控制装置与仪表课程设计报告书
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。
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。
过程控制课程设计报告
前言过程控制系统课程设计是测控技术与仪器专业的实践教学环节。
其教学目的是:运用所学专业知识，结合工业生产实际，以仪表控制系统的工程设计为核心,是学生初步了解生产过程检测与控制系统的设计方法、设计规范和设计步骤,并通过实践设计、绘图等环节,培养学生的工程意识，掌握一定的工程设计技能，初步具备独立承接科研课题或工程设计的能力，受到一次工程师的基本训练。
本次过程控制系统课程设计主题为均热炉仪表检测控制系统，要求同学们选用DDZ-III型仪表,实现均热炉温度控制。
整个设计过程大概分为五部分。
首先,查阅资料,整理笔记,了解均热炉的生产工艺及控制要求。
第二步，根据设计要求,初步设计均热炉温度检测控制系统，并绘制系统原则图。
第三步,按要求通过计算选择仪表类型,并绘制系统框图。
第四步，绘制系统接线图。
第五,撰写设计报告。
目录1．概述 (4)1.１均热炉的结构与生产工艺ﻩ41.2均热炉检测控制系统概述 (4)２.均热炉的生产工艺参数与检测控制系统分析ﻩ52.1均热炉工艺参数与检测控制系统分析 (5)２.2仪表选型 ...................................................................................... ６2．3均热炉控制系统分析 . (7)2.3．１双交叉限幅燃烧控制系统ﻩ错误!未定义书签。
２.3．２炉膛压力控制系统ﻩ错误!未定义书签。
2．3.３换热器保护控制系统ﻩ7２.3.４热风超温放散控制系统 (7)２．3.5煤气压力低限报警、切断控制 (8)３.空燃比控制用比值器比值系数的计算及气体流量的温差修正 (8)3.１空燃比控制用比值器比值系数的计算ﻩ83.2热风流量的温度压力修正及乘除器运算系数的计算ﻩ83.３煤气流量的压力修正及乘除器运算系数的计算 (8)4．结束语ﻩ95.参考文献ﻩ错误!未定义书签。
6.指导教师评语………………………………………………………………………………..１０ﻩﻩ1．概述初轧是钢铁工业的一个重要环节。
自动检测技术及仪表控制系统课程设计
摘要本课程设计实验采用的是计算机和三菱Q系列PLC和三菱FR-F740系列变频器来实现控制，实验的目标是通过控泵的出油量来把油罐中的液位控制在设定的高度。
本课程设计实验报告首先对此次试验的主要任务和实现方式做了简要的阐述，之后针对实验要求提出了可行的设计方案并进行了讨论和比较。
我们利用PLC，变频器和电机在实验室构成了单回路的闭环控制系统，并采用了PI算法对PLC编程。
经过了一段时间的学习，通过多次校正和对参数的修改调试，最终实现了稳定运行和液位（转速）控制的在设定值的实验目标。
并将整个过程反映在了本次试验报告中。
程设计是以我们自己的专业课程（过程控制系统）为依托，针对一个特定的设计内容对我们进行完整的控制系统设计训练的教学环节。
使我们通过整个课程设计的过程了解和掌握过程控制系统设计的内容、步骤、规范和方法等。
为将教材中的理论和上课时学习的知识与实际自动化工程提供结合的机会，加深我们对过程控制系统这门课程的理论知识和应用实践的认识。
我们的设计内容包括：控制系统可行性分析，控制原理分析与设计，控制设备选型、系统接线图纸设计，控制系统编程实现以及实验验证等。
我们可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。
关键词：PLC，变频器，自动化，液位控制目录摘要 (Ⅰ)1. 概述 (1)2. 课程设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)3. 理论设计 (3)3.1 方案论证 (3)3.2 系统设计 (7)3.2.1 结构框图及说明 (7)3.2.2 系统原理图及工作原理 (10)3.3 单元电路设计 (10)3.3.1 单元电路工作原理 (10)3.3.2 PID参数选择 (13)4. 系统设计 (15)4.1 软件设计 (15)4.2 编程过程 (17)4.3 编程结果 (18)5. 安装调试 (22)5.1安装调试过程 (22)5.2 故障分析 (23)6. 结论 (27)7. 使用仪器设备清单 (28)8. 收获、体会和建议 (29)9. 参考文献 (30)1概述○1过程控制系统过程控制系统是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
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。
控制仪表课程设计任务书
《控制仪表与装置课程设计》任务书一、学时与学分学时： 2 周总学分：2二、课程设计的目的与任务本课程设计是为《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。
其目的在于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。
课程设计的主要任务是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，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。
三、课程设计的基本要求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。
基本要求如下:1. 掌握变送器功能原理，能选择合理的变送器类型型号；2. 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；3. 掌握PID调节器的功能原理，完成相应的压力、流量、液位及温度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。
4．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，并对其中的一个参数（如温度、压力、流量、液位）设计其控制系统。
四、课程设计的内容包括以下基本内容：1．完成某个实验对象的系统调试实验；2．了解典型工业生产过程（如煤气脱硫工艺过程）的工艺流程和控制要求；3．分别设计典型工业生产过程中相应的压力、流量、液位及温度控制系统（包括控制系统的软硬件的总体设计，如参数检测变送器、控制器、执行器及调节阀的选型和控制算法的程序设计及控制系统参数整定）；4．提交课程设计报告一份，阐述系统设计思想和方案，包括对所选取工业生产过程的工艺分析、控制要求、总体方案设计。
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。
控制仪器与仪表课程设计
控制仪器与仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握控制仪器与仪表的基本原理、结构、性能及应用，培养学生具备控制系统的设计、调试和维护能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解控制仪器与仪表的基本概念、分类和性能指标；（2）掌握控制仪器与仪表的原理、结构及工作方式；（3）熟悉控制系统的设计、调试和维护方法。
2.技能目标：（1）能够分析控制系统的需求，选择合适的控制仪器与仪表；（2）能够根据控制系统的要求，进行控制仪器与仪表的安装、调试和维护；（3）能够运用控制仪器与仪表解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对控制仪器与仪表的兴趣，提高学生学习的积极性；（2）培养学生团队合作精神，提高学生动手实践能力；（3）培养学生具有良好的职业素养，树立正确的工程观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.控制仪器与仪表的基本概念、分类和性能指标；2.控制仪器与仪表的原理、结构及工作方式；3.控制系统的设计、调试和维护方法；4.控制仪器与仪表在工程中的应用案例。
具体安排如下：第1-2课时：控制仪器与仪表的基本概念、分类和性能指标；第3-4课时：控制仪器与仪表的原理、结构及工作方式；第5-6课时：控制系统的设计、调试和维护方法；第7-8课时：控制仪器与仪表在工程中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解控制仪器与仪表的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解控制仪器与仪表在工程中的应用；3.实验法：学生进行实验，使学生亲手操作，提高学生的动手实践能力；4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容的传授和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的《控制仪器与仪表》教材；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动展示控制仪器与仪表的原理和应用；4.实验设备：准备 control instrumentation and meters 实验设备，让学生亲自动手操作。
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。
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。
PLC课程设计实验报告
可编程控制器原理与实践课程设计实验报告**：***班级：自动化1202学号：*************：***2014年11月东华大学信息科学与技术学院目录一、PLC课程设计目的及要求----------------------3二、PLC的技术特点及应用------------------------3三、课程设计内容--------------------------------53.1智能抢答器系统-----------------------------53.1.1控制要求3.1.2I/O编址，梯形图及运行过程分析3.1.3 PLC硬件连接图3.1.4 总结与体会3.2 自动交通灯系统----------------------------93.2.1控制要求3.2.2I/O编址，梯形图及运行过程分析3.2.3 PLC硬件连接图3.2.4 总结与体会3.3 小球分拣器系统----------------------------153.3.1控制要求3.3.2I/O编址，梯形图及运行过程分析3.3.3 PLC硬件连接图3.3.4 总结与体会3.4 电梯模型----------------------------------193.4.1控制要求3.4.2I/O编址，梯形图及运行过程分析3.4.3 PLC硬件连接图3.4.4 总结与体会一、PLC课程设计目的及要求课程设计目的：（1）通过对实际的PLC控制系统的编程训练，提高分析问题、解决问题的能力；（2）熟悉工业生产中PLC的应用和系统构成，了解PLC控制的电路的设计方法。
（3）通过本次课程设计增进实际动手能力的培养。
（4）用PLC实现工件加工模型，四层电梯模型的运动控制和模拟系统的程序设计，掌握编程的一般方法和技巧。
课程设计要求：（1）理解实际系统的运动过程，分解动作过程使之容易编程。
（2）列写PLC控制系统的I/O配置。
（3）画出硬件电路图，实现PLC与控制装置的连线。
自动化仪表课程设计
自动化仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化仪表的基本原理，掌握其工作流程及功能；2. 学会识读自动化仪表的各类图纸，了解其符号表示及电路连接方式；3. 掌握自动化仪表的安装、调试与维护方法，具备实际操作能力。
技能目标：1. 能够运用所学知识对自动化仪表进行选型，并设计简单的自动化控制系统；2. 能够独立完成自动化仪表的安装、调试及故障排查工作；3. 能够运用自动化仪表进行数据采集、处理与分析，为生产过程提供技术支持。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化仪表的兴趣，激发其学习热情，提高自主学习能力；2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力；3. 培养学生严谨的科学态度，使其具备安全生产意识和责任感。
本课程针对高年级学生，结合自动化仪表的学科特点，强调理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生在掌握基本知识的基础上，提高实际操作技能，培养解决实际问题的能力。
通过课程学习，使学生能够适应现代工业生产需求，为我国自动化产业发展贡献力量。
在教学过程中，注重学生个体差异，因材施教，确保课程目标的达成。
同时，注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 自动化仪表基本原理：包括传感器、执行器、控制器等基本组成部分的工作原理及功能；教材章节：第一章 自动化仪表概述2. 自动化仪表识图：学习自动化仪表各类图纸的识读方法，掌握符号表示及电路连接方式；教材章节：第二章 自动化仪表识图3. 自动化仪表选型与安装：介绍自动化仪表的选型原则，讲解安装方法及注意事项；教材章节：第三章 自动化仪表选型与安装4. 自动化仪表调试与维护：学习自动化仪表的调试方法，掌握常见故障排查与维护技巧；教材章节：第四章 自动化仪表调试与维护5. 自动化控制系统设计：结合实际案例，教授自动化仪表在控制系统中的应用与设计；教材章节：第五章 自动化控制系统设计6. 数据采集与处理：介绍自动化仪表在数据采集、处理与分析中的应用，提高实际操作能力；教材章节：第六章 数据采集与处理教学内容安排与进度：1. 自动化仪表基本原理（2课时）2. 自动化仪表识图（2课时）3. 自动化仪表选型与安装（2课时）4. 自动化仪表调试与维护（2课时）5. 自动化控制系统设计（3课时）6. 数据采集与处理（3课时）教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标进行组织。
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控制装置与仪表课程设计课程设计报告( 2012-- 2013年度第二学期)名称：控制装置与仪表课程设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计院系：班级：学号：学生：指导教师：设计周数：一周成绩：日期：2013年7 月5日一、课程设计(综合实验)的目的与要求1.1 目的与要求（1）认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。
（2）了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。
（3）掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。
（4）初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。
1.2设计实验设备KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台11.3 主要容1. 按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA图表示出来。
2 . 组态设计2．1 KMM组态设计以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写KMM的各组态数据表。
2．2 组态实现在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。
3. 控制对象模拟及过程信号的采集根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对象的特性。
将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。
4. 系统调试设计要求进行动态调试。
动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。
由于生产过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设备故障。
动态调试一般包括以下容：1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常；2)检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；3）对控制回路进行在线整定；4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。
二、设计（实验）正文1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1）附图1：引风机炉膛压力系统死区单回路控制系统2.设计步骤2.1．按控制方案设计流程图（附图2）附图2:对如附图1所示的炉膛压力系统死区单回路控制系统，要求对炉膛压力进行单变量定值控制。
炉膛压力经压力变送器测量后，由KMM模入通道送至调节器中。
调节器输出AO1经A/D转换通道控制调节阀，控制炉膛压力。
控制要求：当调节器的给定值SP和测量值PV之偏差超过给定的监视值（15%）时，调节器自动切换至手动（M）方式。
在偏差允许的围（15%），允许切入自动（A）方式。
2.2确定可编程调节器要求输入输出要求：控制系统要求一路模拟量输入（模入）通道输入压力信号，一路模拟量输出（模出）通道输出控制信号控制压力调节阀。
而KMM具有5路模入通道、3路模出通道（其中第一路模出通道AO1可另外同时输出一路4～20mA电流信号），可满足本系统控制要求；控制要求：设计单回路控制系统，采用带死区的PID调节器，使得测量值尽可能快的跟踪给定值变化，且超调量和衰减率满足一定得要求；显示要求：给定值（SP）与测量值（PV）指示表（双针动圈指示表）输出值指示各种指示灯操作要求：给定值和输出值的增减操作2.3设计控制原理图（SAMA图）。
根据控制对象的特性和控制要求，进行常规的控制系统设计。
SAMA图见附图3附图3：2.4绘制KMM组态图并填写KMM控制数据表用所采用的控制仪表制造厂商提供的控制图例和组态方法，在控制装置中实现控制策略。
KMM的组态方式是填表式组态方法，要根据控制要求画出KMM组态图并由组态图按KMM 数据表格式填写控制数据表，为制作用户EPROM作准备。
(1)绘制KMM组态图附图4是根据SAMA图绘制的KMM系统组态图。
附图4：（2）根据KMM组态图填写控制数据表。
KMM组态通过填入以下7个数据表格实现。
①基本数据表PROM管理编号：作芯片记号，指定一个四位数。
运算操作周期：1－100ms；2－200ms；3－300ms；4－400ms；5－500ms。
调节器类型：0－1PID(A/M)1；1－PID(C/A/M)；2－2PID(A/M)；3－2PID(C/A/M)。
上位计算机控制系统：0－无通信；1－有通信（无上位机）；2－有通信（有上位机）。
上位机故障时切换状态：0－MAN方式；1－AUTO方式。
PROM管理编号为组号，由实验顺序给定的；由于我们设计的是单回路控制系统，其他数值均为缺省值。
②输入处理数据表输入使用：0－不用；1－用。
按工程显示小数点位置：0－无小数；1－1位小数；2－2位小数；3－三位小数。
开平方处理：0－直线；0－开平方处理。
开方小信号切除：给AI1～AI5设定的开方信号切除值。
传感器故障诊断：0－无诊断；1－诊断。
我们设计的是单回路控制系统，需要一个输入通道，选择了KMM调节器的AIR2通道作为输入。
传感器故障诊断为无诊断，由于我们的测量信号都是压力信号，不需要进行进行补偿等处理，其他数值均缺省。
③PID数据表PID操作类型：0－常规PID；1－微分先行PID。
PV跟踪：定值跟踪功能，0－无；1－有。
在这次设计中，PID调节器为常规调节方式，所以操作类型为0；设定PID的输入信号由通道2输入，PV输入编号为2。
当调节器的输入偏差超过15%时，系统产生偏差报警。
④折线数据表（该设计中没有对信号进行折线处理，均为缺省值。
⑤可变变量表可使用百分型可变变量20个，时间型可变变量5个。
时间型)百分型数据：缺省值为0.0；给定围为：-699.0～799.9%。
时间型数据：缺省值为0.00min ；给定围为：0.00～99.99min 。
本设计中，PPAR1、PPAR2为调节器输出的高低值限制；PPAR3、PPAR4为DSM模块的偏差限制。
⑥输出处理数据表规定模拟输出信号和数字输出信号从哪个模块引出。
为U0004；输出端AO2为调节器给定信号LSP1，其代码为P0001。
没有使用数字输出。
⑦运算模块数据表用来规定模块的类型及模块相互之间的连接。
根据KMM调节器组态图中各个模块的输入输出，依据运算模块数据表和模块输入端的部信号填写该表的。
KMM调节器组态图中运算模块的编号是按照模块调入顺序给出的。
2.5设计实现被控对象的电路图由运算放大器构成的反馈网络模拟控制对象特性，构成控制系统的模拟控制回路。
系统原理接线图如附图4所示。
附图4：图中实线连线表示已接连线，有三条，分别是KMM（CZ6）端子33－37（禁止外部联锁信号输入）、端子3－4（模拟通道1的电流输出构成闭合回路，以避免产生开路报警信号）和端子1－11（供电电源）。
实验时需检查确认。
弯虚线表示实验时需接连线，按附图4逐条正确连接。
模拟的控制对象采用由两个线性运算放大器构成的一阶滞后反馈环节串连构成，以加大对象的滞后时间。
控制回路中测量值和设定值信号分别送入工业控制信号转换器中的A/D 模拟量输入通道中进行显示和记录。
运算放大器构成的是一阶滞后特性的反馈回路。
运放的反馈网络是电阻和电容的并联，等效阻抗sCRRsCRsCRZffffffff+=+⨯=111，输入网络的等效阻抗11RZ=，这个放大器构成的闭环特性传递函数sCRRRZZsWffff+==1/)(11，设定1RR f=，则sCRsWff+=11)(。
因此，这是一个滞后时间ffCRT=的一阶滞后环节。
设计实验中选取KRR f1001==，μ47=fC，计算得这个滞后环节的滞后时间sT7.4=。
因滞后时间较小，且对象为负对象，故设计中将这样的两个滞后环节和一个比例系数为1的环节串连而成。
工业控制信号转换器是一个数据采集系统。
本设计中输入系统的定值信号和测量值，可完成信号的数据存储、显示、打印等功能。
2.6 掌握KMM程序写入器的使用方法并用程序写入器将数据写入EPROM中。
根据数据表中所填写的代码和数据用KMM程序写入器进行编程。
按表格次序逐项输入数据。
程序输入并检查修改完毕后，按“WRIT”、“ENT”键，将程序写入EPROM中。
写入程序后的EPROM移插到KMM调节器的用户EPROM中，即可进行整机和系统调试工作。
KMM程序写入器的操作：程序写入器具有制作可编程调节器的用户PROM所需要的全部功能，还能够打印出程序的容并具有程序写入器本身的自诊断功能。
其显示部分由两排数码管显示信息，上排数码管显示控制代码及数据，其全部格式见下图所示。
代码2：表示详细项目代码1：表示运算式编号、输入编号、折线编号等：基本数据：输入处理数据：PID运算数据：折线数据：可变参数：输出处理数据：运算单元（1#）~：运算单元（2#）下排数码管给出数据填写过程中的提示信息或出错代码。
控制代码及数据的容填写由键盘控制。
我们先输入C333+ENT，用来检查所用的芯片是否擦除干净，若没有擦除干净，下排数码管显示“ERROR21”，需要换用其他芯片。
按照上面给出的数据顺序顺入到数据写入器。
没有写的数据默认为缺省值。
当写入完成后，检查写入数据是否正确。
若有错，更正错误。
然后，按WRITE键将程序写入器RAM中写好的数据写入我们所用的PROM中。
完成数据写入工作。
利用数据写入器写入数据如下：.F001-01-01-0864F002-02-01-1F002-02-02-2F002-02-03-0.00F002-02-04-99.99F002-02-15-0F003-01-02-2F003-01-04-0 F003-01-14-15.0 F005-01-01-0.0F005-01-02-100.0F005-01-03-15.0 F005-01-04-0.0 F006-01-01-U0004 F006-01-02-P0001 F101-20-H1-P0001 F101-20-H2-P0402 F101-20-P1-U0004 F101-20-P2-P0502 F102-11-H1-U0001 F102-11-H2-P0101 F103-13-H1-U0002 F103-13-H2-P0102 F104-19-H1-U0003 F105-16-H1-P0001 F105-16-H2-P0402 F105-16-P1-P0103F105-16-P2-P0104 F106-30-H1-U0005 F107-28-H1-P1001 F107-28-H2-U0005 F108-27-H1-P1002 F108-27-H2-U0006 F109-45-H1-P0502 F109-45-H2-U0007 F109-45-P1-U0008F109-45-P2-P05022.7.进行控制参数调整，对控制系统各项功能进行模拟测试并记录定值扰动控制曲线。
实验前，用MATLAB对本次实验中设计的对象进行了仿真实验，调节器采用PI调节。