化工原理实验装置的数据采集与监控.pdfVIP

2007年第6期(总第98期) 量奄李 素 79 化 工 原 理 实 验 装 置 的 数 据 采 集 与 监 控 田文德，秦 华，王晓红 (青岛科技大学化工学院，山东青岛266042) [摘要]我们针对化工原理实验中存在的手工仪表操作、数据处理繁琐、采集数据实时性羞等问题，采用 串口通讯方法实现了数据采集，借助Visual Basic、Matlab等计算辅助工具，建立起了一套通用的化工原 理实验装置数据采集与监控系统。化工原理；数据采集；VB；Matlab [关键词]教学工作；教学管理；青年教师 一 、 引言 使用VB6．0编写通讯程序，借助MSComm控件实现实验 化工原理是过程工程类专业(包括化工、制药、轻化 装置与计算机之间的通讯。数据采出来以后在界面的la— 工程等)中衔接理论基础课和专业技术课的重要桥梁，重 bel标签上显示，并存人后台Access数据库供查询和作进 点培养学生的运用理论知识解决实际工程问题的能 一 步的数据处理。最后，采用Matlab进行数据处理、绘 力。_】 化工原理实验是学好化工原理课程的重要环节，它 图，实现数据分析，为化工教学和科研工作提供有效的数 直观地展现了具体单元操作过程，是培养学生的工程化 据。数据采集系统按照工业DCS模式进行构建，由流程 概念的重要手段。但是，目前化工原理实验大多还局限 图调用、仪表组态和历史趋势显示三部分构成。这样，用 于手工仪表操作和数据记录，与现代化学工业已经广泛 户只需更改相应的数据文件，进行必要的自定义，便可将 采用计算机集散控制系统(DCS)的现状不相符合，导致教 该系统用于不同的化工原理实验装置。 学的实践性不强。此外，这种实验操作模式还存在着实 测数据多、数据处理繁琐、采集数据实时性差以及数据无 法实现网络共享等缺点。_2 近年来，自动化领域出现了 一 些实验教学、仿真软件，[5-6]从一定程度上减少了数据 处理的工作量，但大多由于未考虑化工原理实验的实际 情况而导致收效不佳。 本文针对化工原理实验的实际特点，建立起了一套 通用的化工原理实验装置数据采集与监控系统，采用串 口通讯方法将实验装置与计算机数据采集系统相衔接， 并在终端数据分析系统采用Visual Basic调用Matlab以 图1 数据采集与监控系统总体结构图 实现数据绘图、分析等功能。该系统不仅可用于实验教 (一)4t．-~实验装置 学，从而彻底解决上述问题，还可用于科学研究，作为化 化工原理基础实验共有八个，几乎涉及了所有的化 工安全分析、过程动态优化以及数据校正和误差侦破等 工基本单元操作，它们分别是管路阻力的测定、离心泵特 科研项目的理想试验平台。 性曲线的测定、固体流态化的流动特性测定、换热器总传 二、数据采集与监控系统 热系数和膜系数的测定、连续填料精馏塔分离能力测定、 根据本文的思路确定总体结构设计，如图 1所示。 [作者简介]田文德(1973一)，博士。 8O 化工原理实验装置的数据采集与监控 填料吸收塔液膜传质系数测定、板式塔(筛板塔)流体力 文本框、图片框等和上述数据控件结合到一起，这样就实 学性能的测定和流化干燥器干燥曲线的测定。这些装置 现了绑定控件对数据库的访问，使数据库中的每一条记 已经采用了带有RS485通讯接口的数字仪表，有利于实 录都可