控制仪表于装置课程设计报告
过程控制与自动化仪表课程设计
过程控制与自动化仪表课程设计前言过程控制与自动化仪表课程是工程领域中非常重要的基础课程之一，它涉及到工程研发、生产运营以及企业管理等多个方面。
本文将介绍一种基于实践的课程设计方法，旨在让学生深入掌握过程控制与自动化仪表的基础知识。
设计目标•确定学生对过程控制与自动化仪表的基本概念和技术掌握程度。
•培养学生的设计和实验能力，让他们能够运用所学知识分别设计并完成过程控制实验和自动化仪表实验。
•提高学生的团队合作和沟通能力，通过设计项目的过程，激发学生的创新潜力。
设计内容过程控制实验设计实验一：温度控制系统设计在该实验中，学生需要设计一个基于PID控制算法的温度控制系统。
通过调整控制器的参数，让温度快速稳定在设定值附近，并且能够在温度变化时快速响应和自适应调整。
实验二：流量控制系统设计在该实验中，学生需要设计一个基于比例控制算法的流量控制系统。
通过调整控制器的参数，让流量在设定值附近稳定，并且能够在流量变化时快速响应和自适应调整。
自动化仪表实验设计实验三：温度传感器的实现在该实验中，学生需要实现一个基于热电偶的温度传感器。
通过校准测试，让学生了解测量误差来源和校准方法。
实验四：流量计的实现在该实验中，学生需要实现一个流量计，通过实验测试让学生了解其特性和测量误差来源。
设计方法阶段一：学习基础概念和技术在本阶段，学生需要学习过程控制和自动化仪表的基础概念和技术，包括控制系统、PID控制器、量程、精度等方面的知识。
阶段二：组建设计小组在本阶段，每个小组需要选择一个相对复杂的课程设计内容，进行深入的研究和讨论，拟定初步设计方案。
阶段三：设计与实现在本阶段，学生需要分成小组，负责具体的实验设计与实现。
在设计的过程中，需要充分考虑过程控制和自动化仪表的基本原理和设计要求。
在实现的过程中，需要用到软件工具和实验平台。
阶段四：实验测试与评价在本阶段，学生需要对实验设计进行测试，并记录数据处理结果。
测试过程中需要考虑实验中的各种随机与不确定因素。
温度变送器的设计.
东华理工大学长江学院控制仪表及装置课程设计报告课题名称：温度变送器的设计******学号：************班级：1130202专业：自动化指导老师：***2014 年06月16日目录一、引言 (3)二、温度变送器的作用及组成框图 (3)三、温度变送器电路的设计 (4)1、输入电路 (4)2、电压放大电路 (5)3、功率放大电路 (5)4、隔离输出 (6)5、直流-交流-直流（DC/AC/DC）变换器 (7)6、热电阻温度变送器量程单元 (10)7、线性化原理及电路设计 (11)8、引线电阻补偿电路 (13)9、输出电路 (13)四、总电路 (16)五、课程设计总结 (17)六、参考文献 (18)一、引言目前在电厂测温系统中，有很大一部分设计是采用热电阻温度变送器，将温度信号转换成4～20mA的直流电流后再送到二次仪表或其它数据采集系统进行温度显示。
这样一来，每一个测温元件都需要一个温度变送器。
电阻温度变送器是热电阻温度传感器与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把 -200~+600 ℃范围内的温度信号转换为二线制 4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等，实现对温度的精确测量和控制。
温度变送器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品，是集散系统、数字总线系统的必备产品。
一体化热电阻温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
二、温度变送器的作用及组成框图变送器的作用是分别将各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位）和电、气信号（如电压、电流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号。
图2-1 温度变送器结构方框图图2-2变送器构成原理图三、温度变送器电路的设计1、 输入电路保护电路的设计所采用的输入电路和乘法运算器里的输入电路相一致，其结构图如图3-1所示。
图3-1 输入电路输入电路的作用是从输入信号中减去与运算无关的1V 电压，并将以0V 为基准的信号移至以电平B U 为基准。
给排水仪表与控制课程设计
给排水仪表与控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解给排水系统中仪表与控制设备的基本原理和功能。
2. 学生能掌握给排水系统中常见仪表的操作方法和控制流程。
3. 学生能了解给排水系统中自动控制系统的设计原则及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 学生具备分析给排水系统中问题并进行仪表选型及控制策略设计的能力。
2. 学生能够运用相关软件或工具对给排水自动控制系统进行模拟和调试。
3. 学生能够通过小组合作，完成一个简单的给排水自动控制系统的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到给排水仪表与控制在环境保护和资源利用中的重要性，培养环保意识和社会责任感。
2. 学生在学习过程中，能够积极探究、主动思考，形成对工程技术的兴趣和认识。
3. 学生通过团队协作，培养沟通、交流和团队协作能力，增强集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，通过理论讲解与实际操作相结合，使学生掌握给排水仪表与控制的相关知识。
学生特点：高二年级学生，具有一定的物理、数学基础，对工程实践有较高的兴趣，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调知识的应用性和实际操作能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究和思考，培养其解决实际问题的能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 给排水系统概述：介绍给排水系统的基本组成、功能及其在现代社会中的应用。
- 教材章节：第一章 给排水工程概述2. 给排水系统中仪表与控制设备原理：讲解压力表、流量计、液位计等仪表的工作原理及控制系统组成。
- 教材章节：第二章 给排水系统仪表与控制设备3. 给排水自动控制策略：分析给排水系统中常见的自动控制策略，如PID控制、PLC编程等。
- 教材章节：第三章 给排水自动控制系统4. 给排水仪表选型与安装：介绍仪表选型依据、安装要求及在给排水系统中的应用。
控制仪表与装置课程设计
控制仪表与装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握控制仪表与装置的基本原理，理解各类仪表的工作方式和特点。
2. 使学生了解控制系统的基本构成，掌握控制系统的分析方法。
3. 引导学生掌握控制仪表与装置的选型、安装、调试及维护方法。
技能目标：1. 培养学生运用控制仪表与装置进行简单系统设计的能力。
2. 培养学生分析控制系统故障并进行排除的能力。
3. 提高学生动手实践能力，能够独立完成控制仪表与装置的安装、调试及维护工作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对控制仪表与装置的学科兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在让学生在掌握基础知识的同时，提高实际操作能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的专业基础知识，思维活跃，动手能力强。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，达到学以致用的目的。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 控制仪表与装置原理：介绍控制仪表与装置的基本概念、工作原理和分类，结合教材相关章节，深入解析各类仪表的内部结构和功能特点。
教学内容安排：第一章至第二章，共计4学时。
2. 控制系统分析：讲解控制系统的基本构成、数学模型、性能指标和稳定性分析，结合实例分析不同类型控制系统的特点和应用。
教学内容安排：第三章至第四章，共计6学时。
3. 控制仪表与装置的选型与应用：阐述控制仪表与装置的选型原则，分析各类仪表在实际控制系统中的应用，结合实际案例进行讲解。
教学内容安排：第五章，共计4学时。
4. 控制仪表与装置的安装、调试及维护：详细介绍控制仪表与装置的安装要求、调试方法及维护保养措施，结合实践操作进行讲解。
教学内容安排：第六章至第七章，共计6学时。
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。
控制仪表于装置课程设计报告
控制仪表与计算机控制装置课程设计课程名称：控制仪表与计算机控制装置课设项目：DCS 系统组态设计课设地点：自动控制实验室专业班级：自动化1003班学号：2010001150姓名：王慧勇指导教师：刚2013年6月14日课程设计报告一、实验目的利用过程控制实验室的条件，以过控装置为被控对象，DCS为控制设备，让学生完成一个DCS控制系统的组态设计，其目的是使学生在深入理解过程控制课程，以及了解DCS 系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法。
使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，进一步增强解决实际工程问题的能力。
二、实验设备EFAT/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X集散控制系统(DCS)、计算机及其网络。
三、实验容（1）被控对象特性设计（2）控制系统设计；（3）DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；（4）DCS控制回路组态设计；（5）DCS操作站组态设计；（6）DCS系统闭环运行调试。
四、实验步骤1. 被控对象特性设计通过“EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态，构造一个实验者所希望实现的对象特性。
画出带测控点的工艺管道流程图，2.控制系统一次仪表选型设计根据被控对象特性设计，确定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况，查阅一次仪表型号、量程等参数，编制一次仪表位号，列出一次仪表选型表。
位号型号量程名称用途FE-1 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器进水流量检测FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器进水流量变送和显示FE-2 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器出水流量检测FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器出水流量变送和显示LT-2 DBYG 0~4Kpa(0~400mm)(4~20mA)扩散硅压力变送器锅炉液位变送M1 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器进水阀位调节阀M2 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器出水阀位调节阀3.控制回路设计画出控制回路方框图。
控制仪表实训课程设计
控制仪表实训课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解控制仪表的基本原理，掌握常用控制仪表的工作方式和功能。
2. 学生能够描述控制系统的基本组成部分，了解各部分之间的联系。
3. 学生掌握控制仪表的安装、调试及维护的基本知识。
技能目标：1. 学生能够正确使用控制仪表进行数据采集、处理和显示。
2. 学生能够独立完成控制系统的连接、调试和故障排查。
3. 学生通过实训，培养解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对控制仪表及自动控制技术的兴趣，激发学习的积极性。
2. 学生在团队协作中，提高沟通与交流能力，培养合作精神。
3. 学生在学习过程中，认识到控制仪表在现代工业中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论教学，以实训操作为主，注重培养学生的实际操作能力和工程意识。
学生特点：学生为高二年级工科班学生，具备一定的物理、电工电子基础知识，对控制仪表有一定了解，但实际操作经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其动手能力，提高解决实际问题的能力。
通过课程实训，使学生达到预定的学习目标，为未来进一步学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 控制仪表原理：介绍控制仪表的基本工作原理、性能指标及分类，结合教材第3章内容，使学生了解各类控制仪表的适用场景。
2. 控制系统组成：分析控制系统的基本组成部分，包括控制器、执行器、传感器等，结合教材第4章内容，让学生了解各部分的作用和相互关系。
3. 控制仪表安装与调试：讲解控制仪表的安装、调试及维护方法，以教材第5章为基础，通过实际操作，培养学生动手能力。
4. 控制系统连接与调试：学习控制系统的连接方法、调试步骤及故障排查，结合教材第6章内容，使学生掌握实际工程中的操作技巧。
5. 实训项目：设计具有实际意义的实训项目，如温度控制系统、液位控制系统等，让学生分组完成，提高解决实际问题的能力。
过控报告
第一章过程控制仪表课程设计的目的意义1.1 设计目的本次课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
本设计主要是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
本次设计的主要任务是通过对一个典型工业生产过程（如煤气脱硫工艺过程）进行分析，并对其中的液位参数设计其控制系统。
设计中要求学生掌握变送器功能原理，能选择合理的变送器类型型号；掌握执行器、调节阀的功能原理，能选择合理的器件类型型号；掌握PID调节器的功能原理，完成液位控制系统的总体设计，并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
通过对过程控制系统的组态和调试，使学生对《过程控制仪表》课程的内容有一个全面的感性认识，掌握常用过程控制系统的基本应用，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩固与提高理论教学效果。
1.2 课程在教学计划中的地位和作用控制仪表与装置是实现生产自动化的重要工具。
在自动控制系统中，由检测仪表将生产工艺参数变为电信号或气压信号后，不仅要由仪表显示或记录，让人们了解生产过程的情况，还需将信号传送给控制仪表和装置，对生产过程进行自动控制，使工艺参数符合工艺要求。
《过程控制仪表与装置课程设计》作为自动化专业学生选修的一门实验设计基础课程，它为时两周，通过该课程，可以加深自身对现代集散控制系统的全面了解和认识，通过它从而能够深刻的对自己所学理论知识的融会贯通，并学会基本的解决设计中解决一些问题的基本方法。
除此之外，它还能锻炼我们团体合作，共同研究的精神和方法，引导我们查询资料和筛选资料，通过自学掌握一些基本知识的技能。
控制仪表及系统课程设计
控制仪表及系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握控制仪表及系统的基本原理和应用，培养学生对控制仪表及系统的认识和兴趣。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解控制仪表的定义、分类和基本原理；（2）掌握控制系统的组成、工作原理和性能指标；（3）熟悉常见控制仪表的选用和安装要求。
2.技能目标：（1）能够分析控制系统的稳定性、快速性和精确性；（2）学会使用控制仪表进行系统调试和参数设置；（3）具备控制仪表及系统的故障排查和维修能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对控制仪表及系统的热爱和敬业精神；（2）增强学生团队合作意识和解决问题的能力；（3）提高学生对自动化技术的认识，培养学生创新意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.控制仪表的基本概念、分类和原理；2.控制系统的组成、工作原理和性能指标；3.常见控制仪表的选用、安装和调试；4.控制仪表及系统的故障排查和维修方法。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解控制仪表及系统的基本概念、原理和应用；2.案例分析法：分析具体案例，让学生了解控制仪表及系统在实际工程中的应用；3.实验法：引导学生进行实验操作，培养学生动手能力和实际问题解决能力；4.讨论法：学生分组讨论，促进学生思维碰撞，提高团队合作意识。
四、教学资源为了保证本节课的教学质量，将准备以下教学资源：1.教材：《控制仪表及系统》；2.参考书：相关控制仪表及系统的论文、资料；3.多媒体资料：控制仪表及系统的图片、视频；4.实验设备：控制仪表及系统实验装置。
以上教学资源将有助于学生更好地理解和掌握控制仪表及系统知识，提高学生的实际操作能力。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化评价方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关控制仪表及系统的作业，评估学生的理解和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力；4.考试：设置期中考试，全面测试学生对本节课知识的掌握程度。
控制与仪表系统课程设计
控制与仪表系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握控制与仪表系统的基本原理、组成和功能，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：•了解控制系统的分类、特点和应用；•掌握控制器、执行器和传感器的原理和功能；•熟悉仪表系统的组成和调节方法。
2.技能目标：•能够分析控制系统的工作原理和性能；•能够选用合适的控制器、执行器和传感器；•能够设计简单的控制与仪表系统。
3.情感态度价值观目标：•培养学生的创新意识和团队合作精神；•增强学生对控制与仪表系统的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.控制系统的分类、特点和应用；2.控制器、执行器和传感器的原理和功能；3.仪表系统的组成和调节方法；4.控制系统的设计方法和步骤；5.控制与仪表系统的实际应用案例。
6.第一章：控制系统概述•控制系统的分类和特点•控制系统的应用领域2.第二章：控制器、执行器和传感器•控制器的工作原理和选用方法•执行器的原理和应用•传感器的原理和选用方法3.第三章：仪表系统•仪表系统的组成和调节方法•常用仪表的原理和应用4.第四章：控制系统的设计与实现•控制系统的设计方法和步骤•控制系统的性能分析和评价5.第五章：控制与仪表系统的应用案例•工业控制系统的应用案例•建筑自动化系统的应用案例三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解控制与仪表系统的基本原理、概念和知识点；2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生了解控制与仪表系统的应用场景；3.实验法：进行控制与仪表系统的实验操作，培养学生动手能力和实际问题解决能力；4.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生思考和交流。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的知识体系；2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识面；3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，直观展示控制与仪表系统的工作原理和应用场景；4.实验设备：提供控制与仪表系统的实验设备，让学生亲自动手操作，提高实践能力。
控制仪表课程设计
控制仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解控制仪表的基本概念，掌握其工作原理和分类方法；2. 学习控制仪表在工业过程中的应用，了解不同类型控制仪表的技术参数；3. 掌握控制仪表的安装、调试及维护方法，了解相关安全知识。
技能目标：1. 能够正确识别并选用合适的控制仪表；2. 学会使用控制仪表进行数据采集、处理和分析，具备初步的故障排查能力；3. 能够独立完成控制仪表的安装、调试及简单维护，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对控制仪表的兴趣，激发其学习热情，提高学习积极性；2. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与交流能力；3. 强化学生的安全意识，使其认识到控制仪表在工业生产中的重要作用，树立正确的价值观。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生在掌握控制仪表相关知识的基础上，提高实际操作能力，培养解决实际问题的能力，同时强化安全意识，提升团队协作能力。
通过本课程的学习，为学生未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 控制仪表的基本概念与原理- 控制仪表的定义、功能及分类- 控制仪表的工作原理及性能参数2. 控制仪表的类型与选用- 常见控制仪表的结构、特点及应用- 控制仪表的选用原则及方法3. 控制仪表的安装与调试- 控制仪表的安装要求及步骤- 控制仪表的调试方法及注意事项4. 控制仪表的维护与故障排除- 控制仪表的日常维护方法- 控制仪表常见故障现象及排除方法5. 控制仪表在工业生产中的应用案例- 控制仪表在典型工业生产过程中的应用- 控制仪表在提高生产效率、降低能耗方面的作用教学内容根据课程目标进行科学组织和系统安排，结合教材相关章节，确保理论与实践相结合。
在教学过程中，注重引导学生掌握控制仪表的基本知识和技能，通过案例分析和实际操作，提高学生解决实际问题的能力。
教学内容和进度安排如下：第一周：控制仪表的基本概念与原理第二周：控制仪表的类型与选用第三周：控制仪表的安装与调试第四周：控制仪表的维护与故障排除第五周：控制仪表在工业生产中的应用案例三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：通过生动的语言和丰富的案例，讲解控制仪表的基本概念、原理和性能参数，使学生系统掌握理论知识。
控制与仪表系统课程设计
控制与仪表系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解控制与仪表系统的基本原理，掌握控制系统的主要组成部分及功能。
2. 学习常用传感器的工作原理、特性及应用，了解其在工业控制系统中的作用。
3. 掌握控制系统的基本数学模型，能运用所学知识对简单控制系统进行分析。
技能目标：1. 能够正确使用常见的仪表和传感器进行数据采集，并处理实验数据。
2. 培养学生运用控制理论知识解决实际问题的能力，设计简单的控制系统。
3. 提高学生的实际操作能力，学会使用相关软件对控制系统进行模拟与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对控制与仪表系统的学习兴趣，激发学生的求知欲和探索精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新，树立工程意识。
3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力，培养良好的职业道德。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，使学生掌握控制与仪表系统的基本知识，具备实际操作和设计能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，为后续专业课程学习和未来职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 控制与仪表系统基本原理：包括控制系统概述、控制系统的组成与功能、反馈控制原理等，对应教材第一章内容。
2. 常用传感器及其应用：介绍各类传感器（如温度传感器、压力传感器、流量传感器等）的工作原理、特性及应用，对应教材第二章内容。
3. 控制系统的数学模型：包括线性系统的数学描述、传递函数、方框图等，对应教材第三章内容。
4. 控制系统分析方法：介绍稳定性分析、稳态误差分析、动态性能分析等方法，对应教材第四章内容。
5. 控制系统设计：包括PID控制、模糊控制、自适应控制等基本控制策略，对应教材第五章内容。
6. 仪表与控制系统实践：开展实验课，使学生熟悉常用仪表和传感器，掌握数据采集、处理方法，培养实际操作能力。
教学内容安排和进度：1. 基本原理（2周）：第一章内容，侧重控制系统基本概念和原理的讲解。
控制仪表与装置实验报告
实验报告实验名称：电容式压力变送器校验实验院系：自动化系专业班级：学生姓名：学号：指导教师：实验日期：一．实验目的1.熟悉 1151 电容式差压变送器的结构原理和技术指标；2.掌握此型号变送器的调试、检验和操作方法。
二．实验设备1.XY1151DP3E电容式变送器（最小量程 0~1.3kpa,最大量程 0~7.5kpa, 输出信号 4-20mA ） 1台2.数字式压力计 CPC20001台3.手操压力泵（-25~25kpa）1台4.毫安表1块三．实验步骤1.实验接线按图 3-1 接线，数字压力计即可测压力，又能提供24V 直流电源。
电源 - 信号端子位于电气壳体内的接线侧，接线时，可将铭牌上标有“接线侧”那边盖子拧开，上部端子是电源信号端子，下部端子为测试端子，注意不要把电源 - 信号线接到测试端，否则会烧坏二极管。
24VDC是通过信号线送的变送器的。
2.零点及满量程调整：零点和满量程调整螺钉位于电气壳体内的铭牌后面，移开铭牌即可进行调校，顺时针转动调整螺钉使变送器的输出表大。
（ 1）零点调整：由手操压力泵向电容式变送器高压腔轻轻加压，低压腔通大气，注意所加压力不应超过变送器的最大量程（此型号变送器量程是0—7.5KPa），向变送器压力室输入零点所对应的差压1KPa，看变送器的输出是否是4mA，若不是，调整零点螺钉使输出为 4mA。
（2）满量程调整：由手操压力泵轻轻加压，向变送器压力室输入满量程所对应的差压5KPa，看变送器的输出，是否是20mA，若不是调整量程螺钉使输出为20mA。
注意，零点调整不影响量程，但量程调整会影响零点，调整量程影响零点的量，为量程调整量的 1/5 。
所以量程和零点须反复调整，直到符合要求为止。
3. 线性度校验：下限差压为 ，上限差压为，测量量程为将相当于量程的 0%，25%，50%，75%，100%的压力依次送入变送器，从输出电流表看变送器的输出电流，其误差应在精度范围之内（变送器的精度等级是 0.2 级）。
控制装置与仪表实验报告
实验报告课程名称：控制装置与仪表院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：同组人：指导教师：日期：2014年6月29日在这学期的课程中，我们做了4个实验，4个实验用的是同一个闭环调速系统，此系统是一个典型的单回路控制系统。
此系统控制原理图如下：图1 系统控制原理图其中，此系统采用宇电AI-519智能调节器作为控制器，ABB的ACS150变频器作为执行器，三相异步电动机是系统的被控对象。
在控制器的输出端子再连接一个无纸记录仪实时监控控制器的输出。
控制系统信号流向如下：系统运行时，测速装置测得电机转速，转化为相应的4~20mA反馈电流信号传输到控制器，控制器的设定值减去反馈信号得到偏差量，经过内部AI PID（智能PID）的运算得到控制量，以4~20mA形式输出至变频器。
变频器转换接收的电流信号，输出相应频率的三相电压至三相异步电机，驱动电机运转，完成一个控制周期。
装置连接示意图如下：图2 装置连接示意图实验一变频器基本操作一、实验目的1.认识变频器操作面板及各功能键的功能、操作方法；2.认识调速系统信号流向。
二、实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，控制器，万用表，电工工具，导线若干。
三、实验内容与步骤1.手动变频调速系统接线①利用万用表检查硬接线是否完好，有无短路断路情况；②变频器电源输入端接线，电源线火线（L）接变频器接线端子L，电源线零线（N）接变频器接线端子N；③变频器接线端子U2、V2、W2分别接三相电动机的U、V、W端；④检查所有接线是否正确。
2.变频器基本调速功能设置①检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源；②确认变频器处于本地工作模式（左上角显示LOC），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到LOC模式；③确认变频器显示器右下角FWD（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并按键，确定可以相互切换；④设置频率给定值，按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择11，按键，按上下键选择1109，按键，确认此值为0，此时频率给定值由旋钮调节；⑤按住键，直到显示；⑥变频器最大输出频率设置：设置最大输出频率，同④选择，按住键，进入最大输出频率设置，按上下键设置（电机实际最大输出频率为100HZ），按住键，直到显示，确定变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后按START启动变频器，增大旋钮并观察显示器输出频率变化；⑦REF模式设置变频器给定值：当变频器处于STOP状态下，按键，按上下键选择REF模式，按键，进入REF模式，启动变频器，按上下键设定输出频率。
控制仪表及装置课程设计
控制仪表及装置课程设计1.引言控制仪表及装置是工业领域中不可或缺的一部分，其主要作用是监测和控制工业生产中的各种参数。
本文将介绍一个针对加热炉的控制仪表及装置的课程设计。
2.课程设计内容2.1 设计目标本次课程设计的目标是设计一个适用于加热炉的控制仪表及装置，该装置可以对加热炉的温度、压力、流量等参数进行监测和控制，并对实时数据进行记录和分析。
2.2 设计要求1.依据工艺要求，确保加热炉的温度控制精度达到±10℃；2.确保加热炉的压力和流量的监测精度达到±1%；3.能够在发生异常情况时进行报警，提醒操作人员采取相应的措施；4.在控制模式下，装置应能实现自动控制，且具备手动控制的功能。
2.3 设计原理本次设计主要采用PID控制算法，该算法通过对反馈信号进行比较和调整，以达到更加稳定的控制效果。
2.4 设计方案2.4.1 硬件部分硬件部分主要由控制器、传感器、执行器和数据采集模块组成。
控制器采用PLC控制器，具有编程能力，可以对控制逻辑进行灵活编程。
温度传感器采用热电偶。
压力传感器和流量传感器采用压阻式传感器和磁感应式传感器。
执行器采用电磁阀和电动执行器。
数据采集模块采用模拟量输入和输出模块，实现对传感器的数据采集和控制器的信号输出。
2.4.2 软件部分软件部分采用PLC编程软件，可以实现对控制逻辑的编写和调试。
PID算法的实现主要利用了PLC的定时中断功能，以达到更好的控制效果。
报警功能采用了嵌入式蜂鸣器和闪烁灯进行提醒。
报警信号也可以通过PLC输出到显示屏上。
3.课程设计步骤3.1 设计方案制定根据课程设计要求和原理，确定控制系统的组成元素、结构框图和信号流程图，制定控制逻辑以及各个功能模块的具体控制要求。
3.2 设备参数选型和电气原理图设计参考实际加热炉的参数和工艺条件，选定传感器、执行器和控制器等设备的型号和规格，并绘制电气原理图。
3.3 硬件组装和调试根据电气原理图进行硬件组装，连接各个模块的信号线路和电源线路，进行基本的参数调试和调整。
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控制仪表与计算机控制装置
课程设计
课程名称：控制仪表与计算机控制装置课设项目：DCS 系统组态设计
课设地点：自动控制实验室
专业班级：自动化1003班
学号：2010001150
姓名：王慧勇
指导教师：谢刚
2013年6月14日
课程设计报告
一、实验目的
利用过程控制实验室的条件，以过控装置为被控对象，DCS为控制设备，让学生完成一个DCS控制系统的组态设计，其目的是使学生在深入理解过程控制课程，以及了解DCS 系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法。
使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，进一步增强解决实际工程问题的能力。
二、实验设备
EFAT/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X集散控制系统(DCS)、计算机及其网络。
三、实验内容
（1）被控对象特性设计
（2）控制系统设计；
（3）DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；
（4）DCS控制回路组态设计；
（5）DCS操作站组态设计；
（6）DCS系统闭环运行调试。
四、实验步骤
1. 被控对象特性设计
通过“EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态，构造一个实验者所希望实现的对象特性。
画出带测控点的工艺管道流程图，
2.控制系统一次仪表选型设计
根据被控对象特性设计，确定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况，查阅一次仪表型号、量程等参数，编制一次仪表位号，列出一次仪表选型表。
位号型号量程名称用途
FE-1 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器进水流量检测
FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器进水流量变送和显示
FE-2 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器出水流量检测
FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器出水流量变送和显示
LT-2 DBYG 0~4Kpa(0~400mm)(4~20mA)扩散硅压力变送器锅炉液位
变送
M1 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器进水阀位
调节阀
M2 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器出水阀位调
节阀
3.控制回路设计
画出控制回路方框图。
以单回路锅炉液位控制为例讲述，通过控制进水阀M1的开度控制锅炉进水流量，达到控制锅炉液位的目的，出水阀M2设置成手操器，出水流量可以手动调节。
4.DCS的硬件配置和I/O点配置设计
根据过程控制实验室的“SUPCON JX-300 DCS”硬件配置，确定实验所需的DCS 卡件和I/O点。
画出DCS卡件配置图。
卡件配置图
5.控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计
根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，如下表所示。
在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。
6.DCS控制站组态
在工程师站上完成DCS系统的主控卡件组态、通信卡件组态、I/O卡件组态和DCS I/O 点组态设计。
列出I/O卡件、I/O点地址表，列出I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设计表。
控制站主要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件（包括主控卡、数据转发卡和各种信号输入输出卡）组成，其核心是主控卡，主控卡通过系统内高速数据网络——SBUS扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。
1）主控卡设置
在“主机设置”窗口中的“主控制卡”设置窗口中，利用“增加”按钮，便可设置相应的主控制卡型号为SP243X；类型为控制站。
一个主控制卡对应一个控制站，可以冗余配置。
IP地址应与主控卡硬件上的跳线地址匹配。
2）I/O组态的设置
在“功能”菜单的“控制站”菜单中，选定“I/O组态”，便可进入“I/O输入”窗口，在此窗口可进行以下设置。
设置数据转发卡，型号为SP233。
可以冗余配置。
数据转发卡SP233是系统I/O机笼的核心单元，是主控卡连接I/O卡件的中间环节，他一方面驱动SBUS总线，另一方面管理本机笼的I/O卡件。
通过数据转发卡，一块主控卡（SP243X）可扩展1到8个I/O机笼，即可以扩展16到128块不同功能的I/O卡件。
设置I/O卡件，定义当前I/O卡件在挂接的数据转发卡的地址，地址0-15。
I/O卡件的组态地址与它在控制站机笼中的排列编号相匹配，并且地址编号不可重复。
I/O卡件类
型从下拉列表中选。
设置各种I/O卡件的I/O点，即信号点组态，定义：位号、注释、地址、类型、设置等。
有表1-5 2#控制站DCS模块配置表可知
（3) 控制回路的设置（如常规控制方案）
在“功能”菜单的“控制站”菜单中，选定“常规控制方案”，便可进入“常规控制方案”设置窗口，在此窗口可增加相应的控制方案。
各项意义如下：
(1)控制方案：如单回路、串级、手操等。
(2)注释：可根据用途填写，以便于理解。
(3)回路参数：根据设置自动变。
(4)设置：设置回路的位号，为了确定该回路的输入信号和输出信号，还要设置此回路输入和输出参数对应的I/O点的位号。
针对锅炉液位控制可设置两个回路，第一个单回路输入信号锅炉液位，输出信号是进水阀位控制。
第二个回路是手操器输入信号是出水流量，输出信号是出水阀位控制。
7. DCS操作站组态
DCS操作站组态是系统总貌画面组态、一览画面组态、趋势画面组态、分组画面组态。
在“主机设置”窗口中的“操作站”设置窗口中，利用“增加”按钮，便可设置相应的操作站：
在“功能”菜单的“操作站”菜单中，选定“操作小组”，便可进入“操作小组”设置窗口，最多可组16个操作小组。
操作小组的权限分4级：观察、操作员、工程师、特权。
系统标准画面组态：选择操作站的总貌画面、一览画面组、趋势画面、分组画面组态。
（5）增加流程图：
①首先在“流程图”窗口中，利用“增加”按钮，增加一个新的流程图，
②然后利用“编辑”按钮，打开一个新流程图的流程图制作窗口。
制作方法如下：
利用左边的工具栏可画点、线、圆、填加文字等；
利用左下角“”模板按钮，来拷贝一些现有的设备模板。
如阀、罐、锅炉、管道等；
如模板库中没有所希望的设备模板，也可利用以下过程制作一些模板追加到模板库中：③在绘制完流程图后，要在流程图中利用左边工具栏中的0.0、等按钮，增加一些数显仪表和棒显仪表，以便把有关I/O点或回路中的有关信号在流程图中显示出来。
双击数显仪表和棒显仪表的图标便可打开对应的设置窗口，在设置窗口中利用数据位号输入框右边的？便可选定已定义的I/O或回路位号。
五、实验结果截图及总结
经验总结：
本次试验是一个极具实践意义的试验，让我们可以脱离课本直接感受到控制现场。
通过对DSC系统的组态，让我对DCS系统有了更加深入和直观的了解，明确了DCS系统的分层结构的实践意义，了解了组态的一般流程和浙大中控组态软件的基本的使用方法，虽然控制系统本身并不是复杂的系统，但是对我们理解知识却起到了很大的帮助。
实验中的过程既是熟悉的过程，实验中遇到的问题，大多是因为对系统组态的思路不够明确，在组态完成并下载执行后，操作界面各个参数对系统的影响，需要深入理解，才能很好的设置参数，使系统达到预想的结果。
虽然实验过程中有些参数由于设备和其他原因效果不佳，但也基本体会到了工程师，操作员的工作。