电气与控制工程实践教学中心是以自动化专业实验室等为基础逐步建设的,2004年整合相关资源后正式成立,隶属于电气与信息工程学院。2008年被湖南省教育厅确定为“湖南省普通高校实践教学示范中心”,2011年6月通过专家组现场终期验收后被省教育厅确定为“湖南省普通高校实践教学示范中心”并授牌。
中心下设工业控制网络与自动化技术室1间,现有实验用房面积195㎡,各类实验仪器设备41台(套),总值达101.3385万元,目前共开出实验项目16项,适合于自动化、电气工程及其自动化等相关专业开展《过程控制》、《现场总线控制系统》、《DCS分布式控制》、《PLC可编程控制》、《计算机控制》、《传感器检测与转换技术》等及其综合应用的实践教学,也是相关专业学生进行工程实践、课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计及工程技术人员等进行教学和培训的理想基地。
中心现有专兼职实验教师3人,其中专职实验技术人员2人,兼职实验教师1人,实验教师中有正高职称1人,副高职称1人,中级职称1人,硕士2人。承担省级以上教学研究项目1项,获校级教学成果一等奖1项,参与国家自然科学基金项目1项,主持湖南省自然科学基金项目1项,市厅级科学研究项目6项,对外科技服务项目3项,公开发表的SCI和EI收录科研及教改论文12篇。
工业控制网络与自动化技术室
工业控制网络与自动化技术室共有实验台套数41台套,主要设备有THFCS-1现场总线过程控制系统及对象装置1台、THJ-3冗佘DCS分布式过程控制系统及对象装置1台、THMSRX-2-2机械手输送系统机械手输送系统1台、THJDCL-1材料分拣实训装置1台、THPFXC-1A小车运动控制系统实训模型1台、THNY-2工业全数字运动控制实验平台1台、THWLT-1立体仓库实物教学实验装置1台、TPC1062K MCGS嵌入式触摸屏10台及计算机26台,主要是面向自动化、电气工程及其自动化等相关专业的学生,主要承担《现场总线控制系统》、《传感器检测与转换技术》等专业课实验教学任务及课程设计、专业综合训练、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践教学任务,除完成基本教学任务外,其它时间属于开放时间,学生可以随时进入实验室进行各种设计、学习交流和科学研究等。
工业控制网络与自动化技术室集多领域、多学科技术于一体,充分体现先进性、开放性和功能多样化。该技术室具有如下显著特点:
1、 系统对象多元化
针对不同形式、不同类型的被控对象构成了既能相对独立进行控制又能通过多级工业控制网络进行网络化控制的多元化系统,既包含连续自动化控制系统、运动控制系统,又包含离散自动化控制系统。
2、 控制主机多元化
在工业自动化技术领域中,由于国内外多种主流品牌的PLC控制主机共存且均有着不同程度的应用,而学生在校期间是以某一种品牌的控制主机为主作为学习内容,学生毕业后可能涉及其它的主机,因而中心在控制主机方面选用了涵盖国内外知名自动化厂商的主流控制主机作为系统的控制核心而构成控制系统。
3、 网络协议多元化
工业控制网络中的关键问题之一是网络通信及其通信协议,目前工业控制网络中大量存在着DCS集散控制系统,而由于不同的自动化设备生产商各自的通信协议相对独立而造成了业界的“自动化孤岛”现象,故而工业控制中将加速由DCS向基于公开协议的FCS现场总线控制系统过渡与转换。目前现场总线的公开协议也有多种,本室的整个系统正是建立在基于Profibus、DeviceNet、CC-Link等多种总线以及工业以太网等广泛使用的工业控制网络之上,体现了自动化系统的控制网络及其通信协议的多元化特点。
4、 检测仪表智能化
针对DCS集散控制系统与FCS现场总线控制系统并存的情况,检测仪表分别选用了主要应用于DCS的4~20mA常规仪表和主要应用于FCS的智能化仪表。涵盖了工业过程中常用的4~20mA温度、压力、流量等物理量检测用的传感器与变送器,此外还有电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器、颜色传感器等用于运动控制系统,也包含了过程控制中广泛使用的PA智能型总线仪表:SITRANS P 系列压力测量仪表、SITRANS T 系列温度测量仪表、SITRANS F 系列流量测量仪表、SIPART PS2 电气阀门定位器等。
5、 整体架构工程化
中心在整体架构与控制系统方案设计上,从最底层的现场过程变量数字化信号到管理层的TCP/IP工业以太网通讯网络,选用了数字工厂的现场实用设备,体现了清晰、完整、富有代表性的自动化系统工程化的构架,既满足基本的实践教学需要,又可以作为学生和教师的研究性学习与创新性研究的平台。
6、 教学模式层次化
根据电气与控制工程“湖南省普通高校实践教学示范中心”的建设思路,按照电气与信息工程学院形成的“基本知识—综合能力—工程应用—创新意识”四层次人才培养模式进行中心的建设,形成了教学模式层次化的特点。
工业控制网络与自动化技术室能开出实验项目如下:
多总线工业控制网络认识及组网,多主流控制系统与自动化设备认识及应用,下位机软件中的硬件组态和程序编写,上位机软件中的通信建立和界面组态,MCGS和组态王软件在控制系统中的应用,基于PLC和组态技术的交通灯控制系统设计,基于PLC和组态技术的抢答器控制系统设计,广告艺术灯控制器设计,FCS现场总线过程控制系统实习实训,冗余DCS分布式过程控制系统实习实训,机械手输送系统设计,材料分拣控制系统设计,小车运动控制系统设计,工业全数字运动控制系统设计,立体仓库控制系统设计,系统本地控制和远程控制实现。