自动控制系统课程设计内容2013

自动控制系统课程设计内容

－－ xxx控制系统设计

课程设计是以专业课程为依托，针对特定设计内容对学生进行完整的控制系统设计训练的教学环节。使学生通过设计过程了解和掌握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实际自动化工程提供结合的机会，加深学生对该门课程的理论知识和应用实践的认识。

本课程设计是以自动化专业《过程控制系统》课程为背景，充分利用过程控制实验室的现有实验条件，针对液位、温度等过程控制中非常普遍的控制对象（被控参数）进行控制系统设计。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。学生可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。

1设计报告内容与要求

1.1控制系统可行性分析

在控制系统设计之初，都应该进行背景调查。调查主要内容包括：

z国内外控制水平发展及现状；

z过程控制难点及目前解决程度；

z拟采用控制方案的特点及概述等内容；

z设备投资概算和效益分析。（本设计省略，但在正式的可行性报告中非常重要。）最终得出控制系统可行的结论，给以下设计提供肯定的支持。

根据本系统特点，系统并无太多难点，很多方案都是可行的，只需要根据查找到的参考资料进行一下概述性的描述即可。

1.2控制原理分析与设计

得到可行结论后，开始对控制系统原理方案进行详细的分析与设计。控制系统原理设计主要包括以下几方面内容：

z过程描述－对过程运行情况、操作方法进行介绍；

z检测参数选择和控制参数选择，并简要分析选择原因；

z绘制控制系统检测控制原理图和系统方框图。

根据本系统特点，参考实例，对控制系统进行设计。设计时具体设备数量、原理选择可以不局限于现有实验系统，学生可以利用所学知识设计更合理的系统。

1.3控制系统设备选型

控制原理方案确定后，就是设备选型工作。根据系统需求确定设备数量和功能等要求，在多种设备中选择性能最适合设计需要的仪表设备型号。选择好设备型号后，根据设备随机说明书和端子说明，进行接线图的绘制和施工图设计（本次设计不包括施工图内容，只进行接线图设计）。

本节设计内容设计前需要查询大量仪表设备资料，根据系统需要选择自己认为最合适的设备，再进行接线图设计。希望同学能够利用所学知识和可获得的资料，设计、选择与现有实验系统不同的特色方案，并进行比较分析。对有特色方案将在评分时考虑加分。

在实际工程中，除仪表设备选型外，还有系统软件的选型工作。本次设计如果不进行验

证实验可以不包括该项内容。

2图纸内容与要求

2.1控制系统检测控制原理图

绘制控制系统原理图包括两个内容：

z控制系统检测控制原理图；

z控制系统方框图。

检测控制原理图绘图规范参考附录A～B。控制系统方框图绘制方法和规范见《过程控制》教材相关内容。

2.2控制系统接线图

检测控制接线图绘图规范参考附录C。参考实例，采用呼应法绘制各个设备的接线图。

3编程实现及实验验证

本节内容根据个人情况选作。

控制系统设计好后，系统成套商依据设计图纸进行设备元件采购、制造和装配，按照设计要求提供成套的设备。接下来的工作就是根据成套系统提供的开发平台，进行控制方案的编程实现和系统调试工作。并验证控制系统是否达到设计精度要求。

4课程设计参考题目

4.1温度控制系统设计

1）单回路+串级控制

2）单回路+Smith预估控制

3）单回路+两位控制

4.2水位控制控制系统设计

1）多水箱单回路控制+解耦控制

2）单回路控制+Smith预估控制

3）单回路控制+前馈反馈控制

4）单回路控制+串级水位控制

5）流量比值控制+变频器控制设计

每组同学人数不超过四个，每组一个不同的题目。

附录A 控制系统检测控制原理图绘制规范

又常被称为管道及仪表流程（P&ID）图和工艺控制流程图。管道仪表流程图画法规定如下：

1）管道及仪表流程图适用于化工工艺装置，是用示的方法把化工工艺流程所需的全部设备、机器、管道及管件和仪表表示出来。它是设计和施工的依据，也是运行和检修的指南。

2）分类

管道及仪表流程图分类

（1）工艺管道及仪表流程图

（2）辅助系统管道及仪表流程图

工艺管道及仪表流程图是以工艺管道及仪表为主体流程图。

3）图幅

管道及仪表流程图采用AL，横幅绘制、数量不限。

4）比例：

（1）一般设备（机器）图只取相对比例。

（2）实际尺寸过大设备（机器）适用小。

（3）实际尺寸过小适当放大。

（4）可相对示意出各设备位置的高低。

（5）整个图面要协调、美观。

5）相同系统的绘制

（1）当一个流程中包括两个或两个以上相同的系统时，可只画出一个系统的流程图，其余系统以细双点划线的方框图表示。框内注明系统名称及编号。

（2）当流程复杂时，可以绘制一张单独的局部系统流程图。在点流程图采用细双点画线方框表示。框内说明系统名称、编号和局部系统流程图图号。

6）图线和字体

图线：

（1）工艺物料线用粗实线。

（2）设备、阀门用细实线。

（3）其余用细实线。

字体：

（3）图纸和表框中所有文字（数字）书写必须字体端正。笔画清楚、排列整齐、间距均匀、粗细均匀。符合国际GB4457-3要求。

（4）文字徒手书写，但工程特殊规定时可用摸板写。

（5）汉字要尽可能写成仿宋或写成正楷（签名设计）。并要以国家正式公布简化汉字为准。

（6）字号（字体高度）

图标中的图名、视图符号：7mm

工程名称： 5mm

文字说明及轴线号： 5mm

数字及字母： 3.5mm

图纸中数字及字母3、3.5mm

表格中的文字： 5mm

表格中的文字（格小于6mm）:3.5mm