过程控制系统综合实验系统设计(开题报告)
某高校实验教学综合管理系统的设计与实现的开题报告
某高校实验教学综合管理系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着高校实验教学的不断发展，实验室设备和仪器越来越复杂，而实验教学也愈加重要。
对于高校实验教学的综合管理，传统的手工记录已经无法满足实验教学的需求，需要一套智能化的实验教学综合管理系统来管理学生的实验、教师的指导、实验情况的记录等。
本项目将根据某高校实验教学的实际情况，设计并实现一套实用的实验教学综合管理系统。
二、选题意义1.提高实验教学的效率：通过智能化的管理方式，实验教学管理人员可以更快捷地了解实验情况、管理实验室，有效提高实验教学的效率。
2.保证实验安全：实验教学涉及到大量的实验操作和实验物质，为保证实验安全，需要对实验室进行严格的管理。
本系统在安全管理方面也将提供完善的手段，确保实验过程的安全。
3.提高实验教学的质量：本系统将提供实验教学管理人员实验情况的查询和分析功能，可以对实验的效果进行比较和分析，帮助实验教学管理人员发现实验教学中存在的问题，进一步提高实验教学的质量。
三、项目内容1. 实验室管理模块：对实验室进行管理，包括实验室基本信息、实验室负责人、教师授权等。
2. 学生管理模块：对学生进行管理，包括学生基本信息、实验安排、实验成绩查询等。
3. 实验项目管理模块：对实验项目进行管理，包括实验名称、实验目的、实验步骤、实验讲解等。
4. 实验设备管理模块：对实验设备进行管理，包括设备基本信息、设备状态、设备维护等。
5. 实验安全管理模块：对实验过程中的安全进行管理，包括实验安全规定、安全预警、紧急处理等。
6. 报表管理模块：生成实验教学报表，包括实验人数统计、实验成绩统计、实验设备使用情况统计等。
四、研究方法本项目将采用面向对象的设计思想，结合Java语言开发实验教学综合管理系统。
具体实现过程如下：1. 调研实验室现状，收集用户需求，分析用户需求。
2. 基于用户需求，制定开发计划和需求分析文档。
3. 设计系统界面和流程图，根据用户需求，设计实验教学综合管理系统。
过程控制系统课程设计报告报告实验报告1
过程控制系统课程设计报告报告实验报告成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》名称：单容水箱液位过程控制班级：2011级自动化过程控制方向姓名：学号：目录前言一．过程控制概述 (2)二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3)三．系统组成与工作原理 (5)（一）外部组成 (5)（二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5)（三）其它模块和功能 (8)四．调试过程 (9)（一）P调节 (9)（二）PI调节 (10)（三）PID调节 (11)五．心得体会 (13)前言现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。
首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。
通过对基础训练设施的集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。
其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。
为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。
应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。
第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。
以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
本次工程实践就是针对单容水箱液位进行恒高度控制通过调试，来熟悉THJ-2型高级过程控制实验装置。
通过本次工程实践，来熟悉工业过程控制的工作流程以及其控制原理。
控制系统设计开题报告
控制系统设计开题报告控制系统设计开题报告一、引言在当今科技快速发展的时代背景下，控制系统设计作为一门重要的工程学科，扮演着至关重要的角色。
控制系统的设计能够对各种工业、农业、医疗等领域的自动化过程进行监控和调节，提高生产效率、降低成本、保证产品质量等方面具有重要意义。
本文将就控制系统设计的相关内容进行深入探讨。
二、控制系统设计的基本原理控制系统设计的基本原理包括反馈原理、控制器设计和系统建模等方面。
其中，反馈原理是控制系统设计的核心概念之一。
通过对被控对象的输出信号进行实时监测，并与期望输出进行比较，通过控制器对输入信号进行调节，从而实现对被控对象的控制。
控制器设计则是根据具体的系统需求和性能指标，选择合适的控制器类型和参数，以实现系统的稳定性和性能要求。
而系统建模则是对被控对象进行数学建模，以便于对系统进行分析和设计。
三、控制系统设计的方法控制系统设计的方法主要包括经验法、经典控制理论和现代控制理论等。
经验法是基于设计师的经验和直觉进行设计的方法，适用于简单的系统和问题。
经典控制理论是基于数学模型和传统控制方法进行设计的方法，包括PID控制器、根轨迹法、频域方法等。
现代控制理论则是基于现代数学和控制理论进行设计的方法，包括状态空间法、最优控制、自适应控制等。
根据具体的系统需求和性能指标，可以选择合适的方法进行控制系统设计。
四、控制系统设计的应用领域控制系统设计广泛应用于各个领域，如工业自动化、交通运输、航空航天、医疗设备等。
在工业自动化领域，控制系统设计可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，控制系统设计可以实现交通信号灯的自动控制，优化交通流量和减少交通拥堵。
在航空航天领域，控制系统设计可以实现飞行器的自动导航和稳定控制，保证飞行安全。
在医疗设备领域，控制系统设计可以实现医疗设备的自动监控和调节，提高治疗效果和患者安全。
五、控制系统设计的挑战与发展趋势控制系统设计面临着一些挑战，如复杂系统的建模和控制、多变量系统的优化和鲁棒性等。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告实验报告：过程控制系统一、引言过程控制系统是指对工业过程中的物理、化学、机械等变量进行监控和调节的系统。
它能够实时采集与处理各种信号，根据设定的控制策略对工业过程进行监控与调节，以达到所需的目标。
在工业生产中，过程控制系统起到了至关重要的作用。
本实验旨在了解过程控制系统的基本原理、组成以及操作。
二、实验内容1.过程控制系统的组成及原理；2.过程控制系统的搭建与调节；3.过程控制系统的优化优化。
三、实验步骤1.复习过程控制系统的原理和基本组成；2.使用PLC等软件和硬件搭建简单的过程控制系统；3.设计一个调节过程，如温度控制或液位控制，调节系统的参数；4.通过修改控制算法和调整参数，优化过程控制系统的性能；5.记录实验数据并进行分析。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们搭建了一个温度控制系统，通过控制加热器的功率来调节温度。
在调节过程中，我们使用了PID控制算法，并调整了参数，包括比例、积分和微分。
通过观察实验数据，我们可以看到温度的稳定性随着PID参数的调整而改变。
当PID参数调整合适时，温度能够在设定值附近波动较小，实现了较好的控制效果。
在优化过程中，我们尝试了不同的控制算法和参数，比较了它们的性能差异。
实验结果表明，在一些情况下，改变控制算法和参数可以显著提高过程控制系统的性能。
通过优化，我们实现了更快的响应时间和更小的稳定偏差，提高了系统的稳定性和控制精度。
五、结论与总结通过本次实验，我们了解了过程控制系统的基本原理、组成和操作方法。
我们掌握了搭建过程控制系统、调节参数以及优化性能的技巧。
实验结果表明，合理的控制算法和参数选择可以显著提高过程控制系统的性能，实现更好的控制效果。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
首先，在系统搭建过程中，可能由于设备和软件的限制，无法完全模拟实际的工业过程。
其次，实验涉及到的控制算法和参数调节方法较为简单，在实际工程中可能需要更为复杂和精细的控制策略。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察，深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点，掌握常见的控制算法和参数整定方法，培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器（液位传感器、温度传感器等）、控制器（可编程控制器 PLC 或工业控制计算机）等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量（如温度、压力、液位、流量等）进行自动控制，使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值，将其与设定值进行比较，产生偏差信号，控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量，通过执行机构（如调节阀、电机等）作用于被控对象，从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例（P）控制、积分（I）控制、微分（D）控制及其组合（如 PID 控制）。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验（1）系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上，调节阀与水泵相连，控制器与传感器和调节阀连接，计算机与控制器通信。
（2）参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法（如 PID）的参数等。
（3）系统运行启动水泵，观察液位的变化，通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
（4）数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据，绘制曲线，分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验（1）系统组成与连接类似液位控制系统，将温度传感器安装在加热装置上，调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
（3）运行与数据采集分析启动加热装置，观察温度变化，采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统（1）实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
（2）结果分析稳定性分析：观察液位是否在设定值附近波动，波动范围是否在允许范围内。
快速性分析：计算液位达到设定值所需的时间。
过程控制系统实验报告
《过程控制系统实验报告》院－系：专业：年级：学生姓名：学号：指导教师：2015 年6 月过程控制系统实验报告部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日姓名学号班级成绩实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时课程名称过程控制系统实验与课程设计教材过程控制系统一、实验仪器与设备A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表二、实验要求1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以与震荡曲线。
2、使用比例积分控制进行流量控制，能够得到稳定曲线。
设定不同的积分参数，进行比较。
3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。
设定不同的积分参数，进行比较。
三、实验原理(1)控制系统结构单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P, PI，PD控制器特性。
水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。
被调量为水位H。
使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。
控制策略使用PI、PD、PID调节。
测量或控测量或控制量使用PLC端使用ADAM端四、实验内容与步骤1、编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。
这些步骤不详细介绍。
2、在现场系统上，打开手阀QV-115、QV-106，电磁阀XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。
3、在控制系统上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上。
注意：具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。
对于全连好线的系统，例如DCS，则必须安装已经接线的通道来编程。
4、打开设备电源。
包括变频器电源，设置变频器4-20mA的工作模式，变频器直接驱动水泵P101。
5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。
6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。
实验室综合管理系统的设计与实现的开题报告
实验室综合管理系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义随着科技的不断发展和社会的不断进步，实验室的工作越来越重要，对于科学研究和新产品的开发都扮演着重要的角色。
然而，实验室的管理却面临着许多问题，例如实验室的物资管理、设备管理、人员管理、实验数据的管理等。
这些管理方面的问题给实验室工作带来了不小的困难，影响了实验室工作的效率和质量。
基于这个背景，我们设计并实现了实验室综合管理系统。
该系统能够有效地解决实验室管理中的各种问题，将实验室工作的各个环节整合起来，提高实验室的管理和工作效率。
二、研究目标和内容本课题旨在设计和实现一个实验室综合管理系统，其主要目标有：1. 实验室物资管理：包括物资采购、物资入库、物资出库、物资借还等功能。
2. 实验室设备管理：包括设备管理、设备维修、设备借还等功能。
3. 实验室人员管理：包括实验室人员的信息管理、权限管理、考勤管理等功能。
4. 实验室数据管理：包括实验数据的管理、保存、备份等功能。
该系统的主要内容包括系统设计、数据库设计、系统实现等方面。
三、预期成果完成本项目后，我们预计将得到以下成果：1. 一个实验室综合管理系统，包括上述4个方面的功能。
2. 一个实验室综合管理系统的设计文档和实施文档，包括需求分析、系统设计、系统实现等内容。
3. 对于该系统的成本和效益进行分析，为实验室的管理提供相应的建议和改进措施。
四、研究方法和实验步骤本项目采用以下研究方法：1. 文献综述：通过查找相关文献，了解实验室综合管理系统的相关研究，掌握最新的技术和方法。
2. 调查研究：通过实地调查，深入了解实验室的实际情况和管理问题。
3. 系统分析：通过需求分析、业务流程分析等，掌握实验室各个环节的功能需求。
4. 系统设计：确定系统的技术架构与实现方案，并进行数据库设计和界面设计。
5. 系统实现：包括系统界面的实现和程序开发等。
实验步骤如下：1. 研究和了解实验室的实际情况和管理问题，通过调研和访谈，调查实验室的需求和问题。
步进式加热炉过程控制实验系统设计与开发的开题报告
步进式加热炉过程控制实验系统设计与开发的开题报告一、选题背景和意义步进式加热炉是一种广泛应用于工业生产中的加热设备，其可以对物体进行恒温加热或升温处理。
在许多工业生产中，需要对物体进行恒温加热，以实现其结构或性能的改进。
如，在航空航天、电子、冶金等领域，常常需要对金属材料进行恒温加热，以改变其组织状态或改善其物理性能。
同时，步进式加热炉也广泛应用于实验室中进行物料热处理实验，是实验中最常见的加热设备之一。
本课题选择步进式加热炉为研究对象，旨在设计一种基于单片机技术的步进式加热炉控制系统，能够满足工业生产和实验室中实际需要，限制系统的温度误差和维持设定温度的稳定性，从而提高生产或实验的效率和精度。
同时，本课题的开展可以促进单片机技术在控制系统领域的深入应用，提升我国相关技术的研究水平。
二、研究内容和方案本设计项目计划采用单片机技术设计一个步进式加热炉控制系统。
具体研究内容如下：1. 硬件设计（1）硬件方案设计。
选取各类传感器，根据其性能特点进行电路设计，参考数据手册选取适合的元器件。
（2）硬件电路制板和焊接。
采用EDA软件，进行电路图和PCB图的设计布局和制作，进行电路元器件的焊接和组装。
（3）编写单片机程序。
利用KEIL编译软件，编写C语言单片机程序，并进行仿真测试。
2. 软件设计（1）软件程序设计。
通过调用温度传感器所提供的信号，完成控制系统输出设定温度的调节操作，并根据设定维持设定温度的稳定性。
（2）人机交互界面设计。
设计一个人机交互界面，实现设定温度、实时显示温度、设定温度的调节以及对步进式加热炉的的开关控制。
3. 检测系统性能（1）性能测试。
根据我们所选用传感器的测量范围，在规定的实验环境下进行温度测试，测量系统的测量范围和分辨率范围，确认温度传感器的性能、体现控制系统稳定性的交替温度变化差，控制精度等性能指标。
（2）系统集成测试。
通过对整个控制系统的集成测试，检查系统各模块的协调性和可靠性。
过程质量控制开题报告
过程质量控制开题报告一、研究背景在当前复杂多变的市场经济环境下，企业在生产过程中面临着各种挑战，包括人力资源管理、工艺流程控制、供应链管理等方面的问题。
其中，过程质量控制作为保证产品质量和提高生产效率的重要手段，对企业的持续发展至关重要。
然而，当前企业在过程质量控制方面仍存在诸多问题，如人为失误、设备故障、供应链断裂等情况频发，导致产品质量下降、生产效率低下，进而影响了企业的市场竞争力。
二、研究意义本研究旨在通过深入探讨过程质量控制的关键问题，分析当前企业在过程质量控制方面存在的挑战，提出有效的解决方案，促进企业生产过程的优化和提升。
通过本研究，可以为企业提供科学的过程质量控制方法和策略，帮助企业建立健全的质量管理体系，提高产品质量和生产效率，增强市场竞争力。
三、研究内容本研究将围绕以下内容展开深入探讨：1. 过程质量控制的基本概念和原理：通过分析过程质量控制的基本概念和原理，明确过程质量控制的核心内容和目标。
2. 过程质量控制的关键问题分析：针对当前企业在过程质量控制方面存在的关键问题，进行深入研究分析，并提出改进措施。
3. 过程质量控制方法和策略研究：探讨各种过程质量控制方法和策略的优缺点，总结适用于不同企业情况的最佳实践。
4. 过程质量控制的实施路径和建议：提出过程质量控制的实施路径和建议，指导企业如何有效地落实过程质量控制，提升生产效率。
四、研究方法本研究将采用文献研究、实地调研和案例分析等方法，结合定性和定量分析的手段，深入分析过程质量控制的实际情况和存在问题，提出科学可行的解决方案。
五、预期研究成果通过本研究，预计能够得出以下几点重要成果：1. 深入理解过程质量控制的基本原理和核心要点；2. 发现当前企业在过程质量控制方面存在的关键问题和挑战；3. 提出有效的过程质量控制方法和策略，为企业改进提供参考；4. 探讨过程质量控制的实施路径和建议，指导企业实施。
六、研究计划本研究计划于接下来的数月内，开展文献梳理和实地调研工作，深入了解过程质量控制的相关理论和实践经验，逐步完善研究内容和方法，力求取得实质性的研究成果。
《过程控制系统》实验报告(最新版)
实验一、单容水箱特性的测试一、实验目的1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。
2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系，在平衡状态时Q1-Q2=0 (1)动态时，则有Q1-Q2=dv/dt (2)式中V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与H 的关系为dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3)A 为水箱的底面积。
把式(3)代入式(2)得Q1-Q2=Adh/dt (4)基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为Q1-h/RS=Adh/dt即ARsdh/dt+h=KQ1或写作H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5)式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。
式(5)就是单容水箱的传递函数。
对上式取拉氏反变换得(6)当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当t=T 时，则有h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2-2 所示。
当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。
该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。
如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A 点。
过程控制实验报告
过程控制实验报告实验目的：1.理解进程控制的基本概念和原理；2.掌握进程调度算法的原理和实现方式；3.掌握进程间通信的方法和实现方式。
实验仪器和材料：1.计算机；2. 操作系统（Windows、Linux等）；3.编程语言C或C++。
实验过程：在操作系统的支持下，实现了一个简单的进程调度和通信的模拟程序。
1.进程的创建和管理通过调用操作系统提供的系统调用函数，实现进程的创建和管理。
首先，编写一个创建进程的函数createProcess，该函数通过调用系统调用函数fork创建一个新的进程，并通过调用系统调用函数exec加载并执行一个可执行文件。
创建的进程可以通过调用系统调用函数wait等待其他进程的结束，并通过调用系统调用函数exit退出当前进程。
2.进程调度算法实现了三种常见的进程调度算法：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转算法（RR）。
首先，编写一个函数schedule，该函数根据调度算法从就绪队列中选择一个进程，并调用操作系统提供的系统调用函数进行进程切换。
调度算法的选择通过用户输入进行控制。
3.进程间通信实现了两种常见的进程间通信方法：管道和共享内存。
首先，编写一个函数createPipe，该函数通过调用系统调用函数pipe创建一个管道，用于实现进程间的通信。
然后，编写一个函数createSharedMemory，该函数通过调用系统调用函数shmget创建一块共享内存，用于实现进程间的共享数据。
实验结果：在实验过程中，使用C语言编写了一个模拟进程调度和通信的程序。
通过调用系统调用函数，在操作系统的支持下，成功实现了进程的创建和管理、进程调度算法的实现以及进程间通信的功能。
实验结果显示，不同的进程调度算法对进程执行的顺序和时间有不同的影响；而进程间通信的方法可以实现进程之间的数据交换和共享。
实验总结：通过本次实验，理解了进程控制的基本概念和原理，掌握了进程调度算法和进程间通信的实现方法。
过程控制综合实验报告
过程控制综合实验报告目录1.流量比值控制系统 (2)2.液位和进口流量串级控制 (5)3.流量-液位前馈反馈控制91 流量比值控制系统1.1 流量比值控制系统描述流量比值控制系统控制流程图如图1.1所示:图1.1 流量比值控制流程图流量比值控制测点清单如表1.1所示:表1.1流量比值控制控制测点清单水介质一路（简称为I路）由泵P101（变频器驱动, 手动控制作为给定值）从水箱V104中加压获得压头, 经电磁阀XV-101进入V103, 水流量可通过变频器或者手阀QV-106来调节；另一路（简称为II路）由泵P102从水箱V104加压获得压头, 经由调节阀FV-101.水箱V103.手阀QV-116回流至水箱V104形成水循环, 通过调节阀FV-101调节此路的水流量；其中, I路水流量通过涡轮流量计FT-101测得, II 路水流量通过电磁流量计FT-102测得。
本题为比值调节系统, 调节阀FV-101为操纵变量, FT-102的测量值与FT-101的测量值经除法器运算后结果作为FTC-101的测量值, FT-102是被控变量。
1.2 控制算法和编程这是一个单闭环流量比值控制系统, 流量计FT-101流量与流量计FT-102成比例控制, 如图1.2所示。
1.3 操作过程和调试编写控制器算法程序, 下装调试；编写测试组态工程, 连接控制器, 进行联合调试。
2.在现场系统上, 打开手阀QV-102.QV-105, QV115, QV106, 电磁阀XV101直接打开（面板上DOCOM接24V, XV101接GND）。
3.在控制系统上, 将支路1流量变送器（FT-101）输出连接到控制器AI1, 将支路2流量变送器（FT-102）输出连接到控制器AI0, 变频器控制端连接到AO0, 调节阀FV-101控制端连接到AO1, 且变频器手动控制。
4.打开设备电源, 包括调节阀电源, 变频器电源, 变频器设为外部信号操作模式。
过程控制实验系统设计
设计题目：过程控制实验系统设计设计要求：1.过程控制实验装置由一个实验面板和模块化的仪器、仪表、执行部件、被控对象、快速连接管路等组成，整体结构布局合理，造型美观大方。
2.真实性、直观性、综合性强，控制对象元件全部来源于工业现场。
3.参数全面，涵盖液位、流量、压力、温度等典型的热工量参数。
4.工业自动化仪表实验装置系统设计独特，可方便用户日后升级使用。
5.在工业自动化仪表实验装置中应充分考虑工业自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析。
6.可为学校教师和研究生进行复杂控制系统的计算机控制算法的研究工作提供一个事实。
过程控制实验系统摘要随着工业生产向着大型化、连续化和自动化方向迅速发展，对控制系统的品质也提出了新的更高要求，除了简单过程控制系统以外，各种复杂的、多变量时变随机过程控制系统的研究变的尤为重要。
各工科院校自动化类专业大都开设了过程控制类课程。
但由于理论抽象，与实际结合较困难，所以缺乏较好的实验设施，影响了教学质量和人才培养质量。
因此设计一种将过程控制理论与实践相结合的实验装置尤为重要。
本装置能对温度、压力, 液位, 流量四个典型控制参数进行检测和控制, 各种仪器仪表均采用工控高性能设备，以便能实际的模拟工业控制现场。
该装置可以方便的组合成多种控制实验,还可以通过计算机对系统进行监控，使学生更直观了解控制过程。
[关键词]过程控制；组态王；实验系统Design that owing to the process control experiment systemAbstract With industrial production toward large, continuous and rapid development of the direction of automation, of the quality control system has also set new and higher demands, in addition to simple process control systems, complex, multivariable time-varying random process control system of change is particularly important. Automation of the engineering colleges Specialty most open process control courses. However, as abstract theory, and practice more difficult, the lack of good facilities, affected the quality of teaching and the quality of personnel training. Therefore the design of a process to control theory and practice of combining the experimental device is particularly important.This device can be right temperature, pressure, liquid level, flow control parameters four typical detection and control, various instruments used are high-performance industrial equipment, in order to be able to control the simulation industrial scene. The device can be combined to facilitate the various control experiments, the computer can also monitor and control the system, help students understand more intuitive control process.Key words : process control; Kingview; Experimental System目录摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第1章：绪论 (1)1.1 过程控制系统的发展 (1)1.2 过程控制系统的现状 (1)第2章：过程控制系统总体设计方案 (3)2.1 DDC 系统介绍 (3)2.2 系统的总体结构 (3)2.3 过程控制实验控制方式 (4)2.4 系统智能仪表介绍 (6)第3章：系统的硬件设计 (7)3.1 系统控制对象的设计 (7)3.1.1 水箱 (7)3.1.2 微型锅炉、纯滞后系统 (7)3.1.3 液位、压力传感器 (8)3.1.4 电动调节阀 (8)3.1.5 变频器 (8)3.1.6 水泵 (8)3.2 系统控制台的设计 (8)3.2.1 控制对象及下位机接口图 (9)3.2.2 智能调节器、比例器 (10)3.2.3 牛顿模块 (12)3.3 系统保护装置的设计 (13)3.3.1 漏电保护断路器 (13)3.3.2 交流固体继电器 (14)3.3.3 液位继电器 (15)第4章：系统软件设计 (16)4.1 7000 Utility 介绍 (16)4.1.1 直接数字控制系统 (16)4.1.2 7000Utility 软件功能 (16)4.1.3 7000 Utility 安装 (16)4.2 组态王软件介绍 (17)4.2.1 组态王监控软件简介 (17)4.2.2 组态王运行的硬、软件环境 (18)4.2.3 组态王的安装 (18)4.2.4 人机界面 (20)4.2.5 变量数据库 (21)4.2.6 设备连接 (22)4.2.7 应用程序 (22)第5章：系统的调试 (27)5.1 PID 概述 (27)5.1.1 PID 控制及其工作原理 (27)5.1.2 控制器各项的选择 (27)5.1.3 PID 参数的整定 (28)5.1.4 实际过程中选择PID控制规律 (29)5.2 调试方法 (29)5.2.1 临界比例度法 (29)5.2.2 衰减曲线法 (30)5.3 串级控制系统参数的整定 (31)5.3.1 一般串级控制系统参数的整定步骤 (31)5.3.2 串级控制系统参数的整定具体内容 (32)5.3.3 系统的调试 (34)第6章：系统可行性、可靠性分析 (35)总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附表 1 (39)附表 2 (40)附表 3 (41)第1章绪论1.1过程控制系统的发展自上世纪30年代以来，自动化技术获得了惊人的成就，已在工业和国民经济各行各业起着关键的作用。
DCS系统过程控制功能的设计与实现的开题报告
DCS系统过程控制功能的设计与实现的开题报告一、研究背景随着现代工业的迅猛发展，工业过程的复杂性和高效性对过程控制的要求也越来越高。
作为工业自动化领域中的一项重要技术，DCS（分布式控制系统）越来越受到重视。
DCS系统具有分布式、模块化、集成化、高可靠性等特点，已经成为现代工业过程控制的重要手段。
DCS系统的设计与实现对于提高工业过程控制的精度、稳定性和可靠性有着重要的意义。
二、研究目的本研究的目的是针对DCS系统过程控制功能的设计与实现进行深入研究，旨在探讨DCS系统设计中应该考虑的核心问题和技术实现方案，并对实际生产应用中的DCS系统进行优化和改进，以提高DCS系统的控制效果和应用价值。
三、研究内容（1）DCS系统的设计架构和功能需求分析。
根据实际生产过程的特点，确定DCS系统的设计目标和主要功能，进行系统框架的设计和结构分析，以满足生产过程控制的需求。
（2）DCS系统的模块化设计与开发。
针对不同的生产过程和控制需求，设计并实现DCS系统的各个模块，包括数据采集、处理、控制、报警等模块，实现模块化开发。
（3）DCS系统的数据传输和安全性保障。
设计合理的数据传输方案，确保DCS系统的数据传输稳定可靠。
同时，保障数据的安全性，防止系统被攻击或异常操作。
（4）DCS系统的控制算法和优化。
根据生产过程的特点和控制要求，设计和实现合适的控制算法和优化策略，确保系统具有高效性、精度和稳定性。
四、研究方法本研究采用实验研究和案例研究相结合的方法，首先对DCS系统的设计框架和功能需求进行理论研究和分析，然后基于实际生产过程，设计并实现DCS系统并进行实验验证，进一步优化改进系统设计，最终达到提高工业过程控制的效益和价值的目的。
五、预期成果本研究预期达到以下成果：（1）提出一套基于DCS系统的过程控制解决方案，包括系统架构、控制算法和优化策略等。
（2）实现DCS系统的模块化设计和开发，形成具有优良性能和稳定性的DCS系统。
过程控制系统实验报告
过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。
本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。
实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。
仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。
对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。
学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。
同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。
本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。
由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。
用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。
水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。
二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。
锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。
做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。
加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。
采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。
整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。
为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。
检测上、下二个水箱的液位。
其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。
输出信号：4~20mA DC。
LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。
过程控制系统综合设计报告
过程控制系统综合设计报告班级：姓名：学号：学期：一、实验目的与要求1．掌握DDC控制特点；2．熟悉CS4100实验装置，掌握液位控制系统和温度控制系统构成；3．熟悉智能仪表参数调整方法及各参数含义；4．掌握由CS4100实验装置设计流量比值控制、液位串接控制、液位前馈反馈控制及四水箱解耦控制等设计方法；5．掌握实验测定法建模，并以纯滞后水箱温度控制系统作为工程案例，掌握纯滞后水箱温度控制系统的建模，并用DDC控制方案完成控制算法的设计及系统调试。
以水箱流量比值控制、水箱液位串接控制、水箱液位前馈反馈控制及四水箱解耦控制为被被控对象，完成系统管路设计、电气线路设计、控制方案确定、系统调试、调试结果分析等过程的训练。
以纯滞后水箱作为被控对象，以第二个水箱长滞后温度作为被控量，完成从实验测定法模型建立、管路设计、线路设计、控制方案确定、系统调试、结果分析等过程的训练。
具体要求为：1）检索资料，熟悉传感器、执行器机械结构及工作原理。
2）熟悉CS4100过控实验装置的机械结构，进行管路设计及硬件接线；3）掌握纯滞后水箱温度控制系统数学模型的建立方法，并建立数学模型；4）掌握智能仪表参数调节方法；5）进行控制方案设计，结合具体数学模型，计算系统所能达到性能指标，并通过仿真掌握控制参数的整定方法；6）掌握系统联调的步骤方法，调试参数的记录方法，动态曲线的测定记录方法。
记录实验数据，采用数值处理方法和相关软件对实验数据进行处理并加以分析，记录实验曲线，与理论分析结果对比，得出有意义的结论。
7）撰写实验设计报告、实验报告，具体要求见：（五）实践报告的内容与要求。
二、实验仪器设备与器件1.CS4100过程控制实验装置2.PC机（组态软件）3.P909智能仪表若干三、实验原理分析3.1系统建模综述3.1.1系统建模的概念工业过程的数学模型分为动态数学模型和静态数学模型。
动态数学模型是输出变量与输入变量之间随着时间而变化的动态关系的数学描述。
过程控制工程虚拟实验系统的设计与开发的开题报告
过程控制工程虚拟实验系统的设计与开发的开题报告一、选题背景过程控制工程是现代化工生产的核心部门，是实现自动化生产的重要手段。
为了提高学生对过程控制工程的理论知识和实验技能的掌握程度，虚拟实验技术被广泛应用于过程控制工程实验教学中。
与传统的实验教学相比，虚拟实验系统具有诸多优势，如节约时间和费用成本、增强实验环境的可控性和稳定性等。
由于过程控制工程本身的复杂性和与其他学科的密切关联，使得在虚拟实验系统的设计与开发中涉及到的问题比较复杂。
本课题选取的是过程控制工程虚拟实验系统的设计与开发，旨在探索具有理论指导和实践支持的应用系统。
二、研究目的本课题的研究目的是设计并开发一套过程控制工程虚拟实验系统，主要用于高校过程控制工程实验教学。
具体研究目标如下：1.通过归纳、总结与了解实验教学的现状，确定虚拟实验的设计与开发方向。
2.针对虚拟实验无法涵盖部分实验内容的现状，对过程控制工程实验教学的课程设置与实验内容进行规划和整合。
3.基于Unity3D游戏引擎和C#编程语言，开发过程控制工程虚拟实验系统的应用程序，并实现相应的交互接口和数据存储方案。
4.通过实验室试验和用户调研等方法，评估虚拟实验教学的有效性和可行性，提出进一步改进的建议。
三、研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面：1.过程控制工程实验教学的现状调研与分析通过文献调研和问卷调查等方法，了解我国高等教育中过程控制工程实验教学的现状和存在的问题，对需要涉及到的实验内容和实验参数等信息进行收集和分析，为虚拟实验的设计与开发提供理论基础和实验支持。
2.过程控制工程虚拟实验系统的设计与开发基于Unity3D游戏引擎和C#编程语言，开发一套符合过程控制工程实验特点和要求的虚拟实验系统，包括系统的交互、逻辑和数据存储等方面的实现。
根据实验教学的需要，设计涉及到的实验项目以及实验参数等信息，开发与之对应的用户界面和窗口，以达到对轨迹、曲线、图表等数据可视化的支持，并对系统的开发进行测试和优化。
过程控制系统实习报告
过程控制系统实习报告学院：班级：学号：姓名：小组成员：指导老师：实习日期：1、前言这学期我们主要学习了可编程控制器S7-200，熟悉了plc的编程。
在学期最后的四周时间里，我们进行的是过程控制系统实习。
首先第一周我们用S7-200的实训装置进行实验，本次实习我们主要学习的西门子S7-200系统有小皮带线单元、机械手单元、小车定位单元、小锅炉单元，主要包括PLC与传感器综合实训、PLC与步进电机定位实训。
这些小实验的目的主要是实训前对设备的熟悉，以及编程实现相关功能，以让我们对过程温度控制系统的编程有所了解。
接下来就是用S7-300实现对过程温度控制系统的控制了。
所以我们开始自学S7-300的内容，和同伴一起慢慢摸索，解决问题。
就这样，从零开始用S7-300编程去实现简单功能。
2、S7-200实训介绍西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,主要应用于小型系统中，它的编程软件是STEP 7 MICRO\ WIN第一章小皮带线单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件，各单元之间可以互相通讯。
在系统中采用了大量的气动原件、传感器、步进电机和异步电机等。
CPU226简介:CPU226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
26K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适用于一些复杂的中小型控制系统。
第二章机械手单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件。
在系统中采用了气动元件、电磁阀、传感器、直流电机、继电器等。
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2012.4.16-2012.5.22
各子系统控制程序设计
第10周
2012.4.23-2012.4.29
整体调试运行，综合测试
第11周
2012.4.30-2012.5.13
撰写毕业设计说明书，完成初稿
第12-13周
2012.5.14-2012.5.27
完成毕业设计说明书，答辩准备
第14-15周
3.设计（研究）方案
(1)系统的硬件总体设计
利用上位机IPC对整个系统进行监控，分别用PLC、智能仪器和ADAM模块来完成信号的采集和处理，通过通讯线实现下位机上传数据的采集、显示，并对液位进行控制。
（2）系统的软件总体设计
系统软件设计包括PLC的编程软件STEP7的程序设计和组态王工程设计，实现对A3000水箱液位控制系统监控设计。
除了传统的PID控制系统外，近年来随着智能仪表和PLC以及分布式功能模块的发展，加入智能型控制的系统也得以应用。智能仪表不仅能解决传统仪表不易或不能解决的问题，还能简化仪表电路，提高仪表的可靠性，更容易实现高精度、高性能、多功能的目的。随着科学技术的进一步发展，仪表的智能化程度将越来越高，不但能完成多种物理量的精确显示，同时可以带变送输出、继电器控制输出、通讯、数据保持等多种功能。可编程控制器（PLC）是一种应用广泛的自动控制装置，它将传统的继电气控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合液位控制的要求。为了满足环境监测系统和设备管理系统的要求，ADAM远程I/O模块提供了多样化的适用于多领域的产品，具有强大的网络功能和通讯能力，丰富的分析测量功能，适合宽温度范围操作。
3.课题的研究方法、技术路线、设计（研究）方案：
1.研究方法
本设计的研究主要采用实验研究方法。
2.技术路线
（1）对A3000高级过程控制系统水箱对象特性进行分析研究。
（2）以A3000过程控制系统水箱为控制对象，采用智能仪器完成水箱水位简单控制系统。
（3）以A3000过程控制系统水箱为控制对象，采用PLC完成水箱水位简单控制。
课题主要是通过对A3000高级过程控制系统水箱液位参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象液位的检测方法、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。
课题针对液位控制的特点及实现准确液位控制的意义，以PLC、ADAM现场测控模块、智能仪器，采用远程通信方式，组成一个接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境，构建一个由多种控制方式的过程控制系统。
（4）以ADAM模块为基础，实现水箱水位监控系统的硬件配置，完成远程监控系统设计。
（5）系统软件组态设计,采用组态进行系统各部分软件设计,过程控制系统的软件设计包括界面模块、采样程序模块、程序控制算法模块。
（6）系统整体集成，研究PID调节器的参数对系统性能的影响，设定不同的控制参数进行比较，调试仿真运行。
4.课题的效果预测
1.完成A3000过程控制系统电气原理线路图设计。
2.完成控制程序设计。
3.实验室条件下通过组态王软件完成过程控制系统仿真运行。
5.毕业设计（论文）进度计划
起讫日期
工作内容
备注
2012.2.13-2012.3.11
毕业实习、完成实习报告、英文翻译、文献阅读、整理资料、完成开题报告
第1-4周
毕业设计开题报告
课题：
过程控制系统综合实验系统设计
专业
自动化
学生姓名
******
班级
*******
学号
********
指导教师
******
专业系主任
*******
撰写日期
2012年3月12日
电气工程学院
课题名称：过程控制系统综合实验系统设计
课题类型：（√）应用型（）研究型
1.本课题的意义(本部分字数不小于600字)
在工业生产过程中，液位变量时最常见、最广泛的过程参数之一。在石油工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类流体的液位进行检测和控制。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制。PID控制器问世至今已有70年历史，它以结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为液位控制的主要技术之一。
2.课题的基本内容：
A3000高级过程控制系统包括控制对象单元（包括水箱、电炉）、供电系统、传感器、执行器(包括电动调节阀、变频器及调压器)，可以实现系统远程监控。本课题以PLC、ADAM现场测控模块、智能仪器，采用远程通信方式，组成一个接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境，构建一个多种控制方式的过程控制系统。
2012.5.28-2012.6.3
答辩
第16周
6.开题报告审批意见
指导教师意见：
指导教师（签字）：
年月日
专业系意见：
专业系主任（签字）：
年月日
2012.3.12-2012.3.18
系统总体方案设计与论证、确定初步方案
第5周
2012.3.19-2012.4.1
完成A3000过程控制系统电气原理线路图
第6-7周
2务细化设计，优化设计方案
第8周
2012.4.9-2012.4.15
利用工具软件进行人机界面设计