过程控制是一门以实验为基础的课程，过程控制类课程实验教学在整个科学教育中占有重要的地位，如何卓有成效地开展过程控制实验教学一直是广大实验教师研究和探索的问题。从控制学本身的发展过程就是充满了科学探究的活动来看，在过程控制实验教学中开设研究创新型实验，并且设计新型实验教学设备是必然的趋势。本文在分析了国内外过程控制研究创新型实验教学的情况，并对研究创新型实验相关理论进行了研究的基础上，结合武汉理工大学自动化学院进行的开放性实验教学实践，探讨了如何构建过程控制研究创新型实验教学体系的问题，并且设计制作了新型过程控制实验教学设备。论文对过程控制研究创新型实验作了界定，阐明了过程控制研究创新型实验的必要性和意义，并论述了过程控制研究创新型实验的理论指导依据。根据过程控制研究创新型实验的特点和教育理论的研究成果，分析了过程控制研究创新型实验教学的目标、原则和条件。论述了过程控制研究创新型实验教学体系的构建思路和教学过程。依照相关课程和的需求和新型实验设备的特点，精心地组织实验内容和进程，将研究创新型过程控制实验划分为基础验证型，综合验证型，独立创新型三个层次来设计实验的题目和具体内容。实验的教学设备设计与研究工作包括：设计制作物理模型(旋风筒预热器模型)；开发下位机的软件和硬件；建立上位机与下位机的通讯联系；规划、实现过程控制研究创新型实验。新建的“过程控制研究创新型实验教学系统”由物理模型、下位机、上位机三部分组成。上位机与下位机的通讯经由RS-232串行通讯接口，采用工业自动化中广泛应用的Modbus通讯协议。物理模型选用武汉理工大学自动化学院研制的旋风筒预热器模型小型多参数过程控制实验台；下位机以ADuC841单片机为核心，充分利用该芯片的ROM、RAM、定时器、HSI、A／D、PWM等内部功能。系统简洁、结构紧凑、软件高效成熟、硬件实用可靠。上位机采用较为流行的工业虚拟仪器软件LabVIEW7.1，对下位机和风机进行控制，并且完成对风机风速的控制和对测量参数的数据采集、显示、分析等功能。目前，该实验教学设备和方法已在武汉理工大学自动化学院测量与控制类实验教学过程中使用。