自动化系统工程师ASEA培训中心课件

1、深圳清华大学研究院ASEA培训中心技能测试方案/案例设计2006-6内容：1：培训中心介绍2：培训测试平台建设情况3：技能测试方案/案例设计 深圳清华大学研究院（RITS）是清华大学最重要的产学研窗口，1996年由清华大学和深圳市政府共同成立。研究院自成立至今始终保持超常规发展，目前拥有40亿总资产，涵盖高新技术产业服务、创业投资、教育培训三大领域。 深圳清华大学研究院工程教育中心（TSEC）成立于2005年底，是研究院为推进职业教育发展而结合ASEA成立的工程师培训机构。它通过跟踪社会、企业和个人对工程实践技术的发展需求，结合清华大学研究院优质教育资源，以及时、高质量的工程训练产品，实现对工

2、程技术人才的全面价值提升。这是清华大学研究院响应我国十一五计划大力发展职业教育号召，以自身优势资源贡献社会的重要举措。 1：深圳清华大学研究院工程教育中心（ASEA培训中心）简介积极建设ASEA教师培训基地深圳清华大学研究院ASEA培训中心Tsinghua Engineer Education Center（TSEC） 积极加快建设ASEA的软硬件培训平台、ASEA工程教育课程体系，努力为ASEA提供一个实践、开放的教师培训基地。组织结构企业合作部招生办公室 市场策划部学术委员会深圳清华大学研究院教育质量控制委员会深圳清华大学研究院工程教育指导委员会课程开发团队及教师配备 9人（包括企业技术专

3、家及资深国际职业教育老师）师资配备（院校与工程现场高级人才相结合的师资）叶培华（教授）张晓萍（教授）张剑清（高级工程师）胡社文（高级工程师）张政南（台湾高级职业教育讲师）周德兴（工程师）尹维前（工程师）朱素英（工程师）朱凯明（工程师） 教材准备ASEA系列培训与考试指定参考教材实训类教材（更多精品教材值得期待）PLC、DCS技能测试培训系列课程 教材：基于ADAM5510KW&MCGS ASEA技能测试培训、基于HOLLiAS ASEA技能测试培训 、等； 基于西门子、罗克韦尔等产品实训平台的教材即将完善。其它相关自动化专业教材：过程控制系统现场级设备选择及应用。师资配备及教材准备教师培训基地

4、组织管理结构 ASEA办公室深圳清华研究院ASEA教师培训基地、ASEA培训中心工程教育指导委员会教育质量控制委员会课程组织开发部教学部教务服务管理部综合部对外合作推广部ASEA人力资源及就业服务部现场级车间级装置级管理级的多层次网络架构，完整再现实际应用现场2：ASEA培训中心培训测试平台建设-过程控制实验室培训测试平台建设-过程控制实验室已有设备物理控制对象6套：1：常规仪表系统模拟控制现场系统：2套2：PROFIBUS PA现场总线仪表模拟控制现场系统：1套3：FF 现场总线仪表模拟控制现场系统：1套4：DEVICENET远程采集模拟现场系统：1套5：PROFIBUS DP远程采集模拟现

5、场系统：1套控制系统：21套：1：智能PID仪表控制系统 2套2：基于WEB的DDC远程数采系统 3套3：PC_BASED PLC控制系统 2套4：CAN BUS总线控制系统 1套5：通用仿真和评分系统（工控机+采集卡控制系统）6套6：和利时基于PROFIBUS总线的DCS 1套7：基于FF总线DCS系统 1套（SMAR）8：基于PROFIBUS总线的西门子S7300+S7200PLC系统 各2套9：基于DEVICENET总线的罗克韦尔SLC500 1套培训测试平台建设-过程控制实验室1BAITEADAM4000S7300 312C常规+ADAM4571DDC/仿真和评分系统WINAC2BAI

6、TE ADAM4000S7-200常规常规DDC/仿真和评分系统WINAC3和利时DCSPROFIBUS-DPPROFIBUSDPDDC/仿真和评分系统WINAC4S7-200DPS7300 313CPROFIBUS -DPPA+CP5611卡DDC/仿真和评分系统WINAC5SMAR DCSFF以太网ADAM5510/KWFFDDC/仿真和评分系统WINAC6CAN总线模块SLC500 PLCDEVICENETDEVICE-NETDDC/仿真和评分系统WINAC培训测试平台建设-过程控制实验室培训测试平台建设-多重安全防护，保障人身安全硬件平台建设多对象与多系统之间的对应，可同时满足多人同时

7、操做网络的技术应用，使教学平台与控制网络一体化，使即学即用成为可能培训测试平台建设-运动控制实验室已有设备运动控制系统：1、“形状判别与传送”系统2、“颜色判别与姿态调整”系统 培训测试平台建设-运动控制实验室3、“姿态判别与转向”系统 4、“材料分拣与加工”系统5、“油压冲孔成型”系统 培训测试平台建设-运动控制实验室3：ASEA技能测试方案/案例设计过程控制系统技能测试方案及案例的总体思路： 结合ASEA各个合作厂家的控制系统硬件和组态软件，开发ASEA自身的实践平台；根据企业对实践型人才的实际需要，采用实际工程项目实施过程的概念，设计技能测试的方案和案例。工程项目要求及一般流程（即测试案

8、例要求及流程）工艺、设备的详细要求系统配置硬件配置数据库组态算法实现流程图组态实时数据库组态历史数据库组态操作记录组态离线仿真调试系统下装在线调试 ASEA技能测试方案设计-过程控制系统方 案 设 计：针对各厂家的软硬件系统开发自身的实践平台ASEA测试平台：对象系统+研华ADAM5510KW+MCGS(INTOUCH/组态王) +评分系统 现场系统+S7-300+WINCC +评分系统 现场系统+SLC500+RSVIEW+评分系统 现场系统+HOLLiAS+FACVIEW +评分系统现场系统SMAR DCSINTOUCH评分系统 等利用控制级网络、OPC技术、以太网技术将各种计算机控制系统

9、、PLC、DCS联网，可以进行计算机网络控制的培训和测试；可以进行包括FF、Profibus、DeviceNET、CAN等各种现场总线的技术培训和测试。ASEA技能测试方案设计-过程控制系统 现已形成基于ADAM5510KW +MCGS的测试题库及培训指导教材的初稿。 正在与西门子、罗克韦尔、和利时等公司编辑开发基于其自动化系统产品的测试平台的测试题库及培训指导教材。案 例 设 计：工程化特点的测试题目设置(15个基本技能测试题+8个复杂技能测试题)ASEA技能测试方案设计-过程控制系统以研华SoftPLC为例：现场系统-包括了对象单元(包括水箱、锅炉、换热器及相应的管路系统)、供电系统、传感

10、器(温度、压力、液位、流量)、执行器(包括调节阀、变频器及移相调压器)，组成了一个可接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。 研华SoftPLC-ADAM5510EKW/TP:主单元+I/O模块(ADAM5017、ADAM5024和ADAM5050各1块)。软件上位组态采用昆仑通态的MCGS；控制器编程采用KW的Multiprog 。自动评分系统比较调节回路的特性参数(超调量、稳态时间、余差等)，判断控制回路的控制结果。ASEA技能测试案例设计-过程控制系统在上述系统方案的基础上，采用自动化工程项目实施过程的表达方式进行案例设计。设计了15个基本技能测试题单容下水箱液位调节阀PID单回路

11、单容下水箱液位变频器PID单回路单容锅炉液位调节阀PID单回路 单容锅炉液位变频器PID单回路 竖直双容液位调节阀PID单回路 竖直双容液位变频器PID单回路 水平双容液位调节阀PID单回路 水平双容液位变频器PID单回路 流量调节阀PID单回路 流量变频器PID单回路 压力调节阀PID单回路 压力变频器PID单回路 锅炉动态水温度PID单回路 换热器冷水出口温度调节阀PID单回路换热器热水出口温度变频器PID单回路 8个复杂测试题卧式圆筒非线性液位PID单回路 倒锥形非线性液位PID单回路 流量比值控制 液位和进口流量串级控制 竖直双容液位串级控制 换热器温度和冷水流量串级控制 流量-液位前

12、馈反馈控制 管道压力和流量解藕控制 以单容下水箱液位调节阀PID单回路控制为例PID控制要求：管道及仪表P&ID图、SAMA图ASEA技能测试案例设计-过程控制系统 水由泵P102从水箱V104中加压获得压头，经由调节阀FV-101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，水箱V103的液位由LT-103测得，用调节手阀QV-116的开启程度来模拟负载的大小。本例为定值自动调节系统，FV-101为操纵变量，LT-103为被控变量，采用PID调节来完成。 测点清单ASEA技能测试案例设计-过程控制系统序号位号 设备名称用途 信号类型 工程量 1 FV-101电动

13、调节阀阀位控制AO01002LT-103压力变送器下水箱液位AI2.5kPa上位组态要求流程图界面（包括动态点、交互控制点 ）ASEA技能测试案例设计-过程控制系统 设备、管路从图库中选择，液位变化、管路中流体流动具动画效果； 流程图界面中应包含实时曲线窗口，历史记录、操作记录、报表界面可从流程图界面调出。 上位组态要求实时曲线：引入调节器PV、MV、SP三个变量；三条曲线颜色便于区分，对应变量名标示清楚；时间轴跨度两分钟，采样周期不大于两秒；震荡时的幅值便于分析过渡过程。 报警记录：引入液位高、低实时报警记录。 历史纪录：调用历史趋势曲线控件进行绘制； 报表等要求：设计一个报表：实验开始后，

14、每20分钟记录一组数据，包括FV-101阀位控制、V103液位LT-103、SP三个变量。 ASEA技能测试案例设计-过程控制系统ASEA技能测试案例设计-过程控制系统评分标准1）评分的必需条件：必须在流程图界面上可进行PID调节器的手/自动操作、SP可改变、手动可调输出值、实时曲线满足分析的需要，这也是实际工程中所必须的。自动评分时，要求SP为外给定，信号来自评分系统。2）验证控制结果： 调节器置手动状态，改变输出值，测量值应相应变化，且真实。 依据被测试者提交的实时曲线，基本可判断调节器在自动状态下控制回路是否稳定。 调节器置自动状态，通过从窗口中修改SP值（变化量不超过10%）进一步判断

15、控制品质（详见评分标准）。3）验证组态结果：参考下表的评分标准。序号要求详细内容分值1必须要求SP可改变，而且显示。60分2必须要求测量值和控制值显示，或者实时曲线可以看出是否稳定。3必须要求被考试者调试控制系统在自动状态下系统稳定。4必须要求自动状态下，SP值变化原来稳态值的10%，系统可以稳定。要求：超调量（最大偏差）不大于稳定值的15%。过渡时间（被控变量进入新的稳态值的5%范围内，且不再超出时为止所经历的时间）不超过1分钟，或者8个振荡周期余差不超过5%。5控制效果加分超调量（最大偏差）不超过2%5分ASEA技能测试案例设计-过程控制系统测试评分标准序号要求详细内容分值6控制效果加分过

16、渡振荡周期不超过4个，或衰减比210 5分7流程图界面要求外观：具有水箱，液位检测点，管道，调节阀，水泵符号；具有测量值，给定值，控制量动态点；具有PID的参数设置，手动给定控制量，手/自动切换，给定值交互点。10分8实时曲线信号幅度统一，标尺等分合理，时间标尺等分合理，时间长度可以看到完整的稳定过程。至少引入SPPV两个变量。10分9历史记录可以记录历史记录，可以看到历史记录。至少引入PV一个变量。5分10操作记录有报警信息记录或有修改参数的纪录5分11报表可以记录报警5分ASEA技能测试案例设计-过程控制系统ASEA技能测试案例设计-过程控制系统评分标准ASEA技能测试方案/案例设计-运动

17、控制系统运动控制系统方 案：机电一体化系统综合了机械结构、工业电子、传感器、电动机、气油压传动、PLC控制等各方面的知识，涵盖了工业企业运动控制专业人员所需要的全面技能。通过机电一体化系统的测试可以考核学员在运动控制专业基本的综合知识和技能水平。 运动控制测试方案中所涉及的ASEA运动控制技能测试平台，主要包括五种：“形状判别与传送”、“颜色判别与姿态调整”、“姿态判别与转向”、“材料分拣与加工”、“油压冲孔成型”。案 例：通过分别对这五种类型的机电一体化系统的组装和调试，可以全面展开ASE学员运动控制技能的水平测试。ASEA技能测试方案/案例设计-运动控制系统“形状判别与传送”系统结构ASE

18、A技能测试方案/案例设计-运动控制系统PLC控制图示ASEA技能测试方案/案例设计-运动控制系统功能要求：(1) 单一循环功能：切换COS1开关至ON位置，工件不按次序，每次放一个至输送带A处位置，按下启动按钮，输送带即进行送料，再依不同工件，分别作如下处理： 圆形料：由输送带送至B处判别位置，圆形材料传感器SB检出信号，接着由龙门螺杆机械手夹取，送至C处位置排料。 方形料：由输送带送至B处判别位置，方形材料传感器SA检出信号，接着由龙门螺杆机械手夹取，送至D处位置排料。 然后螺杆机械手回到系统原点。运转中红色指示灯亮、绿色指示灯灭，停机时绿色指示灯亮、红色指示灯灭。(2) 动作前或动作中切换

19、COS2开关至OFF位置，则在流程图步进点时会停止，按下启动按钮，会继续下一动作。(3) 紧急停车功能：在按下紧急停车按钮时，系统停止运转（电磁阀、电机断电）；若夹爪已夹持工件，必须继续夹住不可掉落。(4)复位操作功能：解除紧急停车按钮后，切换COS1开关至OFF位置，按下启动按钮，黄色指示灯闪烁（0.5 sec），开始执行复位程序： 1). 夹爪松脱，若已挟持工件，工件脱落。 2). 垂直气缸缩回。 3). 龙门螺杆机械手右移至系统原点。 4). 复位完成，黄色指示灯灭，绿色指示灯亮。测试步骤及内容：（1）动态试车：测试开始后，以10分钟时间，依照动作流程进行动态试车，并快速检查传感器是否正常，机械零件、组件及其装配附件是否完整，电气、气压管线是否足够，电源气源供应是否正常。（故障零件、组件可以请求更换。） （2）调整归零：系统设备回系统原点，压力源归零，清除程序，切断电源气源，调整压