过程控制课程设计正文
过程控制系统课程设计
过程控制系统课程设计(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--过程控制系统课程设计班级：本组成员：2012年01月12日设计报告目录【1】内容一：过程控制课程设计的相关资料 (1)【2】内容二：过程控制课程设计 (6)（1）过程控制系统设计及其主要内容 (6)（2）被控对象特性分析 (6)（3）控制系统控制结构原理图 (7)（4）控制系统工艺流程图 (8)（5）一次仪表选型表 (10)（6）课程设计总结 (11)（7）参考文献 (12)内容一：过程控制课程设计的相关资料一．液位控制系统中PID控制数字PID控制是在实验研究和生产过程中采用最普遍的一种控制方法，在水箱控制系统中有着极其重要的控制作用。
常用的PID控制系统原理框图如下所示：PID控制器是一种线性控制器，它是根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成偏差PID控制规律为：写成传递函数形式为：PID是比例,积分,微分的缩写形式：比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。
反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。
过程控制的课程设计
过程控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其核心原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析并解决实际过程中的控制问题；3. 引导学生了解过程控制在不同领域的应用，拓展知识视野。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述实际过程的能力；2. 提高学生设计简单过程控制系统并进行仿真实验的能力；3. 培养学生运用现代工具对过程控制问题进行分析和解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发求知欲；2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到过程控制在国民经济发展中的重要作用；3. 培养学生的团队合作意识和严谨的科学态度，提高责任感。
课程性质：本课程为应用性较强的学科，旨在培养学生的实际操作能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调在实际问题中发现、分析、解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统组成、开环与闭环控制、控制系统的性能指标；2. 数学模型描述：传递函数、状态空间表示、线性系统的特性；3. 过程控制原理：PID控制算法、超前-滞后校正、串并行控制；4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真；5. 过程控制应用案例分析：工业生产过程、生物医学工程、环境监测等领域的应用实例；6. 现代过程控制技术：智能控制、网络控制、大数据在过程控制中的应用。
教学大纲安排：第一周：过程控制基本概念及性能指标；第二周：数学模型描述及传递函数；第三周：过程控制原理及PID控制算法；第四周：过程控制系统设计及建模；第五周：过程控制应用案例分析；第六周：现代过程控制技术及其发展趋势。
教学内容与教材关联性：教学内容紧密结合教材章节，涵盖教材中过程控制的核心知识，注重理论与实践相结合，以提高学生的实际应用能力。
过程控制课程设计
过程控制 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，掌握其原理和分类。
2. 使学生掌握过程控制系统中常用的数学模型及其应用。
3. 引导学生了解过程控制系统的设计方法和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型分析和解决过程控制问题的能力。
2. 培养学生设计简单过程控制系统的能力，能根据实际需求选择合适的控制策略。
3. 提高学生运用现代工具（如计算机软件）进行过程控制系统仿真的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。
3. 引导学生认识到过程控制在工业生产、环境保护等领域的重要作用，增强他们的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握过程控制的基本知识和技能，培养他们解决实际问题的能力。
通过课程学习，学生将能够：1. 理论联系实际，运用所学知识分析、解决过程控制问题。
2. 掌握过程控制系统的设计方法和步骤，具备一定的控制系统设计能力。
3. 提高自身的科学素养，培养良好的团队合作精神和创新意识。
4. 关注过程控制在社会生产中的应用，为我国工业发展和环境保护做出贡献。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业中的应用。
教材章节：第一章 绪论2. 过程控制系统数学模型：介绍控制系统的传递函数、状态空间表达式、方块图及其相互转换。
教材章节：第二章 数学模型3. 过程控制策略：讲解比例、积分、微分控制规律，以及串级、比值、前馈等复合控制策略。
教材章节：第三章 控制策略4. 过程控制系统设计方法：阐述控制系统的设计原则、步骤和方法，包括稳定性分析、性能指标和控制器设计。
教材章节：第四章 系统设计与分析5. 过程控制系统仿真：介绍过程控制系统仿真软件及其应用，通过实例演示仿真过程。
教材章节：第五章 系统仿真与实现6. 过程控制案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，探讨解决方案。
过程控制工程课程设计
过程控制工程课程设计介绍过程控制工程是现代工程领域中的一个重要学科，致力于研究与控制工业过程的设计、建模、分析及优化。
在这门课程设计中，我们将学习如何使用各种控制策略来控制和优化工业过程。
设计目的本课程设计旨在通过实际案例分析和仿真实验，培养学生的过程控制能力。
通过设计一个实际工业过程的控制方案，学生将能够应用所学的知识和技能，解决实际问题，提高工程实践能力。
设计内容设计内容包括以下几个方面：1.过程控制系统的建模：通过对目标工业过程进行建模，学生将了解该过程的运行原理和特点，并能够将其抽象为一个数学模型，以便后续的控制系统设计。
2.控制系统设计：根据过程控制系统的模型，学生将设计一个合适的控制策略，以实现对目标过程的控制。
控制策略可以包括PID控制器、模糊控制器、预测控制器等。
3.控制系统仿真：通过使用仿真软件，学生将实现对设计的控制系统的仿真。
通过对仿真结果的分析，学生可以评估控制系统的性能，并对其进行优化。
4.控制系统实现：在仿真结果满足要求后，学生将根据设计的控制方案，实现一个真实的控制系统。
学生需要选择合适的硬件设备，并编写相应的控制程序来实现对目标工业过程的控制。
设计步骤1.确定课程设计的工业过程：学生可以选择一个自己感兴趣的工业过程作为课程设计的对象。
该过程可以是任何能够体现过程控制的工业过程，例如温度控制系统、流量控制系统等。
2.过程建模：学生需要对选择的工业过程进行建模，包括建立数学模型和参数估计。
可以使用传统的物理建模方法，如质量平衡、能量平衡等，也可以利用系统辨识方法进行建模。
3.控制系统设计：根据过程模型，学生需要选择适当的控制策略并进行控制器参数的优化。
学生可以使用MATLAB、Simulink 等软件工具来辅助控制系统设计。
4.控制系统仿真：学生需要将设计的控制系统进行仿真，以评估其性能。
学生可以使用Simulink等软件工具进行仿真实验，并分析仿真结果。
5.控制系统实现：在仿真结果满足要求后，学生需要选择合适的硬件设备，并编写控制程序，实现对工业过程的控制。
过程控制技术课程设计
过程控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制技术的基本概念，掌握其原理和分类；2. 学习过程控制系统的数学模型，了解各参数对系统性能的影响；3. 掌握过程控制策略的设计与优化方法；4. 了解过程控制技术在工业生产中的应用案例。
技能目标：1. 能够运用所学知识对过程控制系统进行分析，建立数学模型；2. 能够设计简单的过程控制策略，并进行仿真与优化；3. 能够运用过程控制技术解决实际工程问题，具备一定的实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队协作能力，提高沟通与交流能力；4. 培养学生关注过程控制技术在工业生产中的应用，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生建立过程控制技术的理论体系，提高实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高其解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握过程控制技术的基本原理和方法，具备实际工程应用能力。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制技术基本概念与原理：包括过程控制定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。
教材章节：第一章2. 过程控制系统的数学模型：介绍数学模型的基本概念，分析过程控制系统中各参数对系统性能的影响。
教材章节：第二章3. 过程控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等策略，并进行仿真与优化。
教材章节：第三章4. 过程控制设备与系统：介绍过程控制系统中常用的传感器、执行器、控制器等设备，以及系统的组成和原理。
教材章节：第四章5. 过程控制技术在工业生产中的应用：分析典型工业生产过程中过程控制技术的应用案例，如化工、热工、电力等。
过程控制理论课程设计
过程控制理论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制理论的基本概念、原理和方法，能够运用这些知识分析和解决实际过程控制问题。
具体来说，知识目标包括了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的原理和方法、掌握过程控制的数学模型和仿真技术；技能目标包括能够运用过程控制理论进行简单的系统分析和设计、能够使用相关的软件工具进行过程控制仿真和实验；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对过程控制理论的兴趣。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法，以及相关的数学模型和仿真技术。
具体来说，包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念，如过程、控制、反馈等；2. 过程控制的原理和方法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3. 过程控制的数学模型，如连续时间系统模型、离散时间系统模型等；4. 过程控制仿真技术，如MATLAB/Simulink等。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
讲授法用于传授基本概念和原理，讨论法用于探讨和解决实际问题，案例分析法用于分析和研究具体案例，实验法用于验证和应用所学知识。
通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高他们的学习效果。
四、教学资源我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材和参考书将用于提供基础知识和扩展内容，多媒体资料将用于辅助讲解和演示，实验设备将用于进行实际操作和验证。
教学资源将支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与和讨论，作业评估学生的知识理解和应用能力，考试评估学生的综合运用和分析能力。
我们将采用定量和定性相结合的方式进行评估，确保评估的客观性和公正性。
评估结果将全面反映学生的学习成果，用于指导和调整教学。
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。
过程控制工程第三版教学设计 (2)
过程控制工程第三版教学设计介绍过程控制工程作为现代工业的必要部分，涉及各种自动化领域，广泛应用于制造业、供应链管理、交通运输等行业。
本教学设计旨在讲解过程控制工程的基础知识，培养学生对控制系统的建模、仿真、设计和优化的能力。
本文将对本课程的教学内容、教学方法、教学评估等方面进行详细说明。
教学内容第一章：引言•引言和绪论•过程控制系统的组成•过程控制系统的分类第二章：控制系统的数学模型•控制系统的建模•四个基本元素及其表示•闭环系统和开环系统•传递函数和状态空间模型第三章：控制系统的时域分析•阶跃响应和脉冲响应•频域分析及其应用•稳态错误•稳态响应第四章：校准与调节•校准与调节的基础概念•模型参数识别•方法的评估第五章：控制器设计•PID控制器•线性二次调节器•稳定裕度的概念第六章：反馈控制•比例控制•积分控制•微分控制第七章：高级控制技术•前馈控制•向前控制•模型预测控制第八章：实时系统模拟•模拟算法的类型•实时控制器的优化•模拟软件的性能第九章：嵌入式控制系统•嵌入式系统的概念•嵌入式控制器的设计•嵌入式系统的性能评估第十章：工业自动化控制•工业自动化控制的概念•工业自动化系统的组成•工业自动化控制的应用案例教学方法讲授课程讲师通过PPT、教材、案例展示等方式深入浅出地讲解过程控制工程的知识点和相关技术，引导学生理解课程内容。
实践任务讲师会为学生设计一系列实践任务，让学生通过具体场景的模拟实践掌握过程控制工程的技术，如控制系统的建模与仿真、控制器设计、校准与调节等。
讨论课鼓励学生在讨论课上自由发言，互相交流学习成果，共同解决过程控制工程中出现的问题。
课程设计通过小组合作，让学生分别独立完成一项过程控制工程的设计任务，将学习成果应用于实际工程中进行实践。
教学评估课堂测试每周进行一次小测试，以检验学生对课程知识的掌握程度，提高他们的学习积极性。
平时作业安排一些课后作业来强化学生对知识点的理解和掌握，如编写控制系统的模型等。
过程控制系统课程设计书
6. 撰写课程设计报告，总结设计过程和成 果。
02
过程控制系统基本原理
过程控制概念及分类
过程控制概念
过程控制是对生产过程中的各种工艺参数进行实时测量、调 节和控制，以确保生产过程的稳定、高效和安全。它是自动 化技术的重要组成部分，广泛应用于化工、冶金、电力、轻 工等工业领域。
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；根据控制器结构的不同，过程 控制可分为单回路控制和多回路控制。
感谢观看
静态特性分析
01
研究被控对象在稳态工作条件下的输入输出关系，包括线性度
、死区、滞后等特性。
动态特性分析
02
研究被控对象在动态过程中的输入输出关系，包括时域响应、
频域响应等特性。
稳定性分析
03
研究被控对象在受到扰动后的恢复能力，包括稳定性判据、稳
定裕度等特性。
数学模型建立方法
01
机理建模法
根据被控对象的物理或化学原理 ，建立描述其动态行为的数学模 型。
系统辨识法
02
03
混合建模法
利用实验数据，通过系统辨识方 法确定被控对象的数学模型结构 和参数。
结合机理建模和系统辨识方法， 充分利用已知信息和实验数据， 建立更准确的数学模型。
模型参数辨识与校正
参数辨识方法
利用最小二乘法、梯度下降法等 优化算法，对实验数据进行拟合 ，得到模型参数的最优估计值。
模型校正方法
过程控制系统组成要素
被控对象
被控对象是指需要控制的工艺参数或设备，如温 度、压力、流量等。
控制器
过程控制课程设计
《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。
三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1 下达任务，查找资料周一、周二周二、周三2 制定控制方案，绘制控制系统SAMA图3 仿真试验、撰写设计说明周三、周四4 答辩周五四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：指导教师：年月日送引风控制系统设计一．控制系统的基本任务和要求（1）保证燃烧过程的经济性；——送风控制 （2）维持炉膛压力稳定； ——引风控制为了使锅炉适应负荷的变化，必须同时改变送风量和燃料量。
送风控制系统的最终任务是达到最高的锅炉热效率。
负压控制系统的任务在于调节烟道吸风机导叶开度以改变引风量，维持炉膛负压一定。
二．被控对象动态特性分析要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清楚气压对象的动态特性。
主蒸汽要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清楚气压对象的动态特性。
主蒸汽压力PT 受到的扰动来源主要有二：其一是燃料量扰动，称为基本扰动或内部扰动。
其二是汽轮机耗气量的扰动，称为外部扰动。
内扰μB 下气压的响应曲线 外扰下主气压PT 的响应曲线2.1 送风控制系统为了使锅炉适应负荷的变化，必须同时改变送风量和燃料量，一般实际送风量要比理论空气量大一些，送风系统的被控对象为炉膛，它是惯性和迟延都比较小的自衡对象。
过程控制工程第四版课程设计
过程控制工程第四版课程设计一、概述本文档是对过程控制工程第四版课程设计的说明和实现。
该课程设计旨在通过实例学习，培养学生的过程控制工程设计能力和实践能力，提高学生的综合素质，为其今后从事过程控制工程行业打下基础。
二、课程设计要求1. 课程设计主题课程设计的主题是生产实现一个完整的过程控制工程项目。
该项目包括以下内容：传感器获取数据、PLC控制、人机界面设计等模块。
2. 设计内容2.1 项目设计参考工业领域实际生产需求，对过程控制工程要求进行具体规划和设计，明确项目的功能、要求和流程。
2.2 编程设计使用PLC编程软件，实现数据的采集、处理和传输，控制生产过程。
2.3 人机界面设计通过人机界面，实现对PLC的管理、监控、调试和诊断，方便用户进行操作。
3. 课程设计要求3.1 设计理念设计要以可行性为原则，注重实现过程的可操作性、可维护性和可扩展性，尽可能满足工业应用需求。
3.2 设计模块和功能设计需要分模块实现，可分为数据采集、数据处理、数据传输、控制模块等多个模块。
每个模块需要满足相应的功能需求，模块之间需要具备良好的兼容性。
3.3 设计效果设计需在实体机器上进行验证测试，能正常运行并达到设计效果。
三、实施步骤1. 需求分析通过理解工业过程控制的需求，明确本项目目标，为后续的设计提供依据。
2. 方案设计根据需求分析结果，设计过程控制系统的硬件组成和软件实现。
3. 硬件构建使用所需的硬件，如PLC、传感器、人机界面等，组成过程控制系统。
4. 软件编写使用PLC编程软件编写程序，并进行测试，确保与硬件系统正确互动。
5. 功能测试对系统实际进行运行测试，检查系统的各项功能是否可正常发挥作用。
6. 优化改进根据测试结果及用户反馈，对系统进行调整及优化改进。
7. 可行性验证最终在实际产线应用中对系统进行长期运行测试，验证系统的可用性。
四、总结本次过程控制工程第四版课程设计旨在培养学生的过程控制工程设计能力和实践能力，提高学生的综合素质。
关于过程控制课程设计
关于过程控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程控制的基本概念，掌握其定义、分类及作用。
2. 学生能掌握过程控制系统中常见设备的工作原理及其应用。
3. 学生能运用数学模型描述过程控制系统，理解系统稳定性、准确性和快速性的评价指标。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析实际过程控制问题，提出合理的解决方案。
2. 学生具备使用过程控制软件进行简单系统模拟的能力。
3. 学生能通过小组合作，设计并实现一个简单的过程控制系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同解决问题。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到过程控制在节能降耗和环境保护方面的重要性。
课程性质：本课程为应用性较强的学科，旨在培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作和小组合作，提高学生的应用能力和团队协作能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在完成课程后能够达到预期目标。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：介绍过程控制定义、分类、发展历程及应用领域，对应教材第一章内容。
- 控制系统数学模型- 控制系统性能评价指标2. 常见过程控制设备及其工作原理：分析各类传感器、执行器、控制器等设备的工作原理及应用，对应教材第二章内容。
- 传感器原理与应用- 执行器原理与应用- 控制器原理与应用3. 过程控制系统设计与实现：讲解过程控制系统设计方法、步骤及注意事项，对应教材第三章内容。
- 系统设计原则与方法- 控制算法选择与应用- 系统仿真与优化4. 过程控制实例分析：分析典型过程控制实例，使学生了解过程控制在实际工程中的应用，对应教材第四章内容。
- 典型过程控制系统实例- 故障分析与处理方法- 系统运行与维护5. 过程控制实验与实训：组织学生进行过程控制实验和实训，提高学生的实际操作能力，对应教材第五章内容。
郑大过程控制课程设计
郑大过程控制课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握郑大过程控制的基本概念、理论和方法，培养学生运用过程控制理论分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够准确理解并掌握过程控制的基本概念、理论和方法，包括过程控制系统的分类、性能指标、控制器设计等。
2.技能目标：学生能够运用过程控制理论分析和解决实际问题，具备进行过程控制系统设计和调试的能力。
3.情感态度价值观目标：学生通过本课程的学习，能够认识过程控制在现代工业中的重要地位，培养对过程控制技术的兴趣和热情，提高学生的科学素养。
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：包括过程控制系统的定义、分类和性能指标等。
2.过程控制系统理论：包括控制器的设计、系统的稳定性分析、响应特性等。
3.过程控制算法：包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
4.过程控制应用：包括工业过程控制、生物过程控制等实例分析。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解过程控制的基本概念、理论和方法，使学生掌握基本知识。
2.案例分析法：分析实际过程中的控制问题，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉过程控制系统的原理和调试方法。
4.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：《郑大过程控制》教材，为学生提供系统性的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富学生的学习体验。
4.实验设备：准备相应的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
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理解能力。
过程控制课程设计正文
设计依据、要求及主要内容：一、设计任务要求：选择加热炉出口温度为主变量，炉膛温度为副变量，设计串级控制系统。
假设热物料出口温度的特性可近似为18012()(301)soeG ss-=+，燃料热值变化对炉膛温度影响特性可近似为1822()(101)(1)soeG ss s-=++。
二、设计要求：1）选择控制器与调节阀的作用方式；2）画出控制系统框图；3）采用两步整定法整定主、副控制器PID的参数。
求出比例度与衰减振荡周期；4）按照经验公式且适当修正分别求得主、副控制器的最佳参数值；5）求出系统的阶跃响应曲线；6）求出设定值位0时，施加幅值为30%的一次阶跃扰动信号，系统的输出曲线；7）分析系统特点。
三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000[3] 过程控制教材目录一、管式加热炉概述 (1)1.1管式加热炉在石油工业中的重要性 (1)1.2管式加热炉的基本构成与组成 (1)二、管式加热炉温度控制系统工作原理及控制要求 (1)2.1 管式加热炉出口温度控制系统工作原理 (1)2.2 管式加热炉出口温度控制系统控制要求 (1)三、管式加热炉出口温度控系统工艺流程设计 (2)3.1 管式加热炉出口温度影响因素的扰动分析 (2)3.2 管式加热炉出口温度控制系统的工艺流程设计 (2)四、管式加热炉出口温度控系统现场仪表的选型与连线图 (3)4.1 控制系统中温度检测元件的选型 (3)4.2 控制系统中变送器的选型 (3)4.3 控制系统中执行器（调节阀）的选型 (4)4.4 控制系统中调节器的选型 (5)4.5 控制系统中的连锁保护与接线图 (5)五、管式加热炉出口温度串级控制系统分析 (6)5.1 控制系统方框图与工作过程 (6)5.2 主、副调节器规律选择 (7)5.3 主、副调节器正反作用方式确定 (7)5.4 控制器参数工程整定 (7)六、管式加热炉出口温度串级控制系统的MATLAB SIMULINK仿真与分析 (8)6.1传递函数的选择 (8)6.2系统的参数的选择 (9)6.3系统的仿真分析 (10)七、设计体会 (12)参考文献 (13)一、管式加热炉概述1.1管式加热炉在石油工业中的重要性⑴加热温度高（火焰温度1000℃以上），传热速率快。
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
过程控制系统课程设计1. 概述过程控制系统是一种以电子数字技术为基础的实时控制系统。
它通过对工业生产中液体、气体、固体等物质的流量、压力、温度等关键指标进行监测、控制与调节，以保证生产的连续和质量稳定。
本课程设计旨在通过设计模拟一个火车站的过程控制系统，帮助同学们深入理解过程控制系统的原理和实现。
2. 课程设计要求2.1 设计目标•设计一个火车站的过程控制系统。
•该火车站包括两个车站和一个铁路交叉口，车站间的距离为4公里，交叉口处的距离为2公里。
•设计程序模拟通过该火车站的10列火车的运行。
•每列火车的速度、装载量、卸载量等参数是随机设定的。
•设计程序可实现对火车的自动安排、安全检测等操作。
2.2 设计内容设计包括以下内容：2.2.1 程序框架•程序应具有图形用户界面。
•程序应能自动调度尚未到站的列车，同时需要考虑铁路交叉口的坐标情况。
•程序应根据实际情况，计算每列火车到站时间，并做好相应的停车、装卸货物等操作。
2.2.2 火车数据模拟设计程序能够随机生成10辆火车的相关数据，包括每列火车的速度、装载量、卸载量、到站时间等参数，并将这些数据保存至文件中。
2.2.3 数据读入与处理设计程序能够从文件中读取数据，并对数据进行处理，计算出每列火车到站时间和停留时间，并输出到图形化界面中。
2.2.4 实时监测与控制•设计程序应具有实时监测功能，能即时反馈各列火车的运行状态。
•程序应实现对火车的自动控制功能，及时识别并处理出问题的列车。
2.3 额外要求•设计程序应具有良好的用户体验，如界面友好、操作便捷等。
•设计程序应具有较好的稳定性和安全性。
3. 思路设计3.1 数据模拟由于火车数据是随机生成的，因此可使用Python中random库中的randint函数生成随机数。
将每列火车的数据保存至文本文档中，便于读取。
3.2 数据读入使用Python中的pandas库读入文本文档，将数据存储于Pandas数据框架中。
《过程控制工程》课程设计模版教学文案
《过程控制工程》课程设计模版
设计报告要符合湖北师范学院机电与控制工程学院本科课程设计报告撰写格式规范。
1、封面
封面包括“过程控制工程课程设计报告”、课程设计名称、班级、姓名、指导教师、所在院系、专业名称以及完成日期等，使用统一的封面。
2、目录
3、主体部分
该部分是课程设计报告的主体，字数不得少于5000字，具体由以下几部分组成：
（1）摘要；
（2）设计任务；
（3）正文（包括系统原理图、主程序框图、硬件模块或电路的设计、检测与调试等）；
（4）总结与体会（包括自己的感受与收获；技术创新点；以后的改进设想等）；
（5）致谢。
4、参考文献
5、附录
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
附录1：源程序及程序注释（程序代码要规范，源程序需加必
要的注释）；
附录2：使用元器件一览表（序号、名称、型号、规格、数量、备注）。
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谢谢4
《过程控制工程》
课程设计报告书
课题名称
姓 名
学 号
专 业
指导教师
机电与控制工程学院
年 月 日
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过程控制工程课程设计
过程控制工程课程设计实用标准文案文档大全目录绪论 (3)第一章自控工程设计概述 (4)1.1自控设计的任务 (4)1.2自控设计的容 (4)1.3自控设计的方法 (5)1.4自控设计的意义 (6)第二章工艺介绍及控制方案选择 (6)2.1脱硫工艺简介 (6)2.1.1工艺原理和工艺流程 (7)2.1.2HPF法脱硫操作条件 (8)2.1.3主要工艺操作控制指标 (9)2.2管道仪表流程图 (10)2.2.1主要控制回路和方案 (10)2.2.2管道仪表流程图的绘制 (16)第三章自控设备的选型 (16)3.1控制装置的选择 (16)3.1.1PLC控制系统的组成 (16)3.1.2DCS控制系统的组成 (17)3.1.3PLC与DCS的比较 (17)3.1.4结论 (18)3.2PLC的硬件选型 (18)3.2.1PLC选型注意事项 (18)3.2.2PLC 的组成 (19)3.3图例符号的统一规定 (20)3.4检测仪表的选型 (24)3.4.1温度测量仪表的选型 (24)3.4.2压力测量仪表的选型 (25)3.4.3流量测量仪表的选型 (25)第四章控制室设计 (26)4.1设计要求 (26)4.1.1位置选择 (26)4.1.2尺寸设计 (26)4.1.3控制室的采光 (26)4.1.4控制室的供电及安全 (27)4.2根据要求结合工程特点设计 (27)4.3其他补充说明 (27)第五章仪表连接 (27)实用标准文案5.1系统的整体连接 (27)5.1.1仪表回路接线/接管图 (28)5.1.2仪表盘端子图/仪表盘穿板接头图 (28) 5.2设计仪表端子图 (29)第六章供电 (29)6.1仪表供电系统设计 (29)6.1.1供电系统设计容 (29)6.1.2仪表供电要求 (29)6.1.3对供电交变类型和电压的等级要求 (30) 6.1.4对供电质量的要求 (30)6.2仪表供电配电设计 (30)6.2.1供电回路分组 (30)6.2.2配电方式 (31)第七章信号报警及连锁 (31)第八章安全保护及信息接地 (32)8.1仪表防爆设计 (32)8.1.1防爆设计的重要性 (32)8.1.2危险环境的分类 (32)8.2仪表接地设计 (33)8.2.1接地作用和要求 (33)8.2.2接地系统的设计原则与方法 (34)第九章施工试验及验收 (34)9.1自控工程的施工 (35)9.1.1施工工作容 (35)9.2自控工程的试运行和验收 (35)9.2.1仪表的调校 (35)9.2.2仪表的试运行 (35)9.2.3仪表的交工验收 (36)第十章设计心得 (36)参考文献 (38)文档大全实用标准文案文档大全绪论1.学习自控工程设计的重要性本课程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，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高学生解决实际工程问题的能力。
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设计依据、要求及主要内容：
一、设计任务
要求：选择加热炉出口温度为主变量，炉膛温度为副变量，设计串级控制系统。
假设热物料出口温度的特性可近似为
180
12
()
(301)
s
o
e
G s
s
-
=
+
，燃料热值变化对炉膛温度影响特性可
近似为
18
22
()
(101)(1)
s
o
e
G s
s s
-
=
++。
二、设计要求：
1）选择控制器与调节阀的作用方式；
2）画出控制系统框图；
3）采用两步整定法整定主、副控制器PID的参数。
求出比例度与衰减振荡周期；
4）按照经验公式且适当修正分别求得主、副控制器的最佳参数值；
5）求出系统的阶跃响应曲线；
6）求出设定值位0时，施加幅值为30%的一次阶跃扰动信号，系统的输出曲线；
7）分析系统特点。
三、设计报告
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料
[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004
[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000
[3] 过程控制教材
指导教师（签字）：
教研室主任（签字）：
批准日期：年月日
目录
一、管式加热炉概述 (1)
1.1管式加热炉在石油工业中的重要性 (1)
1.2管式加热炉的基本构成与组成 (1)
二、管式加热炉温度控制系统工作原理及控制要求 (1)
2.1 管式加热炉出口温度控制系统工作原理 (1)
2.2 管式加热炉出口温度控制系统控制要求 (1)
三、管式加热炉出口温度控系统工艺流程设计 (2)
3.1 管式加热炉出口温度影响因素的扰动分析 (2)
3.2 管式加热炉出口温度控制系统的工艺流程设计 (2)
四、管式加热炉出口温度控系统现场仪表的选型与连线图 (3)
4.1 控制系统中温度检测元件的选型 (3)
4.2 控制系统中变送器的选型 (3)
4.3 控制系统中执行器（调节阀）的选型 (4)
4.4 控制系统中调节器的选型 (5)
4.5 控制系统中的连锁保护与接线图 (5)
五、管式加热炉出口温度串级控制系统分析 (6)
5.1 控制系统方框图与工作过程 (6)
5.2 主、副调节器规律选择 (7)
5.3 主、副调节器正反作用方式确定 (7)
5.4 控制器参数工程整定 (7)
六、管式加热炉出口温度串级控制系统的MATLAB SIMULINK仿真与分析 (8)
6.1传递函数的选择 (8)
6.2系统的参数的选择 (9)
6.3系统的仿真分析 (10)
七、设计体会 (12)
参考文献 (13)。