浮子开关用于检测加压水箱内的水位。

·         加热元件。

·         温度传感器（PT100）和温度计，适合测量处理罐内部的温度（°C或°F）。

·         适合测量压力（巴或psi）的压力传感器和压力计。

·         四种类型的阀（三种手动阀和一种受控阀）。

集液罐（水箱）和管道  包括以下组件：

·         出水阀（主供水阀）。

·         涡轮流量计（体积测量涡轮）。

·         具有热保护功能的电动泵。

·         可视流量计（流量指示器）。

·         手动阀以减少水流。

·         适用于控制水流的电动阀。。

仪器和控制部分

控制模块包括用于传感器的接口信号调节器，用于执行器的电源驱动器以及充当调节装置或面向状态的装置的基本控制逻辑：

信号、电源和控制模块的特性

该过程控制装置具有绘制控制原理图的面板，该面板使用标准符号显示整个流程图。这对于学生理解过程控制的基本概念非常有用。

该软件随附了详细的在线教学指南。实验之后，将逐步指导学生学习以下活动：

•传感器的校准，

•获得静态过程特征和时间常数，

•通过开-关，比例，比例积分和比例积分微分控制过程。

通过该软件，教师将能够轻松地指导学生学习过程控制的原理。过程控制基础课程的主要目标是使学生能够解决实际的控制问题。该培训装置的教学优势是可以研究每个过程的行为（液位，流量，温度或压力）或任何可能的相关组合。

该软件保证了过程控制领域的完整经验体验。 学生可以从控制系统的基本概念开始，针对工业中的主要四个控制变量（液位，温度，压力和流量）设计和调整控制器，从而研究该主题。

每个实验都会向学生介绍其目标和理解下一步所必需的理论概念。 之后，学生分三步进行实验，如下图所示。 DL VPC-LAB4.0紧密代表了过程控制装置的主要功能，因此就像为每个学生建立一个真正的过程控制实验室一样。

控制选项：PLC、软PLC和嵌入式控制模块

软件所代表的过程控制装置可以使用以下方法进行控制：

当使用PLC或软PLC时，学生仍需要在虚拟环境中进行信号和功率调节，但是与使用控制模块不同，学生将输入和输出标准化信号连接到PLC模块，而PLC模块将处理 与相应的外部PLC或SoftPLC接口。

 实验列表

·         液位传感器设置

·         泵电机的特性

·         泵的特性

·         静态过程的特性

·         过程的时间常数

·         液位开 - 关控制

·         电磁阀开 - 关控制控制液位

·         浮球开关开 - 关控制控制液位

·         液位的闭环控制

o   液位闭环比例控制

o   液位闭环比例积分控制

o   液位闭环比例微分控制

o   液位闭环比例-积分-微分控制

·         流量的闭环控制

o   流量传感器

o   流量闭环比例控制

o   流量闭环比例积分控制

o   流量闭环比例微分控制

o   流量闭环比例-积分-微分控制

·         温度的闭环控制

o   温度传感器

o   加热器特性的测量

o   温度闭环比例控制

o   温度闭环比例积分控制

o   温度闭环比例微分控制

o   闭环温度比例-积分-衍生控制

·         压力传感器

o   压力传感器作为液位传感器

o   通过压力传感器开 – 关控制液位

基础选项

1. 德洛伦佐的服务器的验证和课程服务

DL OPENLAB-SSEM 身份验证和课程服务器可以作为服务由 De Lorenzo 服务器提供。这意味着学校不需要任何当地的服务器。当学校有很好互联网时，公网网络是一个很好的选择。

2. USB 加密狗

如果学生或学校没有合适的互联网连接，De Lorenzo可以通过USB加密狗提供许可。在这种情况下，如果学生在学校和家里不时工作，他/她需要保留 USB 加密狗 和 USB 闪存。系统需要使用USB D USB 加密狗，学生需要用USB 闪存保存进度和课程信息，以便当学生有互联网接入时，他/她可以上传信息。

可执行的实验

该软件可以执行27个难度逐步提高的实际实验。

以下是一些可执行实验的简短说明。

	液位传感器设置
	从实验开始，学生将学习不同类型的传感器。 学生可以学习如何校准和使用电容式液位传感器，以测量水位并确定传感器特性。 液位变送器（L / U）用于校准液位传感器，对应1 V至1 cm

系统要求