过程控制仪表课程设计指导书
过程控制及仪表课程设计
过程控制及仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本原理，掌握仪表的种类及其工作原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析实际工业生产过程中存在的问题，并设计合理的控制方案；3. 培养学生对过程控制及仪表相关知识的综合运用能力。
技能目标：1. 培养学生具备操作和调试常见仪表的能力；2. 培养学生运用计算机及相关软件进行过程模拟和优化的能力；3. 培养学生团队协作，沟通协调和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制及仪表技术的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，提高学生的工程素养；3. 增强学生的环保意识，使其在设计和实施过程控制方案时，充分考虑节能、环保等因素。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，强调知识的应用性和实践性。
学生特点：学生具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课程特点和学生实际，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本原理：包括过程控制的基本概念、分类、性能指标、控制系统数学模型等，对应教材第1章内容。
2. 常见仪表的种类及工作原理：涵盖压力、温度、流量、液位等传感器及执行器的工作原理和特性，对应教材第2章内容。
3. 控制器的设计与实现：介绍PID控制算法、控制器参数整定方法，结合实际案例进行讲解，对应教材第3章内容。
4. 计算机过程控制系统：包括集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统等，对应教材第4章内容。
5. 过程控制系统的仿真与优化：运用计算机及相关软件进行过程控制系统的建模、仿真和优化，对应教材第5章内容。
6. 实践教学环节：组织学生进行仪表操作、调试和过程控制系统的设计、实施，提高学生的实际操作能力。
教学内容安排和进度：1. 第1-2周：过程控制基本原理、常见仪表的种类及工作原理；2. 第3-4周：控制器的设计与实现；3. 第5-6周：计算机过程控制系统；4. 第7-8周：过程控制系统的仿真与优化；5. 第9-10周：实践教学环节。
自动化仪表与过程控制实验指导书教材
自动化仪表与过程控制实验指导书实验一位式控制一、实验目的1、了解简单控制系统的构成及仪表的应用（熟悉仪表的操作）2、掌握简单过程控制的原理及仪表使用二、实验设备及参考资料1、PCS过程控制实验装置（使用其中：位式电磁阀、AI818智能调节仪一台、上水箱液位传感器、水泵1系统等）。
2、AI-818仪表的操作说明书和液位变送器的调试（一般出厂之前已调试好）方法。
三、实验系统流程图：四、实验原理本实验采用位式控制原理进行液位的范围控制，即，将液位控制在一定的上下限范围内。
水箱液位变送器输出信号，经AI-818仪表进行处理后与设定上下限水位值进行比较。
控制仪表内继电器触点状态，对位式电磁阀进行控制，以达到控制目的。
图1-1五、实验步骤1、按附图位式控制实验接线图接好实验导线。
2、将手动阀门1V2、1V10、V4、V5打开，其余阀门全部关闭。
3、先打开实验对象的系统电源，然后打开控制台上的总电源，再打开仪表电源。
4、设置智能调节器参数，其需要设置的参数如下：（未列出者用出厂默认值）HIAL=30 （参考值）LOAL=20 （参考值）dHAL=9999dlAL=9999dF=0.5 （参考值）Ctrl=0Sn=33Dip=1 （参考值）dIL=0dIH=50Alp=2OP1＝0具体请详细阅读调节器使用手册5、在控制板上打开水泵1、位控干扰。
6、在信号板上打开上水箱输出信号。
六、思考建议在什么样的情况下适合采用位式控制。
实验二电动阀支路单容液位控制一、实验目的1、了解简单过程控制系统的构成及仪表的应用（熟悉仪表的操作）2、掌握简单过程控制的原理及仪表使用二、实验设备及参考资料1、PCS过程控制实验装置（使用其中：电动调节阀、AI818智能调节仪一台、上水箱及液位变送器、水泵1系统等）2、AI-818仪表的操作说明书，智能电动调节阀使用手册和液位变送器的调试（一般出厂之前已调试好）方法。
三、实验系统流程图：四、实验原理本实验采用仪表控制,将液位控制在设定高度。
过程控制与仪表课程设计
过程控制与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握仪表的种类、工作原理及其在工业中的应用。
2. 使学生掌握过程控制系统的数学模型，了解被控对象、控制器、执行器等组成部分的特性。
3. 让学生了解过程参数的检测与变送原理，掌握各类传感器的使用方法和调试技巧。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际过程控制问题的能力，能设计简单的过程控制系统。
2. 培养学生动手操作仪表，进行系统调试、故障排除的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，能在小组合作中发挥各自优势，共同完成过程控制系统的设计与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制与仪表领域的兴趣，激发学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合，提高学生的工程素养。
3. 引导学生关注过程控制技术在实际生产中的应用，认识到学习本课程的实际意义，增强学生的社会责任感。
课程性质：本课程为专业技术课程，旨在使学生掌握过程控制与仪表的基本理论、方法和技术，培养学生的实际操作能力和工程素养。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的物理、数学基础，对工程技术有一定了解，具备初步的分析问题和动手能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化学生的实际操作能力，提高学生解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统的分类、性能指标、稳定性与可控性。
2. 仪表及传感器：仪表的分类及工作原理，常见传感器（如温度、压力、流量传感器）的原理与应用。
3. 过程控制系统的数学模型：被控对象、控制器、执行器的数学描述，传递函数与方框图。
4. 控制器设计：PID控制算法，参数整定方法，串、并联控制系统的设计与分析。
5. 过程参数检测与变送：检测原理，变送器的种类及特性，信号处理与传输。
6. 过程控制系统的实现：控制系统硬件、软件组成，系统调试与优化。
过程控制及仪表实验指导书
过程控制及仪表实验指导书西安文理学院机械电子工程系目录实验一热电偶特性与应用 (2)实验二调节器参数校验 (4)实验三过程特性测试 (7)实验四控制系统参数整定 (9)实验一热电偶特性与应用一、实验目的1. 了解热电偶构造及热电特性2. 掌握热电势基本测量方法3. 领会冷端温度对热电偶输出电势的影响，掌握补偿导线的正确使用方法。
二、实验设备1. K分度热电偶及补偿导线1支；S分度热电偶及补偿导线1支；2. 管式电炉1台；3. 电炉温度控制器1台；4. UJ－37电位差计1台；5. 电吹风1支。
三、实验设备连接图1 热电偶特性与使用设备连接示意图四、实验内容1. 热电偶热电特性测量将两支热电偶分别从电炉两端插入电炉，通过温度测量控制仪依次改变炉温，待炉温稳定后，由控制仪的指示盘读取温度，由UJ－37电位差计测取热电势，得出电势－温度关系，同时记取室温。
2. 观察冷端温度对测量的影响在炉温保持恒定情况下，用电吹风改变热电偶冷端温度，观察电位差计的读数变化，体会冷端温度补偿的意义，分以下不同情形分别进行：⑴补偿导线极性连接正确，用电吹风改变热电偶与补偿导线连接点温度，观察电位差计读数变化。
⑵补偿导线极性连接不正确，用电吹风改变热电偶与补偿导线连接点温度，观察电位差计读数变化。
（注意：改变热电偶与补偿导线连接极性时，要同时调换补偿导线与电位差计连接极性。
）⑶用导线替换补偿导线，用电吹风改变铜导线与热电偶连接点的温度，观察电位差计读数变化情况。
五、实验报告1、将实验内容1所测得的热电势－温度关系经冷端温度（实验时读取的室温）转换修正后，在方格纸上画出电势－温度曲线，并与K分度的热点偶标准热电势特性比较，简要讨论误差发生的原因。
2、通过实验内容2中三种情况对比，论述正确使用补偿导线的重要性。
实验二调节器参数校验一、实验目的1．了解工业用调节器的结构、特性和基本使用方法。
2．学习调节器重要参数的校验方法。
3．体验调节器无扰切换过程。
过程控制与仪表课程设计
过程控制与仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制与仪表的基本概念、原理和方法，培养学生运用过程控制与仪表知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握过程控制的基本概念、分类和特点；（2）理解仪表的原理、结构和应用；（3）熟悉过程控制系统的组成、功能和性能。
2.技能目标：（1）能够分析简单的过程控制系统和仪表系统；（2）具备设计过程控制系统和仪表系统的基本能力；（3）能够运用过程控制与仪表知识解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对过程控制与仪表工程实践的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.过程控制基本概念：介绍过程控制的发展历程、分类、特点和应用领域；2.仪表原理与结构：讲述仪表的分类、原理、结构和应用，包括压力、温度、流量、液位等常见仪表；3.过程控制系统：介绍过程控制系统的组成、功能、性能指标和分类，包括单闭环控制系统、多闭环控制系统等；4.控制系统设计：讲解控制系统的设计方法和步骤，包括控制器选择、参数整定等；5.实际工程应用：分析实际工程中的过程控制与仪表问题，培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和知识点，确保学生掌握基础；2.讨论法：学生就特定问题进行讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际工程案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题；4.实验法：进行实际操作实验，培养学生动手能力和实验技能。
四、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识视野；3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：配置齐全的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
过程控制系统及仪表第三版课程设计
过程控制系统及仪表第三版课程设计一、课程设计背景过程控制系统是工业自动化的重要组成部分，以实时控制、监测和执行的方式实现工业生产的自动化。
而仪表则是过程控制系统中的重要组件，用于对工艺参数进行测量、控制和记录。
由于过程控制系统及仪表在工业生产中的重要性，各大高校纷纷开设相应的课程。
本文将围绕过程控制系统及仪表这一课程设计展开。
二、课程设计要求本次课程设计要求学生能够：1.掌握过程控制系统的原理和组成；2.熟悉仪表的基本结构和工作原理；3.能够设计并实现一个简单的过程控制系统；4.能够使用现代工具进行系统测试和调试。
此外，本次课程设计要求学生能够充分发挥团队合作精神和实践操作能力，全面提升学生的综合实践能力。
三、课程设计内容1. 过程控制系统1.1 过程控制系统基础在过程控制系统中，控制器是核心设备，负责对生产过程中的各种参数进行检测，并采取相应的措施进行调节和控制。
在控制器的帮助下，过程控制系统可以充分的实现自动化生产。
1.2 控制器的种类与参数测量在本次课程设计中，我们将介绍PLC、DCS两种常用控制器，并详细介绍各种参数的测量方法和技术。
1.3 过程控制系统的建立在此次课程设计中，我们将使用PLC和DCS两种设备进行系统建立，并采用符号图和逻辑图进行模拟，实现进水压力、出水压力等参数的自动调节。
2. 仪表系统2.1 仪表系统基础仪表系统是过程控制系统中的重要组成部分，是实现自动化生产的重要工具。
在本次课程设计中，我们将讲述仪表系统的基本原理，以及有关温度、流量、压力等参数的检测和控制方法。
2.2 仪表系统的应用在此次课程设计中，我们将使用现代仪表系统进行温度、流量、压力等参数的检测和调节，并且使用虚拟仪表对系统进行模拟和调试。
3. 课程设计实践在本课程设计中，学生需要根据所学知识进行现场勘探、系统设计和实施工作。
课程设计实践将重点突出实现过程、控制和检测的全过程展示，学生可以根据自己的理解和想法设计和执行整个过程。
过程控制与仪表实验指导书
过程控制与仪表实验指导书电子信息工程学院2012年9月目录目录........................................................................ 第一章安全注意事项 .. (1)1.1防止触电 (1)1.2防止烫伤 (1)1.3防止损坏 (1)1.4其他注意事项 (2)第二章 A3000过程控制实验系统说明 (3)2.1现场系统 (3)实验一对象飞升特性曲线实验 (6)1.1实验目的 (6)1.2实验要求 (6)1.3实验设备及系统组成 (6)1.4操作步骤和调试 (8)1.5实验结果 (9)1.6实验思考 (9)实验二单容水箱液位变频器控制实验 (10)2.1实验目的 (10)2.2实验要求 (10)2.3实验设备及系统组成 (10)2.4操作步骤和调试 (10)2.5实验结果 (11)2.6实验思考 (11)实验三单容水箱液位调节阀控制实验 (12)3.1实验目的 (12)3.2实验要求 (12)3.3实验设备及系统组成 (12)3.4操作步骤和调试 (13)3.5实验结果 (14)3.6实验思考 (14)实验四流量调节阀控制实验 (15)4.1实验目的 (15)4.2实验要求 (15)4.3实验设备及系统组成 (15)4.4操作步骤和调试 (16)4.5实验结果 (17)4.6实验思考 (17)第一章安全注意事项安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
！危险：不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤的发生。
！注意：不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。
注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。
请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。
0《热工过程控制仪表课程实习与设计》新版指导书2017-3 (1)
《热工过程控制仪表课程实习与设计》课程设计指导书一、课程设计目的、要求和内容热工过程控制仪表课程实习与设计是学习热工过程控制仪表课程后的一个重要的综合实践环节。
（一）本课程的教学目的1、通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。
2、学习仪表控制系统设计的一般方法，掌握仪表控制系统的一般规律。
进行仪表控制系统设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。
（二）本课程设计的基本要求1、能从仪表控制系统功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择传感器，变送器、调节器和执行机构。
2、能按工艺的控制要求，选择相关模块，设计的调节器的组态图，填写相关控制数据表。
3、能考虑仪表安装与调整、使用与维护、经济和安全等问题，对仪表控制系统的安装技术要求进行设计。
4、图面符合国家有关标准，尺寸及公差标注正确，技术要求完整合理。
（三）本课程设计的主要内容设计内容应是根据被控对象的控制要求，选择过程控制仪表，设计满足控制性能的仪表控制系统。
每个学生应完成：总体方案图、接线图，SAMA图，组态图，并撰写设计说明书一份，说明书应包括：确定总体方案，选定传感器，变送器、调节器和执行机构，调节器的组态图，SAMA图等内容。
1、选择仪表（具体型号），设计满足热工控制要求的仪表系统总体方案。
（2d）2、画出仪表系统中各仪表的接线图。
（2d）3、画出系统实现的SAMA图。
（2d）4、画出系统实现的有关组态图和并填写相关组态数据。
（2d）5、撰写设计说明书。
（1d）6、总结答辩。
（1d）二、课程设计的要点（一）总体方案的要点1、熟悉被控对象学生自己查资料，全面了解被控对象的结构和特性。
2、架构控制系统有两种基本模式，供参考：单环模式：Y(t)被控对象控制器e(t)R(t)测量/变送器图1 单回路控制框图串级模式：图2 串级回路控制框图请根据自己选择的方案进行控制框图的细化。
过程控制仪表实训指导书
《化工过程控制仪表》实验指导书广东石油化工学院自动化与仪表教研室伍林2013年6月前言过程控制仪表是实现生产过程自动化必不可少的工具。
而过程控制仪表这门课程是自动化专业的必修专业课之一，为了配合课堂教学，根据专业教学大纲要求，开设了过程控制仪表实训课。
为使实训课能顺利进行，编写了过程控制仪表实训指导书。
通过实训，可以让学生理论联系实际，加深对理论知识的理解和掌握，从而进一步认识过程控制仪表的基本结构和工作原理。
通过实训，学生还能掌握实验仪器的正确使用和操作方法，学会主要仪表的调校及测试方法，培养实际动手能力和创新意识。
实训指导书中包含多个实验项目，每个实验项目都包括：实验目的、实验内容、实验设备与仪器、实验原理、注意事项、实验步骤、思考题等内容。
学生实验守则1、上实验课前，学生应做好实验预习。
着重领会实验目的、要求。
掌握实验原理、步骤和方法。
2、遵守实验室各项规章制度，服从实验室工作人员的指挥。
文明实验，不能穿拖鞋进入实验室，不准乱扔杂物，不准在实验室内嬉戏、喧哗。
3、严格遵守仪器设备的操作规程。
独立思考细心观察、如实记录，对实验现象和数据进行分析和处理。
4、鼓励学生自行设计实验，使用前必须经过实验指导人员的同意方可进行。
5、对实验室的公共财物要爱护，厉行节约，不准损坏和带出实验室，违者要追究责任。
6、实验操作结束后，学生必须整理好所用的实验器材并填写仪器使用记录，经过实验指导人员签字后，方可离开实验室，并独立完成实验报告。
操作规程1、熟悉各种控制仪表和设备，懂得各种仪器的用途及各自的操作方法。
2、外观检查，有接线时要注意电源极性，最好预热半小时。
3、在实验时，要看清楚和注意相关仪表的输入范围，，不允许超过其范围，否则可能会损坏仪表设备。
4、使用螺丝刀进行仪表的零位、终点调整时，用力要均匀，不可强扭，防止损害元件。
目录实验一仪表基本认识 (1)实验二压力表的校验 (2)实验三流量检测仪表的校验 (5)实验四液位检测、压力变送器调校 (7)实验五控制阀特性测试及拆装实验 (10)实验六模拟控制器认识及调校 (12)实验七数字控制器认识及调校 (16)实验八热电偶的校验 (17)附一：PCT—I型过程控制实验装置简介 (19)附二：AI系列仪表参数功能表及操作简介 (21)实验报告要求 (24)实验一仪表基本认识一、实验目的1．认识相关过程控制仪表。
过程控制与自动化仪表第三版课程设计
过程控制与自动化仪表第三版课程设计一、设计背景与意义随着现代工业的飞速发展，过程控制与自动化仪表的应用在工业生产中变得越来越普遍，技术的更新换代也要求掌握这方面的知识是现代化生产必不可少的一部分。
因此，针对这一需求，我们决定设计一门《过程控制与自动化仪表》的课程，以培养具备相关专业知识和技能的工程技术人才。
二、课程设计思路本课程设计以国内外先进课程为基础，紧密结合国内过程控制与自动化仪表行业的需求，和学生们的实际情况，制定一套科学系统的教学计划，通过理论讲解、案例分析和实践操作等形式，培养学生的实际操作能力和分析问题的能力，让学生们逐步了解和掌握过程控制和自动化仪表的原理和设计方法，推动他们在今后的学习和工作中不断提高。
三、课程教学内容1. 过程控制基础通过本章节的学习，学生们将了解控制系统的概念，基本组成部分和基本控制原理，学习一些过程控制的基本概念，如静态误差、动态响应等，同时引入PID控制，让学生们初步了解和掌握PID调节器。
2. 自动化仪表本章节主要介绍自动化仪表的原理和设计方法，包括温度测量、压力测量、流量测量等，让学生们通过理论学习和实验操作来了解仪表参数和调整方法，同时也重点讲解了仪表的灵敏度和稳定性等相关问题。
3. 控制器的选型通过本章节的学习，学生们将了解到不同的控制器类型和特点，如PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等，让学生们了解如何根据实际情况选择合适的控制器。
4. 控制系统的设计在本章节中，我们将介绍控制系统的设计流程，包括控制系统的选型，系统参数的确定和控制策略的选择等，同时也通过实例讲解如何设计一个完整的控制系统，让学生们学以致用。
四、教学方法与考核本课程采用理论授课和实验实践相结合的教学方法，采用小组讨论、案例分析和实验操作等方式进行教学。
期末考核由理论考核和实验实践考核两部分组成，其中理论考核占40分，实验实践考核占60分。
五、师资队伍本课程的教学团队由多位有丰富教学经验、掌握核心技术的工程师和教授组成，他们将会为学生们提供最专业的指导，让学生们掌握更多新的知识。
过程控制与检测仪表课程设计报告指导书
- - -.过程控制与检测仪表课程设计指导书杜玉晓XX工业大学自动化学院二００六年十月实验项目名称：题目一单容水箱液位定值控制系统实验项目性质：综合性所属课程名称：《过程控制系统》、《组态软件技术》、《PLC与电器控技术》实验计划学时：1周一．实验目的使学生针对典型的工业控制对象，实现单容水箱液位的定值控制。
单容液位控制系统设计包括系统的设备选型、控制器设计（智能控制仪表/PLC）和监控界面设计，使学生初步掌握工业控制系统的设计和实现方法。
了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用，了解单容液位定值控制系统的结构与组成，掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。
二、预习与参考自动控制原理、过程控制系统、MCGS、西门子200、300PLC编程。
三．实验要求和设计指标按照实验要求，综合运用所学理论知识，通过查阅手册和文献资料，完成单容液位控制系统的综合与设计，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。
掌握自动控制系统的综合与设计方法，熟悉控制器的结构、类型及其校正作用。
（1）根据选定的典型系统类型、选择合适的控制器型号；（2）确定控制系统控制算法以及实现方法；（3）智能控制仪表控制设定；或者西门子PLC程序设计；（4）M CGS监控界面。
四.实验（设计）仪器设备和材料清单实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个；SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。
五．调试及结果测试根据题目指标，实验教师对每个指标进行现场验收。
六.考核形式实验完成后，交实验报告一份，包括计算与系统设计说明。
实验考核方法：随堂考核试验操作能力；评分标准：含各项目成绩、参考平时成绩和实验报告成绩，分为优、良、中、及格、不及格五级打分。
七.实验报告要求每位同学根据自己的实验数据和结果，根据给定的格式，独立完成实验报告。
自动化仪表与过程控制课程设计
自动化仪表与过程控制课程设计引言自动化是现代科学技术的重要分支之一，是制造业和生产过程中提高企业自动化水平的重要手段。
而在自动化过程中，仪表的作用愈发重要，是自动化控制的重要组成部分。
因此，在工科专业中，自动化仪表与过程控制课程的设计至关重要。
本文将介绍一份适用于大学本科工科专业的自动化仪表与过程控制课程设计，主要针对课程设置、课程内容及教学方法进行说明。
课程设置本课程适用于大学自动化、机电、电子等工科专业及相关专业的本科生。
设置为必修课程。
课时数：64学时，分为48学时的理论课和16学时的实验课。
课程内容第一章仪表基础知识1.1 仪表的定义及分类1.2 量的概念1.3 误差及其类型1.4 仪表的精度1.5 温度补偿技术1.6 信号变换与传输第二章传感器2.1 传感器的概述2.2 压力传感器2.3 温度传感器2.4 液位传感器2.5 光电传感器2.6 传感器的选择和应用第三章过程控制基础3.1 进程控制的基本概念3.2 线性控制系统3.3 非线性控制系统3.4 离散控制系统3.5 工艺数学模型3.6 控制系统的组成要素第四章模拟控制技术4.1 信号的超前/滞后、反向作用及校正4.2 模拟控制系统的组成4.3 PID控制器4.4 模拟控制器的调节4.5 工业过程控制的典型应用第五章数字控制技术5.1 数字控制系统的组成5.2 采样定理及信号处理5.3 数字控制器5.4 数字化控制系统的参数调节5.5 数字化控制器的应用第六章实验6.1 传感器基本实验及性能测试6.2 测量实验6.3 PID控制实验6.4 数字化控制实验教学方法本课程采用理论授课与实验相结合的教学方法。
理论授课重点讲解基础理论知识，注重理论与实际应用的结合，引导学生了解自动化及仪表测控原理，为后续应用理论打下基础。
实验课重点围绕课程内容，从器件的使用、检测及调整、故障分析与处理等角度进行讲解，让学生实际操作并获得实际经验。
在平时教学过程中，老师应设置互动环节，引导学生思考、发问、交流，以达到更好的教学效果。
过程控制仪表实训指导书
《化工过程控制仪表》实验指导书广东石油化工学院自动化与仪表教研室伍林2013年6月前言过程控制仪表是实现生产过程自动化必不可少的工具。
而过程控制仪表这门课程是自动化专业的必修专业课之一，为了配合课堂教学，根据专业教学大纲要求，开设了过程控制仪表实训课。
为使实训课能顺利进行，编写了过程控制仪表实训指导书。
通过实训，可以让学生理论联系实际，加深对理论知识的理解和掌握，从而进一步认识过程控制仪表的基本结构和工作原理。
通过实训，学生还能掌握实验仪器的正确使用和操作方法，学会主要仪表的调校及测试方法，培养实际动手能力和创新意识。
实训指导书中包含多个实验项目，每个实验项目都包括：实验目的、实验内容、实验设备与仪器、实验原理、注意事项、实验步骤、思考题等内容。
学生实验守则1、上实验课前，学生应做好实验预习。
着重领会实验目的、要求。
掌握实验原理、步骤和方法。
2、遵守实验室各项规章制度，服从实验室工作人员的指挥。
文明实验，不能穿拖鞋进入实验室，不准乱扔杂物，不准在实验室内嬉戏、喧哗。
3、严格遵守仪器设备的操作规程。
独立思考细心观察、如实记录，对实验现象和数据进行分析和处理。
4、鼓励学生自行设计实验，使用前必须经过实验指导人员的同意方可进行。
5、对实验室的公共财物要爱护，厉行节约，不准损坏和带出实验室，违者要追究责任。
6、实验操作结束后，学生必须整理好所用的实验器材并填写仪器使用记录，经过实验指导人员签字后，方可离开实验室，并独立完成实验报告。
操作规程1、熟悉各种控制仪表和设备，懂得各种仪器的用途及各自的操作方法。
2、外观检查，有接线时要注意电源极性，最好预热半小时。
3、在实验时，要看清楚和注意相关仪表的输入范围，，不允许超过其范围，否则可能会损坏仪表设备。
4、使用螺丝刀进行仪表的零位、终点调整时，用力要均匀，不可强扭，防止损害元件。
目录实验一仪表基本认识 (1)实验二压力表的校验 (2)实验三流量检测仪表的校验 (5)实验四液位检测、压力变送器调校 (7)实验五控制阀特性测试及拆装实验 (10)实验六模拟控制器认识及调校 (12)实验七数字控制器认识及调校 (16)实验八热电偶的校验 (17)附一：PCT—I型过程控制实验装置简介 (19)附二：AI系列仪表参数功能表及操作简介 (21)实验报告要求 (24)实验一仪表基本认识一、实验目的1．认识相关过程控制仪表。
过程控制及仪表实验指导书
过程控制及仪表实验指导书过程控制系统及仪表实验指导书潘岩左利长沙理工大学电气与信息工程学院20XX年4月1目录第一章系统概述第二章实验装置介绍一、THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置二、THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台三、软件介绍四、实验要求及安全操作规程第三章实验内容实验一、单容自衡水箱液位特性测试实验实验二、双容水箱特性的测试实验实验三、单容液位定值控制系统实验2第一章系统概述THSA-1型过程综合自动化控制系统(Experiment Platform of Process Synthetic automation Control system)THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置、THSA-1型综合自动化控制系统实验平台及上位监控PC机三部分组成。
如图1-1所示。
图1-1 THSA-1过程综合自动化控制系统实验平台该套实验装置紧密结合工业现场控制的实际情况，能够对流量、温度、液位、压力等变量实现系统参数辨识，并能够进行单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、比值控制、解耦控制等多种控制实验，是一套集成了自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术及现场总线技术等的多功能实验设备。
THSA-1型过程综合自动化控制系统能够为在校学生和相关科研人员提供有力帮助。
学生通过学习，应对传感器特性及零点漂移有初步认识，同时能掌握自动化仪表、变频器、电动调节阀等仪器的规范操作，并能够整定控制系统中相关参数。
这套实验设备综合性强，所涉及的工业生产过程多，所有部件均来自工业现场，严格遵循相关国家标准，具有广泛的可扩展性和后续开发功能，有利于培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的创新能力.整套实验装置的电源、控制屏均装有漏电保护装置，装置内各种仪表均有可靠的自保护功能，强电接线插头采用封闭式结构，强弱电连接采用不同结构接头，安全可靠。
3第二章实验装置介绍“THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。
过程控制课程设计指导书
A E2000型过程控制实验系统使用手册D D C实验指导书第一章 D D C 控制简述自动化技术是当今举世瞩目的高技术之一，也是今后实现工业高度自动化重点要发展的一个高科技领域。
现代科学技术领域中，计算机技术和自动化技术被认为是发展最为迅速的两个分支，计算机控制技术是这两个分支相结合的产物，是工业自动化的重要支柱。
计算机控制可分为集中控制、分布式控制和直接数字控制等。
直接数字控制（DDC）系统是用一台工业计算机配以适当的输入输出设备，从生产过程中经输入通道获取信息，按照预先规定的控制算法（如PID、内回流等）计算出控制量，并通过输出通道，直接作用在执行机构上，实现对整个生产、实验过程的闭环控制，通常它有几十个控制回路。
它的框图如图1-1所示从上图可看出，实验过程中的各种物理量（如温度、压力、流量、液位等），由一次仪表（如温度变送器、压力变送器等）测量放大，统一变换为4~20mA（或1-5V）信号，通过ICP8017模数转换，作为DDC的输入，计算机按照预定的控制程序，对被测量进行必要的处理、分析和比较，并按一定的规律（如PID控制规律）进行运算，从而得出控制量的改变值，输出到ICP8024数模转换直接控制执行机构。
ICP8017是带通讯功能的AD采集卡，ICP8024是带通讯功能的DA输出卡。
作为工控机AD采集卡的延伸产品在工控领域得到了广泛的应用。
（一）、输入模块的功能介绍：输入模块：8通道模拟量输入模块。
工作电源：直流24V输入类型：电压、电流。
输入范围：150~150mv,-500~500mv,-1~1v,-5~5v,-10~10v,-2~20mA 通讯方式：485通讯任一通道接线图：ICP8017模块外部接线图：图1-2 ICP8017某一通道接线图ICP8024模块：4路电压型模拟量输出，4路电流型模拟量输出。
工作电源：直流24V电流输出范围：0~20mA,4~20mA电压输出范围：-10v~10v,0~10v,-5~5v,0~5v通讯方式：485通讯ICP8024模块外部接线图：任一通道接线方式：图1-4 ICP8024接线图图1-5 ICP8024接线图（二）、7000Utility软件的使用说明如图所示：图1-6 7000Utility软件启动界面图1-7 7000Utility软件设置界面图1-8 7000Utility软件通讯检测界面7000Utility软件主要是为7000系列的模块提供以下功能：检测与主机相连的7000系列模块。
过程控制课程设计指导书
过程控制课程设计指导书自动化教研室目录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
第1章绪论 (3)第2章过程控制课程设计 (4)2.1课程设计要求 (4)2.2控制工程设计的方法 (7)2.3图例符号的统一规定 (8)第3章过程控制实验装置简介 (18)3．1控制对象及工艺流程 (18)3．2控制对象的工艺流程和现场仪表 (19)第1章绪论过程控制课程设计是运用《过程控制》的知识、针对具体被控过程，实施控制方案的具体体现。
完成控制工程设计，既要掌握控制理论及控制工程的基本理论，又要熟悉自动化技术工具(控制及检测仪表)的使用方法及型号、规格、价格等信息，而且要学习本专业的有关工程实际知识，如工程设计的程序和方法、仪表安装方式及常用设备材料的规格、型号等。
在经过一次过程控制课程设汁的全面训练后，将使学生深深体会到专业课程所学知识的有机结合和综合应用的重要性。
第2章过程控制课程设计2.1课程设计要求一、课程设计目的过程控制课程设计是自动化专业一项重要的实践性教育环节，是学生在校期间必须接受的一项工程训练。
在课程设计过程中，在教师指导下，运用工程的方法，通过课题的设计练习，可使学生初步体验过程控制系统的设计过程、设计内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，以达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养：独立工作能力和创造力；综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；编写技术报告和编制技术资料的能力。
二、课程设计任务学习《过程控制》课程后，在对现场的实际过程控制策略、过程控制实验装置以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对过程控制装置上的被控对象（控制装置），设计一个复杂控制系统。
《过程控制与仪表》实验指导书
《过程控制及仪表》实验指导书主编冯翼审核虎恩典校对杨艺北方民族大学电气信息工程学院二○○八年三月目录实验系统介绍 (1)实验一一阶单容上水箱对象特性测试实验 (11)实验二二阶双容中水箱对象特性测试实验 (16)实验三单回路控制系统PID参数整定实验（1）——上水箱液位PID整定实验 (21)实验四单回路控制系统PID参数整定实验（2）——锅炉内胆水温PID整定实验 (27)实验五串级控制实验——上水箱中水箱液位串级控制实验 (31)一、概述随着计算机控制装置在控制仪表基础上发展起来以后，自动化控制手段也越来越丰富。
其中有在工业领域有着广泛应用的智能数字仪表控制系统、智能仪表加计算机组态软件控制系统、计算机DDC控制系统、PLC控制系统、DCS分布式集散控制系统、有FCS现场总线控制系统等。
在现代化工业生产中，过程控制技术正为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产效率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起越来越大的作用。
二、AE2000B型系统介绍A E2000B型过程控制实验装置是根据工业自动化及相关专业教学特点，吸取了国外同类实验装置的特点和长处，并与目前大型工业自动化现场紧密联系，采用了工业上广泛使用并处于领先的AI智能仪表加组态软件控制系统、DCS(分布式集散控制系统)，经过精心设计，多次实验和反复论证，推出的一套基于本科，着重于研究生教学、学科基地建设的实验设备。
该设备涵盖了《信号和信息处理》、《传感技术》、《工程检测》、《模式识别》、《控制理论》、《自动化技术》、《智能控制》、《过程控制》、《自动化仪表》、《计算机应用和控制》、《计算机控制系统》等课程的教学实验与研究。
整个系统美观实用，功能多样，使用方便，既能进行验证性、设计性实验，又能提供综合性实验，可以满足不同层次的教学和研究要求。
AE2000型过程实验装置的检测信号、控制信号及被控信号均采用ICE标准，即电压1～5V，电流4～20mA。
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过程控制仪表课程设计指导书
单容水槽液位的控制
中原工学院 电子信息学院
计算机与过程控制课程组
2009年10月
目录
第一章 概述┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 1 第二章 课程设计要求及注意事项┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅2参考文献┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 4 附录1 课程设计报告(论文)撰写规范┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 5
附录2 设备及其定义┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 6
第一章概述
过程控制及仪表是测控技术与仪器专业的一门专业课，通过本课程的学习，使学生掌握过程控制仪表的组成、原理、工程选用方法；过程对象建模的基本原理和方法；熟悉单回路控制系统的设计及参数整定，了解常规过程控制系统的工程设计；计算机过程控制系统的原理、设计与应用。
根据本专业培养计划要求，通过本次课程设计，可以使学生对过程控制系统的组成、设计与实现得到全面的锻炼，进一步加深对所学课程的理解、消化和吸收。
学生主要完成对被控对象和工艺设备的了解，组成过程控制系统，编写相应的控制算法实现对对象的控制要求，并且用组态王软件实现对控制系统的上位机监控；通过程序验收、答辩并提交课程设计报告。
本课程设计的先修课程为自动控制原理、过程控制与仪表、计算机控制及组态王软件等。
通过本课程设计，还希望同时为毕业设计和毕业后的实际工作等提供理论基础和技能训练。
第二章 设计要求及注意事项
第一节设计内容和目的
主要设计的主要内容是利用提供的被控对象单容水槽和相关仪器仪表，设计液位控制系统，利用组态王软件编写控制算法并实现控制系统的上位机监控。
通过本次课程设计，可以使学生对过程控制系统的组成、设计与实现得到全面的锻炼，进一步加深对所学课程的理解、消化和吸收
第二节课程设计组织形式
课程设计过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程设计背景资料，由学生按照设计要求进行设计。
设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。
课程设计按3个人为一组，要求在小组内分工协作、充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程设计结束时每小组提交一份课程设计报告书，必要时可要求各小组成员都要进行课程设计结果演示和答辩。
第三节课程设计成绩评定
课程设计总成绩由三部分组成：
1.平时考勤 约占10%
2.算法实现和监控程序 约占40%
3.验收及答辩 约占20%
4.设计报告 约占30%
第四节课程设计具体要求
u设计过程以小组为单位，各组设一个组长，负责组织和协调本小组的讨论、任务分工等；
u设计过程必须在本组内独立完成，不得跨组参考或抄袭，避免方案出现雷同；
u设计书一律采用B5纸打印，用统一封面装订；
u课程设计原则上在1.5周内做完；
u最后两天进行报告验收和答辩。
第五节课程设计内容和步骤
（1） 对被控对象单容水槽进行建模。
（2） 根据实验室提供的硬件设备，组建过程控制系统。
（3） 根据被控对象的特性，设计编写控制算法（PID或其它）实现对单容水槽的液位定值控制。
控制要求超调量δ%〈=4%，峰值时间不超过30s。
调节时间越短越好。
（4） 对算法和系统进行仿真，不断进行修改、完善。
（5） 用组态王软件实现对系统的监控，要求在监控程序上实现
①对整个系统的画面浏览
②P、I、D参数的设置
③实现控制器手动/自动切换
④显示并设定液位的给定值、显示液位检测值和控制器的输出值的大小
⑤实现对液位的实时、历史曲线监控
⑥对液位进行上下限报警
（6） 对系统进行调试、现场验证
参考文献
[1] 求是教仪.过程控制实验装置实验指导书.杭州：浙江求是科教设备有限公司，
2004.1～194
[2] 邵裕森.过程控制工程.北京：机械工业出版社，2000.139～261
[3] 俞全寿.过程自动化仪表.北京：化学工业出版社，2000.125～247
附录1 课程设计报告(论文)撰写规范
1. 课程设计报告(论文)格式
课程设计报告(或论文)手写、打印均可，手写要用统一的实践环节专用纸，用黑或兰色墨水工整书写，B5纸，上下左右各留20mm。
2．报告(或论文)结构及要求
(1) 封面(由学校统一印刷)
(2) 摘要(仅对论文)：摘要是论文内容的简短陈述，一般为100～300字。
关键词应为反映论文主题内容的通用技术词汇，一般为3～5个左右，一定要在摘要中出现。
(4) 目录：目录要层次清晰，要给出标题及页码。
(5) 正文：正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求符合逻辑，论述清楚，文字简练通顺，插图简明，书写整洁。
文中图、表及公式不能徒手绘制和书写。
全文1.5倍行距。
章标题四号黑体居中
节标题小四黑体左对齐
正文五号宋体
图标题五号宋体位于图正下方
表标题五号宋体位于表正上方
(6) 参考文献(资料)：参考文献必须是学生在课程设计中真正阅读过和运用过的，文献按照在正文中的出现顺序排列。
各类文献的书写格式如下：
a. 图书类的参考文献
序号作者名·书名·(版次)·出版单位，出版年：引用部分起止页码。
b. 翻译图书类的参考文献
序号作者名·书名·译者·(版次)出版单位，出版年：引用部分起止页码。
c. 期刊类的参考文献
作者名·文集名·期刊名·年，卷(期)：引用部分起止页码。
附录2 设备及其定义
1.提供的设备工艺
阀泵
被控过程工艺图
2.主要设备列表
（1）水泵：
本装置采用丹麦进口格兰富水泵，噪音非常低，使用寿命长，减少使用的麻烦。
扬程高达10米，完全能满足实验的需要。
（2）电动调节阀：
对控制回路流量进行调节。
采用智能电动调节阀，具有精度高、体积小、重
量轻、推动力大、控制单元与电动执行机构一体化，并可与计算机配套使用，组
成最佳调节回路。
直接接受4-20mADC或1-5VDC控制信号，输出4-20mADC
的阀位信号，使用和校正非常方便。
（3）液位变送器
液位传感器用来对上水箱的液位进行检测，采用工业用的扩散硅压力变送器，不
锈钢隔离膜片，本变送器按标准的二线制传输，采用高品质、低功耗精密器件，稳定性、可靠性大大提高。
在零压力下调整零电位器，使输出电流为4mA，在满量程压力下调整量程电位器，使输出电流为20mA。
本传感器精度为0.5级。
3.PLC
在本设计中，由西门子s7-200PLC承担模拟量与数字量之间的转换。
提供四个模拟量输出端子和八个模拟量输入端子。
可以自由定义和使用。
Io0 Io1 Io2 Io3 In0 In1 In2 In3 In4 In5 In6 In7
变量定义V0 V2 V4 V6 V8 V10 V12 V14 V16 V18 V20 V22 在组态王中，从s7-200采集的数据最小原始值为6400，最大原始值32000。
组态王数据词典中I/O 变量的定义见下表：
寄存器 dd 取值范围 数据类型 变量类型 读写类型 寄存器含义 V dd
0～9999
BYTE,SHOR T,USHORT,LONG,FLOA T,
I/O 整型、I/O 实型
读写
V 数据区
0.0～9999.7
BIT
I/O 离散
数字量输入区,按位读取
I dd
0～9999
BYTE I/O 整型 只读
数字量输入区,按字节（8位）读取 0.0～9999.7 BIT I/O 离散 数字量输出区,按位操作
Q dd
0～9999
BYTE I/O 整型 读写
数字量输出区,按字节（8位）操作 0.0～9999.7 BIT I/O 离散 中间寄存器区,按位操作
M dd
0～9999
BYTE
I/O 整型
读写 中间寄存器区,按字节（8位）操作
寄存器举例说明：
寄存器名称 变量类型 数据类型 读写属性 寄存器说明
v400 I/O 整数 BYTE 读写 V 区地址为400的寄存器（一个字节）
v416 I/O 整数 LONG 读写 V 区地址为416的寄存器（四个字节416、417、418和419） Q0 I/O 整数 BYTE 读写 对应Q 区的Q0.0-Q0.7,一个字节（八位） I0.0
I/O 离散
BIT
只读
对应I 区的I0.0位。