控制仪表课程设计说明书
检测与控制仪表课程设计
检测与控制仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解检测与控制仪表的基本原理，掌握其功能与分类；2. 学生能掌握检测与控制仪表的安装、调试及维护方法；3. 学生能了解检测与控制仪表在工业生产中的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够正确选择和使用检测与控制仪表进行数据采集与处理；2. 学生能够独立完成检测与控制仪表的安装、调试及故障排除；3. 学生能够运用所学知识，解决实际工业生产中与检测与控制仪表相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高他们对检测与控制仪表的重视程度；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在实际操作中相互协作、共同解决问题的能力；3. 激发学生对自动化技术的兴趣，引导他们关注国家产业发展趋势，树立为国家智能制造事业贡献力量的价值观。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
课程旨在使学生掌握检测与控制仪表的基本理论、操作技能，并能够将这些知识和技能应用于实际生产中，为我国智能制造事业培养具备实践能力的高素质人才。
二、教学内容1. 检测与控制仪表的基本原理与分类- 传感器原理与应用- 控制器原理与功能- 显示仪表与执行器2. 检测与控制仪表的安装与调试- 仪表安装要求与方法- 仪表调试步骤与技巧- 常见故障分析与排除3. 检测与控制仪表的维护与检修- 日常维护与保养- 故障诊断与检修方法- 仪表校准与精度保证4. 检测与控制仪表在工业生产中的应用- 自动控制系统介绍- 仪表在典型工业生产过程中的应用案例- 现场总线技术与智能仪表教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确以下安排和进度：第一周：检测与控制仪表基本原理与分类学习；第二周：仪表安装与调试方法学习；第三周：仪表维护与检修技巧学习；第四周：工业生产中检测与控制仪表的应用案例分析。
过程控制及仪表课程设计
过程控制及仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本原理，掌握仪表的种类及其工作原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析实际工业生产过程中存在的问题，并设计合理的控制方案；3. 培养学生对过程控制及仪表相关知识的综合运用能力。
技能目标：1. 培养学生具备操作和调试常见仪表的能力；2. 培养学生运用计算机及相关软件进行过程模拟和优化的能力；3. 培养学生团队协作，沟通协调和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制及仪表技术的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，提高学生的工程素养；3. 增强学生的环保意识，使其在设计和实施过程控制方案时，充分考虑节能、环保等因素。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，强调知识的应用性和实践性。
学生特点：学生具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课程特点和学生实际，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本原理：包括过程控制的基本概念、分类、性能指标、控制系统数学模型等，对应教材第1章内容。
2. 常见仪表的种类及工作原理：涵盖压力、温度、流量、液位等传感器及执行器的工作原理和特性，对应教材第2章内容。
3. 控制器的设计与实现：介绍PID控制算法、控制器参数整定方法，结合实际案例进行讲解，对应教材第3章内容。
4. 计算机过程控制系统：包括集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统等，对应教材第4章内容。
5. 过程控制系统的仿真与优化：运用计算机及相关软件进行过程控制系统的建模、仿真和优化，对应教材第5章内容。
6. 实践教学环节：组织学生进行仪表操作、调试和过程控制系统的设计、实施，提高学生的实际操作能力。
教学内容安排和进度：1. 第1-2周：过程控制基本原理、常见仪表的种类及工作原理；2. 第3-4周：控制器的设计与实现；3. 第5-6周：计算机过程控制系统；4. 第7-8周：过程控制系统的仿真与优化；5. 第9-10周：实践教学环节。
检测与控制仪表课程设计
检测与控制仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握检测与控制仪表的基本原理、结构、功能和应用，培养学生具备检测与控制仪表的选型、安装、调试和维护能力，提高学生对检测与控制技术的认识和应用水平。
具体来说，知识目标包括：1.了解检测与控制仪表的基本概念、分类和作用；2.掌握各种检测仪表的原理、结构和特点；3.熟悉控制仪表的原理、结构和应用；4.掌握检测与控制仪表的安装、调试和维护方法。
技能目标包括：1.能够根据实际需要选择合适的检测与控制仪表；2.能够正确安装、调试和维护检测与控制仪表；3.能够运用检测与控制仪表解决实际问题。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对检测与控制技术的兴趣和热情；2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德；3.培养学生团队协作和创新的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括检测与控制仪表的基本原理、结构、功能和应用等方面的知识。
具体包括以下几个方面：1.检测仪表：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表等；2.控制仪表：控制器、调节器、变送器等；3.检测与控制仪表的安装、调试和维护；4.检测与控制仪表在工业中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握检测与控制仪表的基本原理和知识；2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解检测与控制仪表在工业中的应用；4.实验法：通过实验操作，使学生掌握检测与控制仪表的安装、调试和维护方法。
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：选用权威、实用的检测与控制仪表教材；2.参考书：提供相关的检测与控制仪表参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的PPT、flash动画等多媒体教学资料；4.实验设备：准备齐全的检测与控制仪表实验设备，以便进行实验教学。
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。
程控制与仪表课程设计
程控制与仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：学生需要掌握过程控制与仪表的基本理论、基本知识和基本方法，了解过程控制系统的原理和应用，熟悉常见仪表的构造、原理和应用。
2.技能目标：学生能够运用所学的理论知识分析和解决实际问题，具备过程控制与仪表的基本设计和调试能力，能够熟练操作和维护常见的仪表和控制系统。
3.情感态度价值观目标：培养学生对过程控制与仪表学科的兴趣和热情，使其认识到过程控制与仪表在现代工业中的重要地位，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容分为七个部分：绪论、过程控制基础、过程检测与显示、控制算法、仪表与执行器、过程控制系统的设计与实施、案例分析。
1.绪论：介绍过程控制与仪表的发展历程、现状和未来趋势，明确本课程的研究对象和内容。
2.过程控制基础：讲解过程控制的基本概念、分类和原理，包括线性系统和非线性系统、定态和动态、开环和闭环控制等。
3.过程检测与显示：介绍常见的过程检测方法，如压力、温度、流量、液位等，以及显示技术的原理和应用。
4.控制算法：讲解常见的过程控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，分析其优缺点和适用场合。
5.仪表与执行器：介绍常见仪表的构造、原理和应用，如压力表、温度计、流量计、液位计等，以及执行器的原理和分类。
6.过程控制系统的设计与实施：讲解过程控制系统的设计方法，包括硬件选型、软件编程、系统调试等，以及实施过程中的注意事项。
7.案例分析：分析实际的过程控制与仪表应用案例，使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握过程控制与仪表的基本理论和知识。
2.讨论法：学生就某一问题进行讨论，激发学生的思考，培养学生的创新意识和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
化工控制仪表课程设计
化工控制仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解化工控制仪表的基本原理，掌握常见控制仪表的类型及功能。
2. 学会分析化工过程中控制系统的需求，选择合适的控制仪表。
3. 掌握控制仪表的安装、调试及维护方法，了解其在化工生产中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的化工控制仪表系统。
2. 掌握化工控制仪表的连接方式，具备实际操作能力。
3. 能够分析和解决化工控制仪表在使用过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工控制仪表的的兴趣，激发学习热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力。
3. 提高学生的安全意识，使其认识到化工控制仪表在安全生产中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在培养学生对化工控制仪表的理论知识和实际操作能力。
学生特点：学生在之前的学习中已经掌握了基本的化工知识和仪表原理，具有一定的理论基础。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合应用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 化工控制仪表的基本原理：介绍控制仪表的工作原理、类型及功能，对应教材第一章内容。
- 开关控制仪表- 模拟控制仪表- 数字控制仪表2. 化工控制仪表的选择与应用：分析化工过程中控制系统的需求，学会选择合适的控制仪表，对应教材第二章内容。
- 控制仪表的选型方法- 控制仪表在化工生产中的应用案例3. 控制仪表的安装、调试与维护：介绍控制仪表的安装、调试及维护方法，对应教材第三章内容。
- 控制仪表的安装要求- 控制仪表的调试步骤- 控制仪表的维护与故障排除4. 化工控制仪表系统设计：结合实际案例，教授学生设计简单的化工控制仪表系统，对应教材第四章内容。
- 控制系统的设计方法- 控制仪表的连接与配置- 系统调试与优化教学内容安排与进度：共安排16个课时，每课时45分钟。
1. 第1-4课时：化工控制仪表的基本原理及类型2. 第5-8课时：化工控制仪表的选择与应用3. 第9-12课时：控制仪表的安装、调试与维护4. 第13-16课时：化工控制仪表系统设计在教学过程中，依据教材章节内容，结合课程目标，确保教学内容的科学性和系统性。
控制装置与仪表课程设计书
KMM 调节器组态、实现及控制系统模拟调试一、 设计目的1 了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA 图）。
2 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。
3 初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。
二、 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1三、 设计步骤1 由控制要求画出控制流程图。
对如图1所示的天然气压力控制系统，要求对罐内压力进行单变量定值控制。
储罐压力经压力变送器测量后，由KMM 模入通道2送至调节器中。
调节器输出AO1经电/气转换器控制气动式调节阀，控制罐内压力。
图2 控制系统SAMA 图1各设备的面板说明和操作方法见附录。
供气管道图1 天然气压力控制系统流程控制要求：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。
在偏差允许的范围内（15%），允许切入自动（A）方式。
2 确定对可编程序调节器的要求。
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。
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。
并用SAMA图表达出控制方案。
见图2所示。
SAMA图例是由美国科学仪器制造商协会（Scientific Apparatus Maker’s Association）制订的标准功能图例，用于控制系统设计功能的表达。
图例表示了最基本的功能，在设计使用时把某些功能图例组合在一起，表示某一功能块或显示操作器的功能，从而将全部控制功能表达出来。
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。
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。
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控制仪表课程设计
说明书
摘要
煤气炉是工业生产中常见的加热设备，广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业，其温度控制系统常见的控制技术有PID 控制、模糊控制技术等，但由于煤气炉是一个时变的、大滞后的被控对象，且升温具有单向性，很难建立精确的数学模型。
而PID 控制因其成熟、容易实现、并具有可消除稳态误差的优点，基本能够满足系统性能要求。
KMM可编程程序调节器是一种多输入/输出、多功能、多用途的数学式控制仪表。
它与模拟式调节器相比，具有与模拟仪表兼容，运算，控制及通信功能丰富、通用性强、可靠性高，使用维护方便等优点，用KMM进行系统设计，只要根据控制流程图进行组态即可，经过各种运算模块的不同组态能够实现多种控制功能，如平、PID控制、前馈控制等，非常简便。
用它进行控制，P、I、D参数调整方便，数字显示直观，适合于小规模生产装置的控制、显示和操作，也能够经过通信接口挂到数据通道同集散控制系统连接起来，实现中、大规模的分散控制、集中监视、操作和管理。
一总体方案设计
煤气炉是工业生产的重要装置之一，它的任务是经过煤气的燃烧，产生一个理想的温度，以供生产、生活之用。
在产品的工艺加工过程中，温度对产品质量的影响很大，温度检测和控制很
重要。
基于常见的单回路控制系统结构简单但控制精度较低的实际，本设计提出了基于KMM可编程控制器的串级控制系统。
1、串级控制系统
1.1 串级控制系统的基本概念
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。
副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。
二次扰动：作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。
主参数（主变量）：串级控制系统中起主导作用的那个被调节参数称为主参数。
副参数（副变量）：其给定值随主调节器的输出而变化，能提前反应主信号数字变化的中间参数称为副参数。
主对象（惰性区）：主参数所处的那一部分工艺设备，它的输入信号是副变量，输出信号是主变量。
副对象（导前区）：副参数所处的那一部分工艺设备，它的输入信号是调节量输出信号，其输出信号是副参数。
主调节器：根据主参数与调节器给定值的偏差而动作，其输出作为调节器的给定值的那个调节器称之为主调节器。
副调节器：其给定值由主调节器的输出决定，并根据副参数对给定值的偏差动作的那个调节器称为副调节器。
主回路：断开副调节器的反馈回路后的整个外回路。
副回路：由副参数、副调节器及其所包括的一部分对象等环节所组成的闭合回路，副回路有时还称作随动回路。
1.2 串级控制系统的基本原理
串级控制系统的原理图如下1-1所示
根据图1-1能够得出串级控制系统的原理方框图的一般形式，如下图1-2所示。