过程控制课程设计报告书
过程控制工程课程设计报告书
过程控制工程课程设计任务书设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10姓名：毛磊班级：自动化0201学号：05号南京工业大学自动化学院2006年3月1.课程设计内容：学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。
1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设计题目，每1-3人/组；2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图；3)绘制控制系统原有的控制回路；4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软件，对控制系统进行组态；5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态；6)调节控制参数，使性能指标达到要求；7)写出设计工作小结。
对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获。
2. 进度安排（时间3周）1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的控制回路；2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软件，对控制系统进行组态；3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态；调节控制参数，使性能指标达到要求；4)第3周(4) 书写课程设计说明书5)第3周(5) 演示、答辩过程控制工程课程设计报告书课程设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10姓名：毛磊班级：自动化0201学号：05号南京工业大学自动化学院2006年3月四、课程设计内容（包括：现场的实际过程控制策略、以及相应的组态软件介绍，针对具体被控对象，设计4-5个简单回路和至少包含一个复杂控制系统的控制策略，并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果，写出设计说明书。
过程控制课程设计报告
过程控制课程设计报告设计题目：液氨蒸发器温度控制器设计学号：110210124姓名：王希进指导教师：谢玮信息与电气工程学院二零一四年十一月液氨蒸发器温度控制器设计1. 设计任务液氨蒸发器主、副对象的传递函数分别为:主、副扰动通道的传递函数分别为:试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统，具体要求如下：1） 分别进行控制方案设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定，给出相应的 闭环系统原理图；2） 进行仿真实验，分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能（包括一次扰动和二 次扰动）；3） 说明不同控制方案对系统的影响。
2. 整体方案设计2.1单回路控制系统选择液氨蒸发器是一个换热设备。
它是利用液氨的汽化需要吸收大量热量，以此 来冷却流经管内的被冷物料。
工业过程的输入变量有两类：控制变量和扰动变量。
其中，干扰时客观存在 的，它是影响系统平稳操作的因素，而操纵变量是克服干扰的影响，使控制系统 重新稳定运行的因素。
操纵变量的基本原则为：选择对所选定的被控变量影响较 大的输入变量作为操纵变量；在以上前提下，选择变化范围较大的输入变量作为 控制变量，以便易于控制；在前面的基础上选择对被控变量作用效应较快的输入 变量作为控制变量，使控制系统响应较快；液氨流量方便控制，且对温度的影响 较大，故选择液氨流量作为操纵变量。
2.2串级控制系统选择串级控制系统选择主变量时要遵循以下原则：在条件许可的情况下，首先应 尽量选择能直接反应控制目的的参数为主变量； 其次要选择与控制目的有某种单 值对应关系的间接单数作为主变量；所选的主变量必须有足够的变化灵敏度。
故在本系统中选择物料温度作为主变量。
G oi (s) 1 (20s 1)(30s 1) G 02 (s) 1 0.1se 0.2s 1 G f1(s) 10.2s 1 G f2(s) 1副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。
副变量的选择应遵循以下原则：应使主要干扰和更多的干扰落入副回路；应使主、副对象的时间常数匹配；应考虑工艺上的合理性、可能性和经济型。
过程控制设计报告
星期二、三了解串级控制系统原理
星期四 、星期五设计串级控制系统
第二周
星期一、单回路系统仿真设计
星期二、串级系统仿真设计
星期三、单回路系统与串级系统性能比较
星期四、写说明书
星期五、上午：写说明书，整理资料
下午：交设计资料，答辩
参 考 文 献
过程控制与SIMULINK应用
湖南工程学院
课程设计
课程名称过程控制
课题名称串级控制系统仿真设计
专业
班级
学号
姓名
指导教师
200年月日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称过程控制
课题串级控制系统仿真设计
专业班级
学生姓名
学号
指导老师
审批
任务书下达日期200年月日
任务完成日期200年月日
设计内容与设计要求
设计内容：
某隧道窑炉系统，考虑将燃烧室温度作为副变量，烧成温度为主变量，燃烧室温度为副变量的串级控制系统中主、副对象的传递函数分别为：
说 明 书 格 式
1.课程设计任务书
2.目录
3.系统总体方案选择与说明
4.结果与必要的调试说明
7.使用说明
8.程序清单
10、总结
11、参考文献
附录
附录A 系统原理图
附录B 程序清单
进 度 安 排
设计时间为两周
第一周
星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍
G01(s)=1/(30s+1)(3s+1);g02(s)=1/((10s+1)(s+1)^2);
主控制器采用比例积分控制，副控制器采用比例控制
设计要求：
过程控制课设报告
过程控制课设报告课程设计报告(2015—2016年度第二学期)名称：过程控制课程设计题目：电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：指导老师：张建华老师设计周数： 1 周日期：2016年6月24日设计正文：1．控制系统的基本任务和要求过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以致烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热蒸汽的温度上限不能高于其额定值+5℃。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，汽温每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
所以，过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。
以600MW机组国产直流锅炉为例，其过热蒸汽温度额定值为541℃（主汽压力为17.3MPa），在负荷为额定值的60%~100%范围内变化时，过热蒸汽温度不超过额定值的-10~+5,长期偏差不允许超过±5℃。
为了防止过快的蒸汽温度变化速率造成某些高温工作不部件产生较大的热应力，还对温度变化速率进行限制，一般限制在3℃/min内。
本次课程设计以600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统为例：某电厂600MW 汽包锅炉过热蒸汽温度是通过喷水减温来实现对温度的自动调节。
已知该系统减温水流量W和过热蒸汽流量D可通过加装流量计进行检测，电动调节阀的开度可根据控制器输出值自动调整。
其动态特性如下：设计相应的自动控制系统保证过热蒸汽温度为给定值，即该系统既能消除来自减温水及燃烧侧等内扰的影响，又能完全消除来自过热蒸汽流量D变化等外部扰动对过热蒸汽温度的影响。
2．被控对象动态特性分析（1)、影响过热蒸汽温度的因素：①蒸汽流量（负荷）扰动；②烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）；③减温水流量扰动。
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。
过程控制系统课程设计报告
~过程控制系统课程设计报告·题目：温度控制系统设计姓名：学号：班级：指导教师：`)温度控制系统设计一、设计任务设计电热水壶度控制系统方案，使系统满足85度至95度热饮需要。
二、预期实现目标通过按键设定温度，使系统水温最终稳定在设定温度，达到控制目标。
(三、设计方案（一）系统数学模型的建立要分析一个系统的动态特性，首要的工作就是建立合理、适用的数学模型，这也是控制系统分析过程中最为重要的内容。
数学模型时所研究系统的动态特性的数学表达式，或者更具体的说，是系统输入作用与输出作用之间的数学关系。
在本系统中，被控量是温度。
被控对象是由不锈钢水壶、2Kw电加热丝组成的电热壶。
在实验室，给水壶注入一定量的水，将温度传感器放入水中，以最大功率加热水壶，每隔30s采样一次系统温度，记录温度值。
在整个实验过程中，水量是不变的。
经过试验，得到下表所示的时间-温度表：表1 采样时间和对应的温度值采样时间t 8 》910 11 12 13 温度值℃64·7279869398以采样时间和对应的温度值在坐标轴上绘制时间-温度曲线，得到图1所示的曲线： <图1 时间-温度曲线采用实验法——阶跃响应曲线法对温箱系统进行建模。
将被控过程的输入量作一阶跃变化，同时记录其输出量随时间而变化的曲线，称为阶跃响应曲线。
从上图可以看出输出温度值的变化规律与带延迟的一阶惯性环节的阶跃曲线相似。
因此我们选用()1ske G s Ts τ-=+（式中：k 为放大系数；T 为过程时间常数；τ为纯滞后时间）作为内胆温度系统的数学模型结构。
（1）k 的求法：k 可以用下式求得：()(0)y y k x ∞-=（x ：输入的阶跃信号幅值）]（2）过程时间常数T 和滞后时间τ可用两点法求得：T=)](1ln[)](1ln[2*1*12t y t y t t ---- τ=)](1ln[)](1ln[)](1ln[)](1ln[2*1*2*11*2t y t y t y t t y t ------ 选取系统终值100℃，t 1=90s ，对应)(1*t y =，t 2=300s ，对应)(2*t y =得到K=，T=, τ=系统开环传递函数：K=11388.0+S^（二）基于MATLAB 的PID 仿真(1)PID 控制算法目前大部分温度控制器还是采用PID 控制算法，PID 控制是比例—积分—微分控制，PID 控制是最早发展起来的、应用领域至今仍然广泛的控制策略之一。
华北电力大学过程控制课设报告
课程设计(综合实验)报告( ２0１4 －- 2０１5 年度第2学期)名称：过程控制技术与系统课程设计题目：汽包锅炉三冲量给水控制系统设计院系: 控制与计算机工程学院班级: 自动化学号:学生姓名：指导教师:设计周数：一周成绩:日期:年月日一、控制系统的基本任务和要求汽包水位是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标,水位过高会导致蒸汽带水进入过热器,并在过热管内结垢,影响传热效率，严重的将引起过热器爆管;水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环引起水冷壁局部过热而爆管。
高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大,而汽包的体积相对来说较小，水位的时间常数很小。
大容量锅炉若给水不及时,数秒之内就可能达到危险水位,所以锅炉汽包水位的控制显得非常重要。
因此,必须采取有效、精确的自动调节,严格控制汽包水位在规定范围内。
影响汽包水位变化的因素很多，如燃煤量、给水量和蒸汽流量。
燃煤量对水位变化的影响是比较缓慢的,容易克服。
因此,主要考虑给水量和蒸汽流量对水位的影响。
本设计的主要任务即是保证给水流量W和主蒸汽流量D保持平衡，维持汽包水位Ｈ在较小范围内波动。
二、被控对象动态特性分析做各种主要影响因素的阶跃扰动,记录并分析汽包水位的响应曲线1)给水扰动Simulink中系统连接图如下:运行结果如下：由被控对象在给水量扰动下的水位阶跃响应曲线,可以看出该被控对象无自平衡能力,且有较大的迟延,可近似的看作积分环节和迟延环节的串联，因此应采用串级控制,将给水流量的扰动消除在采用带比例作用的副调节回路中，以保证系统的稳定性。
2)蒸汽流量扰动Ｓｉmulｉnk中系统连接图如下:运行结果如下：由仿真结果看出对象在蒸发量D扰动下,水位阶跃反应曲线有一段上升的过程,表现有“虚假水位”现象，(出现虚假水位现象的原因：当负荷突然增加,蒸汽流量增加,汽包的压强变小，导致水气化,导致水位升高,同样的,当负荷突然减小，蒸汽流量减小，汽包的压强变大，导致水中气泡液化，水位降低，这两种情况都会出现虚假水位现象。
过程控制系统课程设计报告
过程控制系统课程设计报告题目：温度控制系统设计姓名：学号：班级：指导教师：温度控制系统设计一、设计任务设计电热水壶度控制系统方案，使系统满足85度至95度热饮需要。
二、预期实现目标通过按键设定温度，使系统水温最终稳定在设定温度，达到控制目标。
三、设计方案（一）系统数学模型的建立要分析一个系统的动态特性，首要的工作就是建立合理、适用的数学模型，这也是控制系统分析过程中最为重要的内容。
数学模型时所研究系统的动态特性的数学表达式，或者更具体的说，是系统输入作用与输出作用之间的数学关系。
在本系统中，被控量是温度。
被控对象是由不锈钢水壶、2Kw电加热丝组成的电热壶。
在实验室，给水壶注入一定量的水，将温度传感器放入水中，以最大功率加热水壶，每隔30s采样一次系统温度，记录温度值。
在整个实验过程中，水量是不变的。
经过试验，得到下表所示的时间-温度表：表1 采样时间和对应的温度值以采样时间和对应的温度值在坐标轴上绘制时间-温度曲线，得到图1所示的曲线：图1 时间-温度曲线采用实验法——阶跃响应曲线法对温箱系统进行建模。
将被控过程的输入量作一阶跃变化，同时记录其输出量随时间而变化的曲线，称为阶跃响应曲线。
从上图可以看出输出温度值的变化规律与带延迟的一阶惯性环节的阶跃曲线相似。
因此我们选用()1ske G s Ts τ-=+（式中：k 为放大系数；T 为过程时间常数；τ为纯滞后时间）作为内胆温度系统的数学模型结构。
（1）k 的求法：k 可以用下式求得：()(0)y y k x ∞-=（x ：输入的阶跃信号幅值）（2）过程时间常数T 和滞后时间τ可用两点法求得：T=)](1ln[)](1ln[2*1*12t y t y t t ----τ=)](1ln[)](1ln[)](1ln[)](1ln[2*1*2*11*2t y t y t y t t y t ------选取系统终值100℃，t 1=90s ，对应)(1*t y =0.36，t 2=300s ，对应)(2*t y =0.86得到K=0.8，T=138.1, τ=28.3系统开环传递函数：K=11388.0+S（二）基于MATLAB 的PID 仿真(1)PID 控制算法目前大部分温度控制器还是采用PID 控制算法，PID 控制是比例—积分—微分控制，PID 控制是最早发展起来的、应用领域至今仍然广泛的控制策略之一。
过程控制课程设计报告书.甘
目录一、概述-----------------------------------------------------------------------2 1．1工业锅炉概述----------------------------------------------------------------2 1．2国内工业锅炉发展状况--------------------------------------------------------2 1．3国外工业锅炉发展状况--------------------------------------------------------2 1．4工业锅炉的调节任务----------------------------------------------------------2 二、工业锅炉控制系统的基本任务和要求--------------------------------------------3 2．1给水控制系统----------------------------------------------------------------3 2．2过热蒸汽温度的调节系统------------------------------------------------------3 2．3燃烧调节系统----------------------------------------------------------------3 2．4锅炉的主要设计参数----------------------------------------------------------4 三、工业锅炉自动控制系统方案的设计----------------------------------------------4 3．1给水控制系统----------------------------------------------------------------4 3．1．1 锅炉汽包给水控制对象的特点3．1．2锅炉汽包给水控制对象的动态特性3．1．3测量给水控制系统仪表的选择3．1．4给水控制系统的设计3．1．5给水控制系统的工作原理及SAMA图3．2过热蒸汽温度的调节系统-----------------------------------------------------10 3．2．1过热蒸汽温度的调节系统对象的动态特性3．2．2测量过热蒸汽温度仪表的选择3．2．3过热蒸汽温度的调节系统的设计3．2．4过热蒸汽温度串级控制系统的工作原理3．3燃烧调节系统---------------------------------------------------------------12 3．3．1燃烧调节系统的对象动态特性3．3．2测量燃烧调节系统仪表的选择3．3．3燃烧调节系统的设计3．3．4燃烧控制系统的工作原理及炉膛负压子系统的SAMA图四、锅炉的报警系统-------------------------------------------------------------17五、工业锅炉热工控制系统流程图-------------------------------------------------17六、设计小结-------------------------------------------------------------------18七、参考文献-------------------------------------------------------------------18八、附页-----------------------------------------------------------------------19一、概述1．1工业锅炉概述锅炉由汽锅和炉子组成。
过程控制课程设计报告
过程控制课程设计报告一、课程设计目的：1.熟识并娴熟掌控组态王软件；2.通过组态王软件的运用，进一步掌控了解过程掌握理论基础知识；3.了解典型工业生产过程(锅炉设备)的工艺流程和掌握要求；4.加强对课堂理论知识的理解与综合应用技能，提高解决实际工程问题的技能；5.培育自主查找资料、收索信息的技能以及实践动手技能与合作精神。
二、组态王简介：“组态王”是运行于 Microsoft Windows 200/NT4.0.*P 中文平台的中文界面软件，充分利用了 windows 图形功能完备、界面全都性好、易学易用的特点，并且采纳了多线程。
COM 组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定牢靠。
“组态王”软件包括由工程浏览器(TouchE*plorer) 、工程管理器 (Proj-Manager)和画面运行系统〔TouchVew〕三大部分组成。
在工程阅览中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库构造、定义外部设备等工作；工程管理器中内嵌了画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。
画面的开发和运行由工程阅览器调用画面制作系统 touchMak 和运行系统 touchVew 来完成。
三、锅炉设备的的掌握原理及工艺流程：锅炉是过程工业中不可缺少的动力设备，它所产生的蒸汽不仅能够为蒸馏、化学反应、干燥、蒸发等过程提供热源，而且，还可以作为风机、压缩机、泵类驱动透平的动力源。
随着石油化学工业生产规模不断强化，生产设备不断革新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高参数、高效率方向进展。
为确保安全，稳定生产，对锅炉设备的自动掌握就显得非常重要。
为实现调整任务，将锅炉设备掌握划分为假设干个掌握系统，主要掌握系统有：〔1〕给水自动掌握系统〔即锅炉汽包水位的掌握〕操纵变量是给水流量，它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应蒸汽量，维持汽包中水位在工艺允许范围内。
维持汽包中水位在给定范围内是保证锅炉、汽轮机安全运行的须要条件，使锅炉正常运行的主要标识之一。
过程控制课程设计报告
过程控制课程设计报告-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN过程控制与自动化仪表课程设计报告实验名称：调节规律对单容液位控制系统的影响专业：测控技术与仪器班级：组员：指导老师：目录目录 (3)一、设计目的 (4)二、设计原理 (4)三、设计过程 (5)四、设计数据 (6)五、设计数据分析： (9)六、设计总结 (9)一、设计目的1、通过实验熟悉过程控课程实验方法以及单回路反馈控制系统的组成和工作原理。
2、研究系统分别用P、PI和PID调节器时的阶跃响应。
3定性地分析P、PI和PID调节器的参数变化对系统性能的影响。
二、设计原理单容液位控制系统原理单容液位控制系统是一个单回路反馈控制系统，它的控制任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度；并减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
单回路控制系统由于结构简单、投资省、操作方便、且能满足一般生产过程的要求，故它在过程控制中得到广泛地应用。
当一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数的选择有着很大的关系。
合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。
反之，控制器参数选择得不合适，则会导致控制质量变坏，甚至会使系统不能正常工作。
因此，当一个单回路系统组成以后，如何整定好控制器的参数是一个很重要的实际问题。
PID控制调节在工程实际中，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，又称PID调节。
其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要和可靠的技术工具。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它设计技术难以使用，系统的控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
比例调节(P) 一种简单控制方式，，其输入与输出偏差信号的积分成比例关系。
系统一旦出现了偏差，比例环节就立即进行反应来减少偏差。
比例调节的作用设置的越大，调节的速度就越快；但比例作用过大时，会使系统的稳定性下降。
过程控制系统课程设计报告
1.概述课程设计的目的了解具体过程控制系统设计的基本步骤和方法，加深对过程控制系统基本原理的理解和对S7-300PLC与S7-200PLC编程的实际应用能力，培养运用WINCC组态软件和计算机设计过程控制系统的实际能力。
课程设计的内容用S7-300PLC与S7-200PLC主-从站进行单回路流量过程控制。
要实现的目标（1）明确控制要求，设计出系统结构图、方框图、电气接线图、程序流程图等。
（2）S7-200PLC从站程序设计①采用模块程序设计，控制程序包括主程序OB1、子程序SBR_0和中断程序INT_0。
②流量给定700升。
③采用定时中断SMB35，来调用流量采样定时中断程序INT_0，把实时检测的管路流量反馈到S7-200PLC的模拟量输入口，与流量给定量进行比较算出误差e。
④采用指令系统中的PID控制算法，整定好PID参数，计算出的实时控制量通过S7-200PLC的模拟量输出口输出，来控制电动执行器和阀门的开度。
⑤所有信号要转换为4-20mACD信号，并与流量物理量0-2500升建立对应关系。
⑥采用状态表进行各变量的监视与修改，系统有启动、停止按钮操作功能。
（3）S7-300PLC主站程序设计①要求采用SFC14和SFC15指令进行主-从站的数据交换，通过S7-300PLC 主站进行写操作（如系统启动/停止等），并能读取S7-200PLC从站的参数；S7-200PLC能接受S7-300PLC主站的指令；实现主-从站读/写（接收/发送）操作。
（4）性能指标要求无超调量，稳态误差为3%，加随机扰动能克服掉。
（5）上位监控要求：采用WINCC上位监控软件，设计出单回路流量一阶的上位监控系统，包括建立通讯，数据变库组态、工艺图形组态、数据组态与显示、趋势组态与显示、报表组态与显示等功能。
2.S7-300PLC与200PLC主-从站单回路流量系统硬件设计方案2.1主-从站单回路流量过程控制系统硬件组成原理该实验过程控制系统的控制器选用S7—300PLC作为主站控制器，由电源模块307—1BA00—00AA00、CPU模块315—2AG10—0AB0、模拟量输入模块331—5HF02—0AB0、模拟量输出模块332—5HF02—0AB0、数字量输入/输出模块323—1BH01—0AA0组成，PC机与300PLC采用MPI(CP5611)通讯。
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。
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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
过程控制系统课程设计报告.doc
目录第一章概述 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 具体任务 (1)1.3 氧化铝生产的意义 (2)第二章氧化铝高压溶出工序介绍 (3)2.1 铝工业的国内外现状 (3)2.2 氧化铝生产过程 (4)2.3 高压溶出工序 (9)第三章氧化铝高压溶出工序生产设备及控制要求 (12)3.1 双程预热器 (12)3.2 溶出器 (12)3.3 自蒸发器 (13)3.4 蒸汽缓冲器 (14)第四章氧化铝高压溶出工序3#溶出器温度控制系统设计 (16)4.1 方案论证 (16)4.2 硬件设计 (17)4.3 控制算法 (20)4.4 软件设计 (21)第五章总结 (24)5.1 方案评价及改进方向 (24)5.2 收获及体会 (24)参考文献 (26)第一章概述现代工业生产过程，随着生产规模的不断扩大，生产过程的强化，对产品质量的严格要求，以及各公司的激烈竞争，人工操作与控制已远远不能满足现代化生产的要求，工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备，因为，它是保证现代企业安全、优化、低功耗和高效益生产的主要技术手段。
由于工业生产过程各种各样而且非常复杂，工业生产过程可分连续的生产过程和离散的生产过程。
因此，在设计工业生产过程控制系统时，必须花大量的时间和精力了解该工业生产过程的基本原理、操作过程和过程特性，这是设计和实现一个工业生产过程控制系统的首要条件。
工业生产过程由简单到复杂，规模由小到大。
至今，已有各种各样的生产工业过程，生产出各种各样的产品满足人们的生活需要。
作为工业生产过程的一部分的工业过程控制系统也在不断发展和提高。
在工业生产过程中，通常需要测量和控制变量有：温度、压力、流量、物位（液位）、物质成分和物性（PH值）等。
1.1 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，只有这样才能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。
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目录检测技术与过程控制设计任务书 (2)系统概况： (2)系统参数 (2)要求： (2)检测技术与过程控制设计报告 (4)SIMULINK简介 (4)设计原理图 (4)系统参数 (5)仿真 (5)调节器参数整定 (10)检测技术与过程控制设计任务书题目C：某温度控制系统的MATLAB仿真系统概况：设某温度控制系统方块图如图：图中G c(s)、G v(s)、G o(s)、G m(s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数；电动温度变送器测量范围（量程）为50～100O C.调节器输出信号为4～20mA。
G f(s)为干扰通道的传递函数。
系统参数要求：1、验证性仿真（1）分别建立仿真结构图.进行以下仿真.并求出主要性能指标：①控制器为比例控制.其比例度分别为δ＝10％、20％、50％、100％、200％时.系统广义对象输出z(t)的过渡过程；②控制器为比例积分控制.其比例度δ＝20％.积分时间分别为TI＝1min、3min、5min、10min时.z(t)的过渡过程；③控制器为比例积分微分控制.其比例度δ＝10％.积分时间TI＝5min.微分时间TD = 0.2min时.z(t)的过渡过程。
（2）对以上仿真结果进行分析比对.得出结论。
2、调节器参数整定分别针对PI、PID控制规律.采用稳定边界法.基于MATLAB仿真整定调节器3、撰写设计报告。
【注】：调节器比例带δ的说明比例控制规律的输出p(t)与输入偏差信号e(t)之间的关系为式中.K c叫作控制器的比例系数。
在过程控制仪表中.一般用比例度δ来表示比例控制作用的强弱。
比例度δ定义为式中.(z max-z min)为控制器输入信号的变化范围.即量程；(p max-p min)为控制器输出信号的变化范围。
检测技术与过程控制设计报告SIMULINK简介SIMULINK是MATLAB下的一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
它支持连续、离散、及两者混合的线性和非线性系统.同时也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速率的系统仿真。
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过程控制系统课程设计报告书过程控制系统课程设计报告书课设小组:第四小组目录摘要 1第一章课程设计任务及说明 21.1课程设计题目 21.2 课程设计内容 31.2.1 设计前期工作 31.2.2 设计工作 4第二章设计过程 42.1符号介绍 42.2水箱液位定制控制系统被控对象动态分析 62.3压力定制控制系统被控对象动态分析72.4串级控制系统被控对象动态分析7第三章压力 P2 定值调节83.1 压力定值控制系统原理图83.2 压力定值控制系统工艺流程图 8第四章水箱液位L1定值调节94.1 水箱液位控制系统原理图94.2 水箱液位控制系统工艺流程图 9第五章锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图105.1串级控制系统原理图105.2串级控制系统工艺流程图11第六章控制仪表的选型126.1 仪表选型表126.2现场仪表说明136.3 DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表14 第七章控制回路方框图15总结15参考文献16摘要过程控制课程设计是过程控制课程的一个重要组成部分。
通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习,培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力,完成工程师基本技能训练。
使学生在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
关键词:过程控制设计 DCS第一章课程设计任务及说明1.1课程设计题目:附图为某过程控制实验装置的P&ID图,该图为一示意图,并不完全符合规范。
根据该图,请完成以下任务:不完全符合规范的P&ID图1、指出该图不符合“自控专业工程设计用图形符号和文字代号(HG/T20637.2)”的地方。
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目录一、设计任务书 2二、设计目标及任务3三、工艺流程图4四、设计说明与图纸1、供热热水锅炉测控系统方案设计图 62、设备选型表73、仪表盘正面布置图94、仪表盘后接线图105、端子接线图116、仪表供电系统设计图12五、心得体会13六、参考文献13大连工业大学课程设计（论文）任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字：2012年11月25 日二、设计目标及任务1、设计目标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。
1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。
2保证住宅供暖室内温度。
控制回水温度。
3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。
三、工艺流程图燃煤锅炉工艺流程图首先由磨煤机将煤磨制成粉。
煤粉由空气携带通过装在炉墙上的燃烧器送入炉膛中燃烧。
在火焰中心处的气体温度达到1500～1600℃。
锅炉的蒸发受热面装在炉膛的内壁上，组成水冷壁，吸收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量，使炉膛出口处烟气温度降低到1000～1150℃。
后墙水冷壁的上部分（在水平烟道进口）组成排列较稀的数列凝渣管，以防止结渣。
为防止锅炉受热面上积灰或结渣，还使用吹灰器。
过热器位于水平烟道中，它的作用是把从锅筒出来的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，目的是提高电站的经济性。
烟气通过过热器后温度降低到500～600℃,然后进入尾部烟道。
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过程控制课程设计设计题目：贮槽液位控制系统设计学院：电气工程学院专业班级：自动化2012级3班小组成员：叶荣荣1202100509戴忻蓓1202100504刘悦1202100535陈婷婷1202100511指导老师：徐辰华老师日期：2015 年7月4日摘要日新月异的自动化技术为传统产业的改造、生产水平的提高和产品更新换代注入了强大活力。
微电子技术和计算机、通信、网络技术的崛起，给自动化技术假期了腾飞的双翼，成为当代发展最快、影响最大、最引人注目的高技术之一，在百花争艳的信息化舞台上都灵风少。
现在，自动化技术不仅渗透于国民经济各行各业，对社会、经济、文化、军事、科技等各个领域都有着深刻的影响，而且正悄然地改变着人们的生产、工作、生活乃至思维方式。
在现代工业生产过程中，随着生产规模的不断扩大、生产过程的强化、对产品质量的严格要求以及各公司之间的激烈竞争，人工操作与控制已远远不能满足现代化生产的要求。
过程控制系统以及成为工业生产过程必不可少的装备，为保证现代企业安全、优质、低消耗和高效益生产提供了有效的技术手段。
在本次课程设计中，给出液体贮槽的结构图，要求液位贮槽内的液位需维持在某给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出。
根据过程控制设计原则——用最简单的系统实现过程控制。
基于此，我们选用了单回路反馈控制系统。
关键字：自动化技术过程控制系统液位控制单回路Rapid automation technology for traditional industry reformation, the improvement of production and product upgrading injected strong vitality.Microelectronics technology and the rise of computer, communication and network technology to the automation technology vacation fly wings, become the fastest growing, most affected, one of the most striking high technology in Turin, flowers bloom information stage of the wind.Now, automation technology not only penetrates into the national economy in all walks of life to society, economy, culture, military, science and technology and other fields have a profound effect, and is quietly changing people's production, work, life and even the way of thinking.In modern industrial production process, with the expansion of the scale of production, the production process, to strengthen the strict requirements of product quality and the fierce competition between companies, manual operation and the control has far cannot satisfy the requirement of modern production.Process control system, and become the indispensable equipment in industrial production process, to ensure the safety of the modern enterprise, high quality, low consumption and high benefit production provides effective technical means.In the curriculum design of liquid storage tank structure, demand level in the storage tank to maintain in a given value of liquid level fluctuation, or change in a small scope, and to ensure that the material does not produce overflow.According to the process control design principle with the simplest system implementation, process control.Based on this, we choose the single loop feedback control system.目录第一章设计任务书 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计任务及要求 (3)1.3工艺工程及要求 (4)第二章前言 (5)第三章系统总体方案的选择及说明 (6)第四章系统结构框图与工作原理 (8)4.1 系统结构框图 (8)4.2 工作原理 (8)4.3 单容过程建模 (9)第五章各单元软硬件的选择 (12)5.1 控制对象 (12)5.2 控制器 (12)5.3 调节阀 (12)5.4 差压变送器 (12)第六章控制器的参数整定 (13)6.1 经验法 (13)6.2 控制器各校正环节的作用 (13)第七章控制系统仿真与调试 (14)7.1 labVIEW实验台仿真 (14)7.2 A3000过程控制系统仿真 (18)第八章分析总结 (22)参考文献 (23)第一章设计任务书1.1设计目的过程控制课程设计是一项重要的实践性教学环节。
在设计过程中，通过一个工程实际课题的设计练习，学生可以初步实践过程控制系统的设计过程、明确应完成的工作内容和采用的具体设计方法，达到巩固、充实和综合所学知识并解决实际问题的目的。
通过课程设计，可以培养学生以下能力：1)独立工作能力和创造力；2)查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；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)编写技术资料的能力。
1.2设计任务及要求课程设计应充分运用过程控制技术及相关专业课的知识，针对某生产工艺过程实施自动过程控制方案。
因此，既要充分掌握生产工艺过程及控制工程的基本知识，又要熟悉控制及检测仪表的使用方法及型号、规格、价格等信息。
设计任务主要包括以下方面：1.了解生产工况：研究过程控制单元的生产工艺及工作环境，在这一阶段还需要收集工艺中有关的物性参数和重要数据。
2.明确控制要求：找出被控对象，针对可能出现的干扰因素分析控制目的及其应达到的控制效果。
3.拟定控制方案：按照现场的特点、控制室与现场的相对位置及系统的控制要求，确定合理的控制系统类型，定出各检测点、控制点的实际位置，初步分析控制系统的性能。
4.制定控制流程图：根据工艺特点以及控制方案画出系统的控制工艺流程图及控制方框图。
5.选取被控变量和操纵变量：根据控制要求及工艺合理性进行选取，尽量选取容易检测、无容量滞后或滞后小的变量。
6.过程装置及仪表的选型：根据工艺提供的数据及仪表选型的原则（根据工艺数据和有关计算方法对调节阀进行相应的计算），调研产品的性能、质量和价格，选定检测、变送、显示、控制等各类仪表的规格、型号。
另外，对于仪表设备的辅助设备材料（仪表设备在安装过程中，还需要选用一些有关的其它设备材料）也需根据施工要求，进行数量统计，编制仪表安装材料表等。
7.设计总结：对整个设计过程做客观的评价，并阐述控制系统的优、缺点等。
1.3工艺工程及要求⏹在工业生产过程中，液体贮槽如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等设备应用十分普遍，为了保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡。
⏹工艺要求液位贮槽内的液位需维持在某给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出。
第二章系统总体方案的选择及说明单回路反馈控制系统简称单回路控制系统，它在所有反馈控制系统中，单回路反馈控制系统是最基本、结构最简单的一种，因此又称为简单控制系统。
单回路控制系统虽然结构简单，却能解决生产过程中的大量控制问题，它是生产过程控制中应用最广泛的一种控制系统，生产过程中70%以上的控制系统就是单回路控制系统。
图2.1 液位贮槽控制系统图2.1是一个液位贮槽，一种物料从阀门1中不断流入贮槽中，而贮槽中的物料又通过阀门2流出，送至下一个工序进行加工或者包装。
当流入量Q1（或流出量Q2）波动时会引起贮槽内液位的波动，若波动严重会造成物料溢出或抽空。
要解决这一问题最简单的方法就是以贮槽内液位为操作指标，改变出口阀门Q2的开度以控制液位的波动，具体方法是：当液位上升时，将出口阀门Q2开大，液位上升越大，阀门开度越大；反之，当液位下降时，关小出口阀门Q2，液位下降越多，阀门开度越小。
在传统的人工控制中，必须时刻关注贮槽内液位的波动变化，手动开大或关小出口阀门Q2，需要工作人员高度集中，不允许丝毫分心，否则将造成生产过程中的不必要的损失。
这种传统的人工控制收到了人的主观影响的限制，因此控制速度和精度都无法满足大型现代化生产的需要。
随着自动化技术的发展，为了提高控制精度并减轻劳动强度，采用一系列自动化装置可代替以上人工控制，形成自动控制。
图2.2 单回路液位控制系统第三章系统结构框图与工作原理4.1系统结构框图贮槽液位单回路控制系统如图3.1图3.1 单回路控制系统框图4.2工作原理液位贮槽和自动化装置在一起构成了一个自动控制系统。
如图3.1，用液位变送器LT 检测液位的高低并将其转换为标准的电信号，如4~20mA直流信号。
同时，采用液位控制器LC通过接受液位测量信号，并与其设定值进行对比。
控制器根据偏差的正负、大小及变化情况发出标准的控制信号，如4~20mA直流信号。
此外，采用控制阀门实施对出库流量的控制。
控制阀根据控制信号的变化，来控制出口阀门的开度以调节出水流量，最终使液位测量值接近或等于给定值。
由此，构成一个典型的液位自动控制系统。