过程控制工程课程设计
过程控制课程设计
电气工程与自动化专业年级班一、设计题目双闭环流量比值控制二、主要内容熟悉THJ-2型高级过程控制系统实验装置，获取电动阀支路的流量和变频器－磁力泵支路的流量曲线，利用实验建模法求出它们的数学模型。
根据比值控制，选择合适的双回路调节器控制规律，并在Matlab 上进行仿真。
最终在过程控制系统实验装置平台上完成实际系统的调试，并说明两种方法的所得结果的差别。
三、具体要求1.从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一深刻的了解和认识。
2.分析控制系统各个环节的动态特性，从实验中获得各环节的特性曲线，建立被控对象的数学模型。
3.根据其数学模型，选择被控规律和整定调节器参数。
4.在Matlab上进行仿真，调节控制器参数，获得最佳控制效果。
5.了解和掌握自动控制系统设计与实现方法，并在THJ-2型高级过程控制系统平台上完成本控制系统线路连接和参数调试，得到最佳控制效果。
6.分析仿真结果与实际系统调试结果的差异，巩固所学的知识。
四、进度安排五、完成后应上交的材料课程设计报告。
六、总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日目录一.设计任务分析…………………………………………………1.1 设计目的………………………………………………1.2 主要内容…………………………………………………1.3 设计要求………………………………………………二.总体方案设计…………………………………………………2.1 实验装置说明……………………………………………2.2 实验注意事项……………………………………………2.3 控制面板接线说明………………………………………三.控制方案设计…………………………………………………3.1双闭环比值控制系统的结构………………………………3.2双闭环比值控制系统的特点与分析………………………四.单回路参数整定……………………………………………4.1 被控对象特性测试………………………………………4.2 电动阀传递函数测试……………………………………4.3 变频器/磁力泵传递函数测试……………………………4.4 matlab 仿真……………………………………………4.5 比值控制系统参数的整定………………………………五.课程设计体会…………………………………………………六.参考文献……………………………………………………摘要过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。
郑州大学 电气工程 过程控制课程设计 两点法求解多容过程的传递函数
电气工程学院课程设计报告课程名称：过程控制理论设计题目：两点法求解多容过程的传递函数专业班级：自动化3班学号： 20090220331 姓名：闫东东时间： 2012.06.15——2012.06.20——————以下由指导教师填写——————分项成绩：出勤成品答辩及考核总成绩：总分成绩指导教师（签名）：两点法求解多容过程的传递函数采用两点法的具体做法是：第一，由00)0()(x y y K -∞=求过程的静态放大系数0K 。
第二，1T 、2T 可根据阶跃响应曲线上两个点的位置来确定。
1）作一）（t y 稳态值的渐近线）（∞y 。
2）读取曲线上）（）（∞=0.4y t y 对应的时间1t 值。
3）读取曲线上）（）（∞=0.8y t y 对应的时间2t 值。
4）运用如下公式计算1T 、2T ，即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-≈+⋅+≈+)55.074.1()()(16.2121221212121t tT T T T t t T T()()1s 1)(2100++=T s T K s W适用于46.032.021<<t t 的二阶被控过程。
当32.021＝t t 时，过程数学模型可用1)(000+=s T K s W 一阶环节近似，时间常数12.2210t t T +=当46.021＝t t 时，过程数学模型可近似2000)1()(+=s T K s W 的二阶环节，时间常数为 18.2221021⨯+===t t T T To)(t y )(∞y )(8.0∞y )(4.0∞y 1t 2t当46.021>t t 时，过程数学模型则应用高于二阶的环节来近似，即n000)1()(+=s T K s W此时仍可以用上述两个点的位置求其时间常数0T ,即2.16n210t t T +≈式中n 可由21t t 值，利用表2-1查出。
表2-1 多容过程的n 与21t t 的关系n 1 2 3 4 5 6 8 10 12 1421t t 0.320.460.530.580.620.65 0.685 0.71 0.735 0.75用两点法求下图的传递函数由图像可知：1y =∞）（,又因为系统响应曲线为阶跃响应曲线，故1x 0=所以可得：1K 0x y 0==∞）（又由曲线可知：当0.40.4y t y =∞=）（）（时， 1.09s t 1=; 当0.80.8y t y =∞=）（）（时， 3.14s t 2=; t (sec)y0246810120.10.20.30.40.50.60.70.80.91System: sys Time (sec): 1.09Amplitude: 0.4System: sys Time (sec): 3.14Amplitude: 0.8因0.460.34732.021<<＝t t ,故应使用()()1s 1)(2100++=T s T K s W 作为过程数学模型。
过程装备与控制工程专业课程设计的改革研究
智者论道智库时代·270·一、前言过程装备与控制工程专业（简称“过控”专业）是以过程装备设计基础为主体，过程原理与装备控制技术应用为两翼的学科交叉型专业。
所培养的学生能够具有较强的过程装备、机械基础、控制工程、计算机及其它基础理论知识，具有较好的工程技术基本素质和综合能力。
而人才的专业能力与基本素质的培养要靠高校，其具体的实施过程则是靠教学，而课程设计 （即课程实践环节）是教学过程的核心[1]。
课程设计是过控专业实践教学环节的重要组成部分，是专业理论联系实际的桥梁，是培养学生综合运用所学的基本知识，融合贯通，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的主要途径，对培养“基础扎实、视野开阔、适应性强，具有创新精神和实践能力的应用性人才”具有十分重要的现实意义[2]。
延安大学过控专业自2007年成立以来，顺应专业发展需要，开设了《机械设计基础课程设计》《过程装备课程设计》课程，在过去的教学中取得了较好的成绩。
为了进一步提高我校过控专业课程设计教学效果，本文尝试在分析现状的基础上，探索课程设计中存在的不足，并提出对应的改革措施，以完善教学管理制度。
二、课程设计教学中存在的问题（一）课程设计时间过于集中过去开设的课程设计一般集中安排在对应的理论教学结束之后，即学期的最后2周内进行，时间恰好临近期末考试，学生在进行课程设计的同时，还要做好各门课程的复习工作，不能全身心的投入到课程设计中去，必然会影响到设计质量。
（二）相关理论课程安排不合理课程设计过程中绘制图形时需用到绘图软件（如AutoCAD、Pro ／E、CAXA 等），《AutoCAD》课程安排在第六学期学习，而《过程装备课程设计》却安排在第五学期，学生在做课程设计的时候需要自学一些软件，必然会增加工作量。
另外，尽管软件学习与课程设计安排在一学期了，但在理论教学过程中对课程设计的引入太少，不能引起学生对绘图软件学习的重视，以致在最终的设计过程中还是不能熟练应用绘图软件绘图，给设计工作带来一定困难。
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。
sama图（精品）
《过程控制工程》课程设计指导书“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。
一、过程控制系统设计及其主要内容过程控制系统设计是为实现生产过程自动化，应用图纸资料和文字资料来表达设计思想和工程实现方法。
设计分为两个阶段：（一）设计前期工作主要内容：1．查阅资料，对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量；2．确定自动化水平，包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平；3．提出仪表选型原则，包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。
（二）设计工作主要内容：1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，完成控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，完成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，并进行调节器参数整定；5．编写设计说明书：（1）提出控制系统的基本任务和要求；（2）被控对象动态特性分析；（3）选择控制系统控制结构，画控制原理图；（4）选择测点和调节机构画控制系统工艺流程图；（5）选择控制仪表，画SAMA图（标出调节器作用方向）；（6）根据控制原理图，进行控制系统仿真实验，控制器参数整定；（7）设计总结。
二、绘制设计图（一）系统控制原理图控制原理图应反映控制系统的结构。
（二）管道及仪表流程（PID）（工艺控制流程图）管道仪表流程图画法规定1．管道及仪表流程图适用于生产工艺装置，是用图示的方法把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．管道及仪表流程图安装比例。
1）一般设备（机器）图只取相对比例。
2）实际尺寸大设备（机器），适用缩小。
《过程控制工程》课程设计参考题目
《过程控制工程》课程设计参考题目14级过程控制课程设计题目1班课程设计参考题目：一、温度控制（单回路、串级、前馈—反馈、比值控制）（40）1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计2班课程设计参考题目：1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计课程设计教材及主要参考资料：1、戴连奎，《过程控制工程》，化学工业出版社，20122、杜维，《过程检测技术及仪表》，化学工业出版社，20013、姜培正，《过程流体机械》，化学工业出版社，20024、王毅，《过程装备控制技术与应用》，化学工业出版社，20015、厉玉鸣，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，2006一、课程设计教学目的及基本要求：1．课程设计的教学目的培养学生将理论知识应用到解决实际问题的能力，通过该课程的学生，可以很好地训练学生的实际动手能力和解决工程问题的能力，为学生从学校到工厂和技术部门提供前期的训练。
控制工程课程设计教案分享5篇
控制工程课程设计教案分享5篇控制工程是现代科技领域中不可或缺的重要学科。
作为一个广泛应用于自动化、航空、电力、化工、交通等各行业中的学科，控制工程在实践中的应用越来越广泛。
而控制工程课程设计也成为了该学科中的一项重要内容。
通过合理的课程设计，有助于提升学生的实践能力和创新能力。
今天我们将分享5篇控制工程课程设计教案，以期对大家有所启发。
NO.1 面向仿真控制工程的课程设计本篇课程设计的目标在于教学生如何使用MATLAB软件进行仿真控制实验，学生将学习如何从系统建模开始设计传感器、执行器、控制器等模块，最终实现整个系统的控制。
在课程设计过程中，需要注意实验步骤、实验工具和操作方法的详细介绍。
实验过程中应该逐渐深入动手实践，帮助学生从理论到实践的转化。
而在实验数据的结果分析中，需要对不同实验数据进行比较，从而为优化控制系统提供数据支持。
NO.2 智能化控制工程课程设计这是一篇基于技术的课程设计，主要教学生使用智能化算法，如神经网络、遗传算法等优化方案，最终实现系统控制。
设计中的重点在于深入解析算法的原理和数据分析方法，使学生掌握算法设计技巧与工具的使用方法。
在算法的实践过程中，需要注意对算法选择和参数设置的合理性，同时要帮助学生发现并解决各种实验中的问题。
通过比较实验数据和输出结果进行分析，了解算法的适用性和精度。
NO.3 控制工程实践课程设计该课程设计主要围绕控制的实践环节展开，引导学生自主构建控制系统，逐渐培养操作和创新能力。
设计中的关键在于零部件的选择和操作，将日常所学的控制工程理论运用到实践中。
在例如机械结构、电路设计、程序编写等构建步骤中，学生可以自行设计、调整或优化，最后构建控制系统，并在测试环节进行测试和优化。
NO.4 工业自动化控制工程课程设计该课程设计与工业自动化控制系统相关，教学生如何使用PLC等工控设备进行工业自动化控制。
设计中关键在于构建设备之间的联动关系，设置信号传输和执行器控制逻辑。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过程控制工程课程设计
作为一个重要的工程学科，过程控制工程涉及到许多重要的技术和理论，主要用于实现对工业生产过程的控制。
这一方面需要广泛的专业视野和深厚知识储备，同时也需要实践操作技能的支撑。
为了培养学生的过程控制技术能力，大学里需要设计一些相关的课程。
本文将主要探讨如何设计过程控制工程课程。
一、强化理论与基础知识
在设计过程控制工程课程时，理论知识是不可或缺的。
同学们需要清楚知道各种重要的数学、物理、电子等学科的知识，才能更好的理解过程控制的基本概念和实践方法。
在课程教学中，老师应该注重让学生掌握数学、物理、电子等学科的常见方法和技术，以帮助学生理解复杂的过程控制技术内容。
此外，在教学过程中还要注重学生的基本功训练。
如计算、编程、实验技能等，这些能力增强了学生的实践应用能力。
教师还要着重介绍最新技术的发展和应用，同时辅助学生查阅相关的资料和文献，让学生了解国内外研究方向和应用领域，为学生应对未来的自主研究和开展实际应用奠定良好的基础。
二、注重实际操作与案例教学
无论是理论还是实践，过程控制都需要具备实际操作技能。
因此，在过程控制工程课程设计中，教师应该充分考虑实践操作环节。
实践操作主要包括实验训练和仿真练习。
重点在于增加学生的实践经验，强化学生学习和理解知识。
通过实验训练，可以让学生更加深入地掌握硬件和软件的运作原理与操作技巧。
而通过仿真练习，以软件化模拟实现物理世界中的过程控制，建立学生对过程控制工程技术全面的认知。
教师应该选取合适的实验和仿真机型，对学生进行具体的实践操作指导，帮助学生掌握操作流程和操作技巧。
在过程控制工程课程教学过程中，讲解典型案例的知识也是必不可少的。
一方面，案例教学可以加深学生对理论知识的理解，同时增加对实际操作技能的应用能力；另一方面，案例教学也可以给学生提供典型问题的解决方法，激发学生的探究精神和实际感悟，提高学生真正的发现和解决问题的能力。
三、培养团队协作与沟通能力
过程控制工程是一门高度综合性学科，它需要团队合作和高效沟通。
在过程控制工程课程的设计中，教师应该注重团队协作和沟通能力的培养。
开设团队协作训练课程，让学生了解项目管理方法和团队沟通方法，提高学生的团队协作技能和沟通能力。
例如，可以让学生分组完成某些实验或仿真项目，让学生理解并掌握工作分配、沟通协作等能力，为实际工作和研究人才的培养打下基础。
总之，遵循理论知识、实际技能、案例教学和团队协作几个方面进行过程控制工程课程的设计，有助于学生掌握协调复杂过程和机器的方法和技巧，实现对过程控制技术的有效利用。
同时，此类培训可以为学生将来的学习和发展奠定良好基础，实现对社会科技和经济发展的贡献。