一、系统组成

MCPE-1000仿真实验系统由动态数学模型软件、控制系统图形组态及实时控制软件、实验系统监控软件三部分组成，在统一软件平台中协调运行，完成复杂的仿真模拟实验。动态数学模型软件运用动态定量仿真模型，模拟真实工艺流程，提供各变量当前值。控制系统图形组态软件提供了专用的VC++控制系统图形组态软件，能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。实验系统监控软件对每一项实验提供工程管理，便于学生选择不同实验，并能对当前实验进行管理。

二、系统组成及功能

1. 动态数学模型软件

本测试系统采用动态定量数学模型模拟真实工艺流程，并提供各变量随时间变化的瞬态值。具体分为以下五种流程的动态仿真模型：离心泵及三级液位动态仿真模型、压力系统动态仿真模型、热交换器过程动态仿真模型、连续反应（CSTR）动态仿真模型、间歇反应动态仿真模型。

该系统可高逼真地进行过程的开、停车、正常运行和故障状态的操作及控制，能反映被仿真装置的实际尺寸，能反映系统物料和能量的变化与传递的定量关系；能反映被仿真系统的物理化学变化的规律；能反映被仿真系统的动态时间常数、惯性、时间滞后、多容和高阶特性。

该系统包括常用的控制算法模块库，如PID控制器，传递函数、外作用函数、限幅器、算术运算器、选择器、继电器特性、随机信号器等，可以方便地通过“软连接”构造多种多样的控制系统。

2. 控制系统图形组态软件

本实验系统提供专用的控制系统图形组态软件。能够在计算机“桌面”上通过图形软连接、在“菜单”提示下填写参数和数据等方法完成控制系统组态。这种组态方法与集散型控制系统（DCS）组态完全相同，并进一步增加了控制算法的组态设计功能。

能实现PID控制算法的参数配置；控制方案的组态设计功能，包括控制与被控制变量的选择、算法的选择以及复杂控制实验等；提供标准DLL工程；信号发生器组态等。为了方便使用，控制系统图形组态软件具有错误组态方案的自诊断功能。当组态的方案不合理时，软件能给出提示。

3. 实验系统监控软件

MPCE所有操作点和显示变量都能由软件控制，测试实验系统监控软件对每一项实验提供工程管理，具体分为以下功能：实验开始、暂停、恢复及自检验功能；实验项目切换；实验项目当前状态（又称为“快照”）存储；运行时参数的随机或动态改变；多画面切换。

 

三、实验原理与项目