过控课程设计资料
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。
过控课程设计乙苯
过控课程设计乙苯一、教学目标本章节的教学目标为：1.知识目标：学生能够理解乙苯的性质、制备方法和应用场景；掌握乙苯过控的基本原理和操作步骤。
2.技能目标：学生能够运用乙苯过控的原理和操作步骤，解决实际生产中遇到的问题；能够使用相关仪器和设备进行乙苯过控实验。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到乙苯过控在化工生产中的重要性，培养对化工行业的兴趣和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容为：1.乙苯的性质：介绍乙苯的结构、物理性质和化学性质。
2.乙苯的制备方法：讲解乙苯的制备原理和工艺流程。
3.乙苯过控原理：阐述乙苯过控的基本原理和操作步骤。
4.乙苯过控应用：介绍乙苯过控在实际生产中的应用场景。
三、教学方法本章节的教学方法为：1.讲授法：讲解乙苯的性质、制备方法和应用场景。
2.讨论法：学生讨论乙苯过控的原理和操作步骤。
3.案例分析法：分析实际生产中遇到的乙苯过控问题，引导学生运用所学知识解决。
4.实验法：指导学生进行乙苯过控实验，巩固所学知识。
四、教学资源本章节的教学资源为：1.教材：乙苯过控相关章节。
2.参考书：乙苯过控的理论与应用。
3.多媒体资料：乙苯过控实验操作视频。
4.实验设备：乙苯过控实验装置。
五、教学评估本章节的教学评估方式为：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，占总评的30%。
2.作业：布置相关作业，评估学生的理解和应用能力，占总评的30%。
3.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对乙苯过控知识的掌握程度，占总评的40%。
六、教学安排本章节的教学安排如下：1.教学进度：共10课时，每课时45分钟。
2.教学时间：安排在每周三下午第三节课。
3.教学地点：教室201。
七、差异化教学针对不同学生的学习风格、兴趣和能力水平，本章节差异化教学措施如下：1.针对学习风格不同的学生，采用多样化的教学方法，如讲授、讨论、实验等。
2.针对兴趣不同的学生，引入相关案例和实际应用，激发学生学习兴趣。
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。
过程控制课程设计用教材
过程控制课程设计用教材一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解过程控制的发展历程和基本原理；（2）掌握过程控制的主要方法和应用领域；（3）理解过程控制系统的组成和功能。
2.技能目标：（1）能够运用过程控制原理分析和解决实际问题；（2）具备设计和优化过程控制系统的的能力；（3）学会使用过程控制相关的软件工具。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对过程控制技术的兴趣和热情；（3）提高学生对工程伦理和可持续发展的认识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.过程控制的基本概念和原理；2.过程控制的主要方法和应用领域；3.过程控制系统的组成和功能；4.过程控制技术的最新发展动态。
具体的教学大纲如下：1.引言：介绍过程控制的发展历程和基本概念；2.过程控制原理：讲解过程控制的基本原理和方法；3.过程控制应用：分析过程控制在各领域的应用案例；4.过程控制系统：介绍过程控制系统的组成、功能和性能指标；5.过程控制技术发展：讲解过程控制技术的最新发展动态。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解过程控制的基本概念、原理和方法；2.案例分析法：分析过程控制在各领域的应用案例；3.实验法：安排实验环节，让学生动手操作和验证过程控制理论；4.讨论法：学生分组讨论，促进学生思考和交流。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的过程控制教材；2.参考书：提供相关的过程控制参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的教学PPT，提供视频、动画等多媒体资源；4.实验设备：准备过程控制实验所需的设备和相关软件工具。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，要求学生按时完成，并根据作业质量评估学生的掌握程度；3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对过程控制知识的掌握情况；4.实验报告：评估学生在实验环节的操作技能和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。
过控原理课程设计
过控原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握过控原理的基本概念，包括开环控制与闭环控制的特点及应用；2. 学会分析控制系统的性能，了解稳定性、快速性及准确性等评价指标；3. 掌握典型控制系统的数学模型及其建立方法。
技能目标：1. 能够运用所学的过控原理知识，进行控制系统的设计与仿真；2. 培养学生运用数学工具解决实际控制问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学习热情；2. 引导学生认识到控制技术在国民经济发展中的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为自动化及相关专业高年级学生设置，旨在使学生掌握过控原理的基础知识，提高解决实际控制问题的能力。
学生特点分析：高年级学生对专业知识有一定的基础，具有较强的学习能力和自主性，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合；2. 创设情境，引导学生主动参与，培养学生的创新精神和实践能力；3. 注重过程评价，关注学生的个体差异，提高教学质量。
二、教学内容1. 引言：介绍过控原理的概念、发展及应用领域，激发学生兴趣，为后续学习打下基础。
教材章节：第一章 绪论内容列举：控制系统的基本概念、发展历程、应用领域。
2. 控制系统的数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，使学生掌握建模方法。
教材章节：第二章 控制系统的数学模型内容列举：微分方程、传递函数、状态空间模型。
3. 控制系统的性能分析：学习控制系统的稳定性、快速性及准确性等性能评价指标。
教材章节：第三章 控制系统的性能分析内容列举：稳定性分析、快速性分析、准确性分析。
4. 开环控制与闭环控制：对比分析开环控制与闭环控制的优缺点，了解其在实际应用中的选择。
教材章节：第四章 开环控制与闭环控制内容列举：开环控制原理、闭环控制原理、开环与闭环控制的区别与联系。
过控
《过程控制》课程设计题目: 燃料炉装置温度控制系统班级：测控三班学号：姓名：同组人员：任课教师：完成时间：2011/12/3目录一、设计任务及要求 (2)二、被控对数学模型建模及对象特性分析1.1对象数学模型的计算及仿真验证 (2)1.2对象特性分析 (5)三、控制系统设计3.1 控制系统的基本方案 (6)3.1.1 PID单回路3.1.2串级控制3.2 控制仪表选择 (7)3.3 参数整定计算 (8)3.3.1副回路3.3.2主回路3.4 控制系统MATLAB仿真 (9)四、结果分析 (10)一、设计任务及要求对一个燃油炉装置进行如下实验，在温度控制稳定到200℃时，在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加大约%15，即在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加h /T 2.0q =∆I ，持续min 3=∆t 后结束，记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量%25≤具体设计要求如下:（1） 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2） 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；（3） 根据设计方案选择相应的控制仪表（DDZ -Ⅲ），绘制原理接线图； （4） 对设计系统进行仿真设计，首先按对象特性法求出整定参数，然后按4:1衰减曲线法整定运行参数。
（5） ★用MCGS 进行组态设计。
二、被控对数学模型建模及对象特性分析2.1对象数学模型的计算及仿真验证根据矩形脉冲响应数据θ∆，得到阶跃响应数据θ，并进行相应的归一化处y()=203.7+0.2=203.9；根据上表可得64=+y℃64=∞使用Matlab编辑.m文件，通过给定的矩形脉冲响应求对象的阶跃响应，并用插值方法画出脉冲和阶跃响应曲线及归一化曲线。
Matlab程序如下：clear;t=0:1:18; yi=[0 9 26.4 36 33.5 27.2 21 15.7 10.4 7.75 5.1 3.95 2.8 1.95 1.1...0.8 0.5 0.35 0.2]; y(1)=0;y_1=0;for k=1:19y(k)=yi(k)+y_1;y_1=y(k);endxs=(0:0.05:18);ys=interp1(t,y,xs,'spline');plot(xs*5,ys)hold onplot(t*5,yi)hold onyim=interp1(t,yi,xs,'spline');plot(xs*5,yim)gridfigureplot(xs*5,ys/203.9)grid得到的脉冲响应曲线和阶跃响应曲线如下：0102030405060708090将阶跃函数曲线归一化，利用两点法确定传含参数，取途中两点y*(t1)=0.4，y*(t2)=0.80102030405060708090-0.20.20.40.60.81y*(t1)=0.4对应的响应时间为t 1= 16.5 min y*(t2)=0.8对应的响应时间为t 2=33 min 由于 5.021 t t所以对象三阶31)1()(+=s s Gp T Kp增益Kp为：%)/(796.6)(c u y K p 。
过控课程设计指导书
过程控制系统课程设计指导书1．设计题目金弘基供热锅炉测控系统设计。
说明：金弘基供热锅炉系统由两台40吨热水锅炉构成，负责向大连市西南部的书香园一期、二期、三期住宅小区冬季供暖。
为保证锅炉的安全、经济运行，需要设计相应的测量、控制系统。
本设计仅包含1#锅炉的测量、控制系统。
2．设计目标住宅供热锅炉测控系统主要实现目标：⑴保证锅炉的安全运行。
设计控制参数有：炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、总管温度、总管压力等。
⑵保证住宅供暖室内温度。
控制回水温度。
⑶锅炉运行考核管理。
出水温度、出水压力、回水温度、炉膛温度等重要参数的当班记录。
煤、水消耗的当班记录，考核评价等其他管理需要。
3. 设计指导思想作为民用供暖锅炉，在保证实现要求前提下，尽量降低测控系统建造成本、运行成本。
在测控设备选型方面，只要能满足要求，不追求较高的技术指标。
在方案设计方面，考虑所设计的系统将不会配备专业人员维护、操作，因此，尽量避免设计复杂的控制系统。
能采用人工监测的参数，就不采用自动监测。
能够开环控制的参数，就不采用闭环控制。
4. 设计任务供热热水锅炉测控系统方案设计、扩大初步设计。
主要完成以下设计任务：（1）供热热水锅炉测控系统方案设计。
（2）设备选型设计。
（3）仪表盘正面布置设计。
（4）仪表盘盘后接线图设计。
（5）仪表供电系统设计。
5. 设计指导本课程设计题目源自实际工程项目，学生设计之前，应仔细分析、研究设计任务书，研究类似的实际设计案例，了解相应的设计规范。
需要到实际现场观察、了解热水锅炉设备运行过程，测量、控制要求。
各项设计任务要求：（1）测量、控制方案设计根据具体要求，作出方案设计。
将测、控方案标注在工艺流程图上，形成带控制点的工艺流程图。
根据具体的应用场合，实际需要，测控方案应包括如下内容：①测量参数：炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、回水温度、省煤器入口温度、省煤器出口温度、省煤器出入口压差。
②闭环控制参数：出水压力操纵变量：出水泵电机功率。
过控课设
目录一、绪论 (1)1.1、精馏塔串级控制的过程 (1)1.2、精馏塔串级控制的原理 (1)二、总体设计方案 (2)三、系统器件选择（包括器件参数） (2)3.1温度传感器选择 (2)3.2调节器与执行器、传感器的选型 (2)四、硬件设计方案 (3)4.1主、副调节器正反作用方式确定 (3)五、控制算法选择 (4)六、控制参数整定 (5)七、心得体会 (7)参考文献 (8)一、绪论精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。
一般精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备组成。
1.1、精馏塔串级控制的过程进料流量从精馏塔中段某一塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。
实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。
多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。
1.2、精馏塔串级控制的原理我们的控制目的是使塔温保持恒定，现选用精馏段的温度, 与回流量来构成串级随动控制.温度调节器通常按PID调节规律，流量调节器按P调节规律。
当温度发生变化时，由主调节器（温度调节器）进行控制，其输出作为副调节器（液位调节器）的给定值，最终控制阀门的开度，主控回路的输出作为副控回路设定值修正的依据，副控回路的输出作为真正的控制量作用于被控对象，液位一旦发生变化，副控回路及时地控制阀门的开度位置，较快地克服了液位的变化对出料温度的影响如果液位是恒定的，只需测量实际温度，并使其与温度设定值相比较，利用二者的偏差控制管道上的阀门就能保持温度的恒定。
过程控制课程设计
过程控制课程设计设计目的该课程设计旨在通过学生对过程控制的理解和操作，培养学生的控制思维和控制技能，进一步提高学生的实验能力和动手能力。
学生在课程设计中将学习到以下内容：•理解基本的控制理论和方法；•学会使用常见的控制器和传感器；•掌握实验过程中的问题分析与解决能力；•熟悉控制系统的建模和仿真；•了解实际工业控制应用。
设计内容该课程设计的主要内容为：使用Arduino单片机，设计一个智能温度控制系统。
设计要求1.通过调节加热器的开关，使得温度设置值与实际温度值尽可能相等；2.使用温度传感器采集实时温度，并使用数码管显示实时温度；3.设计一个PID控制器，实现自动调节；4.设计一个可调节的电位器，用于调节PID控制器的P、I、D三个参数。
设计步骤步骤1：硬件接口设计由于该课程设计需要使用Arduino单片机，因此需要进行硬件接口设计。
需要设计的接口有：•数码管模块接口；•温度传感器模块接口；•电位器模块接口；•加热器模块接口。
步骤2：控制系统建模和仿真在该设计中，需要通过建模和仿真来了解控制系统的各个部分。
需要进行的仿真工作包括：•建立温度传感器的数学模型；•建立加热器动态响应模型；•建立PID控制器模型。
步骤3：软件部分设计在实际操作中，需要使用软件来调节控制参数和显示实时温度。
需要进行的软件部分设计包括：•设计数字温度读取程序，实现从温度传感器传入数值；•设计PID控制器程序，实现调节控制器参数；•设计加热器控制程序，实现控制加热器的开关；•设计数码管显示程序，实现温度的实时显示。
步骤4：实验验证在完成硬件接口设计和软件部分设计后，需要进行实验验证。
在实验中需要进行以下操作：•设置温度值；•调节PID控制器参数；•查看实时温度数值；•记录和分析实验结果。
设计效果该课程设计通过实际的过程控制系统设计和实验，对学生进行了一次综合实践培训，有效地提高了学生对过程控制的理解和应用能力。
同时，该设计涉及到了硬件设计和软件开发两个方面，对学生的动手能力和编程能力也有很好的锻炼和提高。
过程控制工程课程设计
过程控制工程 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握过程控制工程的基本概念，理解控制系统的结构、原理及分类。
2. 使学生了解过程控制系统中各环节的作用，掌握主要参数的测定与调整方法。
3. 帮助学生理解过程控制系统的数学模型，并学会运用相关理论分析控制系统的性能。
技能目标：1. 培养学生运用所学理论知识，分析实际过程控制工程问题的能力。
2. 培养学生设计简单的过程控制系统方案，并进行模拟与优化的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达和动手实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制工程的兴趣，激发他们探究未知、解决问题的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使他们具备良好的工程素养。
3. 引导学生关注过程控制工程在国民经济和生活中的应用，提高他们的社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合过程控制工程学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、实际操作能力和综合素养。
课程目标明确、具体，便于教师进行教学设计和评估，同时有利于学生明确学习方向，提高学习效果。
二、教学内容1. 过程控制工程基本概念：控制系统定义、分类、性能指标。
教材章节：第一章第一节2. 控制系统数学模型：传递函数、方框图、信号流图。
教材章节：第一章第二节3. 控制系统元件及环节：传感器、执行器、控制器、滤波器等。
教材章节：第二章4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真。
教材章节：第三章5. 常见过程控制系统分析：PID控制、模糊控制、自适应控制。
教材章节：第四章6. 过程控制系统应用实例：化工、热工、电力等领域。
教材章节：第五章教学内容安排和进度：第一周：过程控制工程基本概念第二周：控制系统数学模型第三周：控制系统元件及环节第四周：过程控制系统设计第五周：常见过程控制系统分析第六周：过程控制系统应用实例教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
通过制定详细的教学大纲，明确教材章节和内容，有助于教师按计划进行教学，同时便于学生跟进学习进度。
过程控制系统课程设计
熟悉常用的控制算法、控制 器设计和优化方法。
了解过程控制系统的性能指 标评价方法，能够对所设计 的系统进行性能分析和优化 。
课程设计流程
01 02 03 04 05
确定设计任务和要求，明确设计目标。
进行系统分析和设计，包括被控对象特性分 析、控制算法选择、控制器设计等。
完成系统实现，包括硬件选型、软件编程、 系统调试等。
通过参加科研项目、实践实习等方式，加强实践 能力培养，提高解决实际问题的能力。
谢谢聆听
01
实验注意事项
02
确保数学模型的准确性；
03
合理选择控制器参数；
04
注意仿真实验的边界条件。
实验结果分析与讨论
实验结果展示
通过图表等形式展示实验结果，包括系统响应曲线、误差曲线等 。
结果分析
对实验结果进行分析，包括系统性能评估、控制器性能评估等。
结果讨论
根据实验结果，讨论控制策略的有效性、可行性以及改进方向等 。
过程控制分类
根据控制对象的不同，过程控制可分为温度控制、压力控制、流量控制、液位 控制等；根据控制策略的不同，过程控制可分为开环控制和闭环控制。
过程控制系统组成
A
被控对象
被控对象是过程控制系统中需要调节的工艺参 数，如温度、压力、流量等。
测量变送器
测量变送器用于将被控对象的参数转换为 标准信号，以便控制器进行处理。
针对特定应用场合进行流量控制系统的优化设计，如减少管道阻力、 提高阀门调节性能等，以提高系统的控制精度和稳定性。
06 过程控制系统仿真与实验
MATLAB/Simulink仿真工具介绍
MATLAB概述
MATLAB是一款由MathWorks公司开发的高级编程语言和交互式环境，广泛应用于算 法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等领域。
过程控制系统课程设计
2 目录一、设计目的 2二、设计要求 3三、实现过程3 1、 系统概述 (3)1.1加热炉 (3)1.2加热炉工艺过程 ...................................................... 4 13控制参数的选择及控制燃烧方案的确定 . (5)1.4加热炉的工艺结构及其设备组成 (6)1.5生产线的特点 ........................................................ 6 2、 设计与分析 .. (7)2.1加热炉生产工艺和控制要求 (7)2.2燃烧控制系统及仿真 (7)四、总结 11五、附录 12六、参考文献12 一、设计目的经过一个学期的过程控制系统课程的学习，对过程控制有了一个基本的了 解。
然而仅仅在理论方面是远远不够的，需要将所学的应用于实际生产过程中， 惟独这样才干真正的对过程控制有一个比较深入的认识，为以后的学习和工作打 下一个良好的基础。
通过这次课程设计，我们可以了解具体生产工业过程控制系 统设计的基本步骤和方法。
同时也对氧化铝的生产工艺有一个大概的认识，惟独 弄清晰生产工艺对控制的具体要求，才干去设计一个过程控制系统。
同时：1、 提高对所学自动化仪表和过程控制的原理、结构、特性的认识和理解， 加深对所学知识的巩固和融会贯通。
2、针对一个小型课题的设计开辟，培养查阅参考书籍资料的自学能力，通过独立思量，学会分析问题的方法。
3、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。
4、培养学生严谨的工作作风，相互合作的团队精神，提髙其综合素质，获得初级工程应用经验，为将来从事专业工作建立基础。
二、设计要求燃烧量对蒸汽母线压力：G(s)= —?——r+ 100^+11、査阅资料，深入掌握钢铁工业过程的工作原理及控制要求，绘制出钢铁工业生产过程工艺流程图。
2、设计控制方案。
(1)根据燃烧对象特性及控制要求，完成燃烧量的选择、执行器、变送器的选择、控制仪表选择等方案设计。
过控送风控制课程设计
过控送风控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过控送风系统的工作原理，掌握相关的专业术语及概念；2. 学生能描述过控送风系统的组成及其功能，了解各部件间的相互关系；3. 学生掌握过控送风系统控制策略的基本原理，能够分析不同工况下的系统运行特点。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，设计简单的过控送风控制系统方案，并进行初步的参数设置；2. 学生能够通过实验和模拟操作，对过控送风系统进行调试和故障排查；3. 学生能够运用相关的软件工具，对过控送风系统的运行性能进行评估。
情感态度价值观目标：1. 学生在探究过控送风系统的过程中，培养对自动化控制技术的兴趣，激发创新意识；2. 学生通过团队合作，培养沟通协调能力和团队精神，增强解决问题的自信心；3. 学生能够认识到过控送风系统在现代建筑中的重要作用，关注节能环保，提高社会责任感。
课程性质：本课程为自动化控制技术的应用课程，旨在让学生掌握过控送风系统的设计与调试方法。
学生特点：高二年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，对新技术感兴趣，但需加强对专业知识的理解。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手操作和团队合作，提高学生的实际应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际工程相结合，为未来的职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 引入过控送风系统基本概念，介绍系统的工作原理及在现代建筑中的重要性。
- 教材章节：第二章第一节- 内容：过控送风系统的定义、发展历程、应用领域。
2. 讲解过控送风系统的组成及各部分功能，分析系统运行中的相互关系。
- 教材章节：第二章第二节- 内容：风机、传感器、执行器、控制器的功能及选型。
3. 探讨过控送风系统的控制策略，学习不同工况下的运行特点。
- 教材章节：第二章第三节- 内容：定风量控制、变风量控制、节能控制策略。
4. 设计过控送风系统方案，进行参数设置和模拟操作。
- 教材章节：第二章第四节- 内容：系统方案设计、参数计算、软件模拟操作。
过程控制课程设计串级控制系统
目录第1章系统总体方案选择与说明 (1)第2章系统结构框图与工作原理 (2)2.1隧道窑控制系统方案设计 (2)2.2系统控制量和被控量的选择 (3)2.3系统主副控制器的选择 (3)2.4系统各部分正反作用方式的确定 (3)第3章软件设计 (4)3.1软件设计流程图 (6)3.2参数整定 (7)第4章仿真与调试 (8)第5章总结 (12)参考文献 (13)电气与信息工程系课程设计评分表 (14)第1章系统总体方案选择与说明过程控制是指在生产过程中，运用合适的控制策略，采用自动化仪表及系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动，使生产过程在不同程度上自动地运行，所以过程控制又被称为生产过程自动化。
隧道窑是对陶瓷制品进行预热、烧成、冷却的装置。
几个环节都涉及到温度的控制，隧道窑的温度是生产工艺的一项重要指标，温度控制的好坏将直接影响产品的质量。
制品在窑道的烧成带内按工艺规定的温度进行烧结，烧结温度一般为1300℃，偏差不得超过5C。
所以烧成带的烧结温度是影响产品质量的重要控制指标之一，因此将窑道烧成带的温度作为被控变量，将燃料的流量作为操纵变量。
随着现代工业生产的迅速发展，对工艺操作条件的要求更严格，对安全运行及对控制质量的要求也更高，而因为隧道窑温度的变化比较慢，所以滞后比较大。
若采用隧道窑温度简单控制系统，由于从控制阀到窑道烧成带滞后时间太大，如果燃料的压力发生波动，尽管控制阀门开度没变，但燃料流量将发生变化，必将引起燃烧室温度的波动，再经过传热、辐射，引起烧成带温度的变化。
因为只有烧成带温度出现偏差时，才能发现干扰的存在，所以对于燃料压力的干扰不能够及时发现。
烧成带温度出现偏差后，控制器根据偏差的性质立即改变控制阀的开度，改变燃料流量，对烧成带温度加以调节。
可是这个调节作用同样要经历燃烧室的燃烧、隔焰板的传热以及烧成带温度的变化这个时间滞后很长的通道，当调节过程起作用时，烧成带的温度已偏离设定值很远了。
过控课程设计汽包水位
过控课程设计汽包水位一、课程目标知识目标：1. 学生能理解汽包水位的概念，掌握影响汽包水位变化的因素；2. 学生能描述汽包水位控制系统的工作原理，了解控制系统中的各个环节；3. 学生能运用所学的控制理论知识，分析汽包水位控制系统的性能。
技能目标：1. 学生能运用控制系统的数学模型进行汽包水位系统的仿真和分析；2. 学生能设计简单的汽包水位控制系统，并通过实验或模拟验证其有效性；3. 学生能运用所学软件和工具，对汽包水位控制系统进行调试和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动控制技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 学生树立正确的工程观念，注重实践操作和团队合作，培养严谨的科学态度；3. 学生认识到自动控制技术在工业生产和国家发展中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质分析：本课程为过程控制系统设计课程，以汽包水位为研究对象，旨在让学生掌握自动控制理论在过程控制系统中的应用。
学生特点分析：学生为高年级本科生，已具备一定的控制理论基础，具有一定的数学和物理基础，具备分析问题和解决问题的能力。
教学要求：1. 结合实际工程案例，注重理论知识与实际应用的结合；2. 采用项目驱动教学方法，培养学生的动手能力和团队协作精神；3. 注重过程评价，关注学生的学习过程和实际操作能力。
二、教学内容1. 汽包水位控制系统概述- 了解汽包水位控制系统的基本概念、组成及在工业中的应用；- 熟悉汽包水位控制系统的数学模型及主要参数。
2. 汽包水位控制系统的控制策略- 掌握PID控制原理及其在汽包水位控制中的应用；- 学习模糊控制、神经网络等先进控制策略在汽包水位控制中的应用。
3. 汽包水位控制系统的设计与仿真- 学习使用MATLAB/Simulink等工具进行控制系统的建模与仿真；- 掌握汽包水位控制系统的参数整定和性能优化方法。
4. 汽包水位控制系统的实验与调试- 实践操作汽包水位控制系统，进行现场调试和性能测试；- 分析实验数据，验证控制策略的有效性和稳定性。
过控设计
过程控制课程设计报告班级：1002103学号：100210307姓名：姜岳鹏指导老师：谢玮2013年11月某加热炉的数学模型为G（s）=7/（320s+1）*e-150s是设计大实验控制系统，具体要求如下（1）仿真分析一下控制方案对系统性能的影响，pid，微分先行，中间微分，smith预估，增益自适应预估，给出相应的闭环控制系统原理图（2）在不同的控制方式下进行仿真实验比较系统的跟踪性能和抗干扰能力（3）选择一种较为理想的控制方式进行设计，包括调节阀的选择，控制参数整定一．大延迟系统方案一PID（1）参数设定P：0.48 I：0 D：0（2）控制方案图如下（3）运行结果如下（4）假如噪声后的PID控制方案图噪音功率0.1（4）加入噪音后的运行结果图（6）加入可变输入后观察随动性能的控制系统图与运行结果跟踪性能一般二．大延迟系统方案二微分先行（1）参数设定P ：0.5 I ：0 D ：0 T3=1.2 T4=1 （2）控制方案图如下：（3） 运行结果如下（4）假如噪声后的控制方案图入噪声后控制方案图噪声功率0.1（5）加入噪声后运行结果图抗干扰能力一般（6）加入可变输入后观察随动性能的控制系统图与运行结果跟踪性能一般三．大延迟系统方案三中间微分（1）参数设定P:0.5 I:0 D:0 Kd=0.8 Td=0.6 （2） 控制方案如下图：（3） 运行结果如下（4） 加入噪音后的控制系统图噪声功率0.1（5）加入噪音后的试验运行图抗干扰能力一般（5）加入可变输入后观察随动性能的控制系统图与运行结果稳定后随动性能一般四．大延迟系统方案四SMITH 预估（1）参数设定P ：0.5 I ：0 D ：0 （2） 控制系统方案图（3）运行结果图（4）加入噪音后的控制系统方案图噪音功率0.1（5）加噪音后的运行结果图抗干扰能力一般稳定时抗干扰能力较好（6）加入可变输入后观察随动性能的控制系统图与运行结果随动性能较好五．增益自适应（1）参数设定参照之前（2）控制系统方案图（3）运行结果（4）加入噪音后的控制系统方案图（5）加入噪音后运行结果抗干扰能力很好（6）加入可变输入后观察随动性能的控制系统图与运行结果TransportDelay7320s+1Transfer Fcn Scope RepeatingSequencePID(s)PID ControllerBand-LimitedWhite Noise随动性能较好。
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是否齿轮轴由以下判断：
若小齿轮尺寸较小，齿轮齿根圆到轮毂键槽底部距离 e<2mt，可与轴设计为一体即齿轮轴。
下图为一斜齿轮轴示意图，mt=mn/comβ 。 齿轮轴校核时不考虑齿轮，画零件图时要画成齿轮轴的 形式，省去④段上的键，第⑤段轴即可与⑥合并。
八、低速轴的设计 包括轴的结构设计（装配草图中已设计出）、尺寸设计 及联轴器、轴承、键的选择。 低速轴不需要校核轴、轴承及键。
轴设计示例 结构设计（装配草图）、尺寸设计及校核
例：设计带式运输机减速器的主动轴。 已知传递功率 P1=10kW, 转速n1 =200 r/min, 齿轮齿宽b1
=100mm, 齿数z1 =40, 模数mn =5mm, 螺旋角b ＝9°22′ ，
轴端装有联轴器。电机轴径为42mm，电机轴长为 80mm 。滚动轴承采用7200AC系列（内径按结构要求自 定），轴承采用润滑油润滑。
轴设计校核参考PPT轴的设计示例。 直齿轮可用深沟球轴承，斜齿轮可选角接触球轴承，并对轴 承进行校核。 键只校核一个。（校核第④ 段轴上的键，如果设计的是齿 轮轴则④ 段轴上无键，校核第①段轴上的键） 画轴A4零件图，参考课程设计指导书P69、70图例，注意标 注、公差、技术要求及标题栏（标题栏按零件图标题栏写法填写）
轴的设计按说明书格式书写。
步
计算内容
骤
1
选材
2 确定各段轴的直 径及长度
计算公式及参数
45钢，调质 [σ-1b] =60MPa
3 键的选择
4 确定轴上受力点 位置
5 计算齿轮受力
…… 画示意图
6 求轴承支反力
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H平面受力图： 对A点求距 M(A)=… =0
结果
45钢，调质 [σ-1b]=60MPa 联轴器型号： 轴承型号： d①= L①= d② = L② =…
…
T1= FT=
FR= FA =
FH1= FH2=
FV1= FV2=
10
九、箱体结构设计
五中未设计出的参数计算及箱盖圆弧半径、中心高、轴承 座凸台高度、润滑油高度等计算。
可边画图边设计，在装配图画好后补充设计说明书。 参考课程设计指导书P44，8.设计箱体结构
十、附件设计
参考参考课程设计指导书P28，尺寸参考P98-102，在设计 说明书中要写出设计项目及主要尺寸。
十一、参考文献
[1]李海萍.机械设计基础课程设计[M]. 北京：机械工业出版社， 2009 [2]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）[M]. 北 京：高等教育出版社，2006
A1装配图 参考参考课程设计指导书P49-54
可省去左视图，左视图相关参数标在主视图和俯视图上 推荐画图比例2:1。要有标题栏、明细栏、技术要求、技术参数 表及公差配合，按实际计算数值进行标注，参考图例注意装配图 的标注方法。
课程设计：
说明书：A4纸手写，侧面装订 第一页：封皮（打印）
第二页：任务书（打印）按学号分配并填写题目（表16-2） 第三页起：设计说明书（共十一项）
最后一页：A4轴零件图
大图：A1装配图手绘
题号 输送功率P
（kW） 输出轴转速n
（r/min） 每日工作小时数
（h） 使用年限 2020/6/14（年）
Td= T1= T2=
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四、直齿（斜齿）圆柱齿轮的设计
（可设计直齿轮或斜齿轮传动，参考课本齿轮设计例题或作业，
包括选材，齿数选择、设计及校核。写成设计说明书格式。）
五、箱体主要尺寸设计
参考课程设计指导书P25，4.1.4箱体结构尺寸。
表4-1 4-2，a为齿轮中心距。 有些尺寸计算不出暂放置，在待在九中完成。
六、装配草图的设计
参考课程设计指导书P42，6.1.2装配草图的设计步骤 画出装配草图。
完成草图前先根据齿轮计算圆周速度选择润滑方式P39 采用润滑脂或浸油润滑时，要设计挡油环。飞溅润滑上下箱体结
合面处开油沟。
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装配草图示例 （此图无挡油环 无油沟）
装配草图不需 要按比例画，只 需反应出零件安 装位置关系。
三、运动参数计算
步 计算内容 骤
计算公式及参数
1 各轴输入 PI=Pdη1=
功率
PII=PIη2η3=
结果
PI= PII=
2 各轴转速 nI=nm=960r/min 及传动比 nII=245r/min i=nI/nII=
3
各轴转矩
Td
9550
pd nm
TI Td1
TII TI i23
nI=960r/min nII=245r/min 理论传动比i=
1
2 注20：20轴/6/1承4 型号为7200C， 此处“00”代表内径未知，由自己根据结构确定1；3
单级圆柱齿轮传动i=3~5
选择n=1000r/min
4 电机型号
查参考文献1表14-1 选Y132M1-6
5 电机尺寸
查参考文献1表14-3
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Pd=
同步转速n=1000r/min
Y132M1-6 满载转速nm=960r/min 机座中心高132mm 伸出轴直径D=38mm 3 轴长e=80mm
1 23 4 5 6 7890 3 3.5 4 4.5 4.8 5 5.3 5.5 6 6.5 245 252 259 266 273 240 246 252 255 255 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 8 8 8 8 8 8 8 8 8 81
一、传动方案论证 采用单级直齿/斜齿 圆柱齿轮传动 查课程设计指的书表2-1，i=3~5。
轴段上要标 ①②……，并计 算出零件相互位 置尺寸Δ1 等。
零件相互位置 尺寸设计见课程 设计参考书P43
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Δ2
L1
B me Δ3
L
Δ1 δ1+c1+c2
Δ1=
Δ2=
Δ3=
L=
L1=
B=
m=
e=
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七、高速轴的设计
包括轴的结构设计（装配草图中已设计出）、尺寸设计及校 核，联轴器、轴承、键的选择及轴承、键的校核。
I pd
II η3 η2 η1
二、电动机的选择
步 计算内容 骤
计算公式及参数
1 电机类型
Y型三相异步电机
结果 Y型三相异步电机
2 电参考文献1表2-3 η1=0.99； η2=0.99；η3=0.98
Pd= 3 电机转速 考虑n2=245r/min