液管道，第3A供液管道串接有用于控制液体流通的第3A供液电磁阀(V114)，第3A供液管道的出口和第3液位容器(E103)连通；
[0015]所述第2供液流路包括第2水泵(P102)、第2变频器(FV102)、第2供液母管和供液电磁阀，所述储水容器(E100)、第2水泵(P102)、第2供液母管通过管道依次连通，所述第2水泵(P102)出口和供液母管间串接第2流量变送器(FT102)，并连接有第2压力变送器(PT102);供液母管上连通有第IB供液管道，第IB供液管道串接有用于控制液体流通的第IB供液电磁阀(VI11)，第IB供液管道的出口和第I液位容器(ElOl)连通；供液母管上连通有第2B供液管道，第2B供液管道串接有用于控制液体流通的第2B供液电磁阀(V113)，第2B供液管道的出口和第2液位容器(E102)连通；供液母管上连通有第3B供液管道，第3B供液管道串接有用于控制液体流通的第3B供液电磁阀(V115)，第3B供液管道的出口和第3液位容器(E103)连通；第2水泵的驱动电机直接和第2变频器(FV102)电连接；
[0016]所述第I流量变送器(FTlOI)、第I压力变送器(PTlOI)、第2流量变送器(FT102 )、第2压力变送器(PT102)和S7-300模拟量输入输出模块的输入通道电连接，所述第I电动调节阀(FV101)、第2变频器(FV102)和S7-300模拟量输入输出模块的输出通道电连接，所述第IA供液电磁阀(V110)、第2A供液电磁阀(V112)、第3A供液电磁阀(V114)、第IB供液电磁阀(V111)、第2B供液电磁阀(V113 )、第3B供液电磁阀(V115 )直接和S7-300的CPU模块电连接。
[0017]进一步地，所述液位容器内置有溢流槽，溢流槽出口通过管道和储水容器连通。
[0018]进一步地，所述液位容器由透明的有机玻璃制成。
[0019]进一步地，所述流量变送器为涡轮流量变送器。
[0020]进一步地，所述S7-300模拟量输入输出模块和S7-300 CPU模块分别为SM334模块和CPU312C模块。
[0021]本实用新型的一种半实物过程控制实验装置，它通过S7-300 PLC及其输入输出模块构成了现场被控对象的过程接口，该PLC可独立完成传统的PID控制，还再借助OPC技术，与著名的MATLAB应用软件相集成，从而方便实现各种复杂的用户自定义的优化控制算法，并在对实际控制对象的控制过程中分析和研宄其控制效果及使用特点；完成从验证性实验到设计性、综合性实验的全面训练及演示。该装置以简易的多液位对象为控制核心，通过灵活的组合被控对象及不同的测量变送器，可实现串级控制、比值控制、前馈-反馈控制、滞后控制和解耦控制等多种控制形式，从而使学生学习和体验不同的过程控制方案及效果，方案的切换只需通过对不同的电磁阀控制即可方便地实现。该装置结构简便，直观；受控过程和控制效果可视，可显著提高实验教学的效果。
[0022]有益效果
[0023]液位容器由透明材料制成，可以清晰地观测液位容器中被控对象水位的变化情况，使控制效果直观简单、清晰明了，加强对过程控制的原理的理解。
[0024]结构紧凑、经济实用、制作成本低，所选用的传感器、变送器、执行器在工业过程控制中具有较好的代表性，便于学生学习、操作与体验。
[0025]被控对象配置灵活，被控对象参数包括液位、流量、压力，可实现从简单的单回路控制到复杂的高阶对象多回路、串级、比值、解耦控制；通过组合被控对象及不同的测量变送器，可实现串级控制、比值控制、前馈-反馈控制、滞后控制和解耦控制等多种控制形式，从而使学生学习和体验不同的过程控制方案及效果，方案的切换只需通过对不同的电磁阀控制即可方便地实现。
[0026]采用S7-300 PLC作为过程接口，性价比高，简单，操作方便，可靠；且该PLC也可借助内置算法独立完成传统的PID控制。
[0027]实现模糊控制、神经网络控制的复杂控制，以SMULINK内置的丰富的包含模糊控制、神经网络等控制算法工具箱为基础，可灵活方便地实现各种自定义的优化控制算法，SIMULINK设计的数字优化控制算法经过S7-300模块构成的过程接口，对现场控制对象进行控制，从而获得可视化的真实控制效果，以使学生获得真实的控制体验。
[0028]适用于高校、科研院所、培训机构等进行自动化教学与科学研宄。
【附图说明】
[0029]图1本实用新型的半实物过程控制实验装置结构示意图。
[0030]图2半实物过程控制实验装置的电气原理框图。
[0031]图3实施方式中的一种过程控制原理框图。
【具体实施方式】
[0032]为了阐明本实用新型的技术方案及技术目的，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型做进一步的介绍。
[0033]本实用新型提供一种基于OPC及S7-300 PLC模块的半实物过程控制实验装置，以多容液位为控制对象，通过使用不同的传感器及执行器，以及电磁阀的切换，实现各种从简单的单回路控制到多回路解耦、神经网络等控制方案的多功能过程控制实验平台。
[0034]本实用新型的教学实验装置采用S7-300 PLC模块构成现场数据交互的接口模块，并和被控对象的变送器或执行器电连接，S7-300 PLC模块采用MPI通信电缆和控制主机通信连接。基于OPC技术，实现被控对象、S7-300 PLC模块、控制主机间的数据通信。控制主机中同时安装有MathWorks公司的MATLAB/SMULINK软件，该软件支持OPC协议，S7-300PLC模块采用S7-300模拟量输入输出模块和S7-300集成有开关量输入输出的CPU模块，S7-300 PLC模块借助WINCC组态软件支持OPC协议。基于OPC工业标准，实现现场被控对象、S7-300 PLC模块和控制主机中的MATLAB/SMULINK软件间的实时通讯，由SMULINK开发的复杂控制算法，如模糊控制、神经网络控制算法，直接去控制被控对象，这样就可以把精力集中在控制算法本身的设计上，而不用花过多时间去考虑各模块间由于标准不同如何实现通信问题。
[0035]如图1和图2所示，本实用新型的一种基于OPC及S7-300 PLC模块的半实物过程控制实验装置，其包括储水容器、多个液位容器和至少一条供液流路。
[0036]所述液位容器的下部设有排液管，排液管的流路上串接有用于控制排液阻力的手动阀，液位容器内设有用于测量液位高低的液位变送器；所述液位容器均设置在储水容器的上方，相临的两个液位容器的位置关系是一个液位容器设置在另一个液位容器的上方，且所述一个液位容器的排液管的出口和所述另一个液位容器相连通。
[0037]所述供液流路包括水泵、供液母管和供液电磁阀，所述储水容器、水泵、供液母管通过管道依次连通，所述水泵出口和供液母管间连接有流量变送器和压力变送器；所述水泵出口和供液母管间串接电动调节阀，或所述水泵的驱动电机直接和变频器电连接；向液位容器供液的供液管道和供液母管连通，且供液管道上串接有用于控制液体流通的供液电磁阀。
[0038]所述流量变送器、压力变送器和S7-300模拟量输入输出模块的输入通道电连接，所述电动调节阀、变频器和S7-300模拟量输入输出模块的输出通道电连接，所述供液电磁阀和集成有处理器单元、通信单元及开关量输入输出功能的CPU模块电连接，所述S7-300模拟量输入输出模块和所述S7-300 CPU模块通信连接，S7-300 CPU则模块通过MPI通信电缆与控制主机通信连接。
[0039]所述S7-300模拟量输入输出模块和S7-300 CPU模块分别采用SM334模块和CPU312C模块。其中，SM334模块为4路模拟量输入、2路模拟量输出模块；CPU312C模块集成了开关量输入输出功能，包含有10路开关量输入通道、6路开关量输出通道、CPU处理器和通信单元，可实现各种输入输出、控制运算及网络通信功能。CPU312C模块通过MPI通信电缆与控制主机通信连接。由于S7-300 PLC模块可通过软件WINCC