过程参数检测课程设计
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。
参数检测课程设计
参数检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握参数检测的基本概念，理解其在工程和科研领域的重要性。
2. 使学生了解不同类型的传感器及其工作原理，能描述传感器在参数检测中的应用。
3. 帮助学生掌握数据采集、处理与分析的基本方法，并应用于实际参数检测过程。
技能目标：1. 培养学生能够正确使用常见传感器进行参数检测，并熟练进行数据采集。
2. 培养学生运用数据处理与分析方法，对检测数据进行有效分析，解决实际问题。
3. 提高学生的实验操作能力，培养他们合作、沟通和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对参数检测领域的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生的团队合作意识，使他们认识到团队合作在科学研究中的重要性。
3. 引导学生关注参数检测技术在现实生活中的应用，提高他们的社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在让学生在实际操作中掌握参数检测的相关知识和技能。
学生特点：学生具备一定的物理知识和实验操作能力，对新鲜事物充满好奇，但可能缺乏系统的参数检测知识和实践经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与实验操作和数据分析，提高解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的学习进展，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 参数检测基本概念：介绍参数检测的定义、分类及其在工程技术中的应用。
- 教材章节：第一章 参数检测概述2. 传感器及其工作原理：讲解常见传感器（如温度传感器、压力传感器、光电传感器等）的工作原理、特点及应用。
- 教材章节：第二章 传感器及其工作原理3. 数据采集与处理：阐述数据采集、处理与分析的基本方法，包括信号的采样、滤波、放大、A/D转换等。
- 教材章节：第三章 数据采集与处理4. 实验操作与数据分析：组织学生进行实际操作，使用传感器进行参数检测，并对采集到的数据进行处理与分析。
- 教材章节：第四章 实验操作与数据分析5. 参数检测应用案例：介绍参数检测在工业、农业、医疗等领域的典型应用案例，激发学生兴趣。
人体健康检测仪课程设计
人体健康检测仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解人体健康检测仪的基本原理，掌握其操作方法。
2. 学生能掌握通过人体健康检测仪进行心率、血压、血氧饱和度等生理参数的测量方法。
3. 学生能了解生理参数的正常范围，认识到健康检测的重要性。
技能目标：1. 学生能熟练操作人体健康检测仪，进行自主健康检测。
2. 学生能运用所学知识，分析检测结果，判断自身健康状况。
3. 学生能运用信息技术，整理、记录和表达健康检测数据。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，增强对健康的关注，树立健康生活的意识。
2. 学生在团队合作中进行健康检测，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过了解人体健康检测仪的发展，激发对科学技术的兴趣，培养创新精神。
课程性质：本课程为实践性课程，结合课本知识，注重学生的动手操作和实际应用。
学生特点：六年级学生具备一定的自主学习能力，对新鲜事物充满好奇，善于合作交流。
教学要求：教师需引导学生结合课本知识，注重实践操作，鼓励学生主动探究，提高学生的健康素养。
在教学过程中，关注学生的个体差异，确保每个学生都能达到课程目标。
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. 引言：介绍人体健康检测仪的作用和意义，激发学生学习兴趣。
相关教材章节：课本第五章“健康与生活”第一节“健康的重要性”。
2. 基本原理：讲解人体健康检测仪的原理，如心电图、血压测量等。
相关教材章节：课本第五章第二节“人体生理参数及其测量”。
3. 操作方法：教授如何正确使用人体健康检测仪，包括仪器准备、操作步骤等。
相关教材章节：课本第五章第三节“健康检测仪器的使用”。
4. 生理参数测量：学习心率、血压、血氧饱和度等生理参数的测量方法。
相关教材章节：课本第五章第四节“常见生理参数的正常范围及测量方法”。
5. 数据整理与分析：教授如何整理、记录和表达健康检测数据，进行简单分析。
相关教材章节：课本第五章第五节“健康数据的处理与分析”。
华北电力大学自动化专业人才培养方案
自动化专业人才培养方案Automation一、学制与学位Length of Schooling and Degree学制：四年学位：工学学士学位Duration：4 years Degree：Bachelor of Engineering二、培养目标Educational Objectives本专业培养基础扎实、知识面宽，以应用为主，有一定研究、开发和创新能力的高级专门人才。
具备自动控制理论、仪器仪表学、电工电子学、系统工程、信息处理、计算机与应用和网络技术等方面的基本理论和专业知识，能在工业过程控制及相关领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发与研究、管理与决策等工作。
Students in this program are trained to be advanced professionals with a sound ground and thorough knowledge who are engineering based and may pursue a career in research, development and innovation, Graduates will master the basic theories and specialty knowledge on automatic control, instruments, electrotechnics and electronics, system engineering, information process, computer and application technology, and networks technology, and can find jobs in system analysis, system design, system operation, science technology development and research, management and decision in industry process control and relative areas.三、专业培养基本要求：Requirements of Educational掌握马克思主义理论、毛泽东思想，特别是邓小平理论；掌握电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测仪表、计算机及应用技术和网络技术方面的基本理论和基本知识，受到较好的工程实践基本训练，具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力；掌握一门外国语；身体健康，达到大学生体育锻炼合格标准。
过程控制与仪表课程设计
过程控制与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握仪表的种类、工作原理及其在工业中的应用。
2. 使学生掌握过程控制系统的数学模型，了解被控对象、控制器、执行器等组成部分的特性。
3. 让学生了解过程参数的检测与变送原理，掌握各类传感器的使用方法和调试技巧。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际过程控制问题的能力，能设计简单的过程控制系统。
2. 培养学生动手操作仪表，进行系统调试、故障排除的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，能在小组合作中发挥各自优势，共同完成过程控制系统的设计与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制与仪表领域的兴趣，激发学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合，提高学生的工程素养。
3. 引导学生关注过程控制技术在实际生产中的应用，认识到学习本课程的实际意义，增强学生的社会责任感。
课程性质：本课程为专业技术课程，旨在使学生掌握过程控制与仪表的基本理论、方法和技术，培养学生的实际操作能力和工程素养。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的物理、数学基础，对工程技术有一定了解，具备初步的分析问题和动手能力。
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，强化学生的实际操作能力，提高学生解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统的分类、性能指标、稳定性与可控性。
2. 仪表及传感器：仪表的分类及工作原理，常见传感器（如温度、压力、流量传感器）的原理与应用。
3. 过程控制系统的数学模型：被控对象、控制器、执行器的数学描述，传递函数与方框图。
4. 控制器设计：PID控制算法，参数整定方法，串、并联控制系统的设计与分析。
5. 过程参数检测与变送：检测原理，变送器的种类及特性，信号处理与传输。
6. 过程控制系统的实现：控制系统硬件、软件组成，系统调试与优化。
闭式循环水系统
课程设计(综合实验)报告( 2012 -- 2013 年度第一学期)名称：过程参数检测及仪表题目：闭式循环水系统院系：控制与计算机工程学院班级：实验自10学号：**********学生姓名：***指导教师：***设计周数：1周成绩：日期：2013年 1 月16日一、课程设计的目的与要求1)通过本次课程设计对锅炉整体系统及运行有一个更深刻的认识2)通过对系统进行设计仪表检测来加深对过程参数与仪表这门课的学习3)通过对仪表的使用了解锅炉系统中所要用到的各种仪表的使用特征、量程等规范4)学会运用VISIO、CAD等软件绘制系统监测图二、设计正文1.冷却水系统的介绍1.1直流冷却水系统在直流冷却水系统，冷却水直接从河、湖、海洋中抽取，一次通过凝汽器后，即排回天然水体，不循环使用。
所以，此系统的特点是：用水量大；水质没有明显的变化。
由于此系统必需具备充足的水源，因此在我国长江以南地区及海滨电厂采用较多。
但冷却水的操作费用大，不符合节约使用水资源的的要求，且长期使用直流冷却水，会对其水源（一般为江、河、湖、泊）造成热污染，对环境保护造成不利影响。
在火力发电厂中，除海滨电厂使用海水直流冷却外，早起建设的一些使用直流冷却水系统的机组大都已经得到了改造。
1.2开式循环冷却水系统该系统中、冷却水经循环水泵送入凝汽器，进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再由循环水泵送入凝汽器循环使用。
此循环利用的冷却水则称循环冷却水。
此系统的特点是：有CO2散失和盐类浓缩，易产生结垢和腐蚀问题；水中有充足的溶解氧，有光照，再加上温度适宜，有利于微生物的孽生；由于冷却水在冷却塔内洗涤空气，会增加粘泥的生成。
此系统较直流式系统的主要优点是节水，对一台300MW的机组，循环水量按3.2×104（t/h）计，如果补充水量为2.5%，则每小时的耗水量仅800t，因此该系统在水资源短缺的我国北方地区被广泛采用。
锅炉夹套水温PID控制.讲义
过程参数检测及仪表课程设计（论文）报告锅炉夹套水温PID控制1、系统实验装置1.1 系统设计本实验装置对象主要由水箱、锅炉和盘管三大部分组成。
供水系统有两路：一路由三相（380V恒压供水）磁力驱动泵、电动调节阀、涡轮流量计及自动电磁阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及自动电磁阀组成。
1.2 被控对象由不锈钢储水箱、（上、中、下）三个串接有机玻璃水箱、4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。
1．水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。
上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。
上、中水箱尺寸均为：D=25cm，H=20cm；下水箱尺寸为：D=35cm，H=20cm。
水箱结构独特，由三个槽组成，分别为缓冲槽、工作槽和出水槽，进水时水管的水先流入缓冲槽，出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽，这样经过缓冲和线性化的处理，工作槽的液位较为稳定，便于观察。
水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器，可对水箱的压力和液位进行检测和变送。
上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。
储水箱由不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52cm×43cm，完全能满足上、中、下水箱的实验供水需要。
储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。
2．模拟锅炉：是利用电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。
做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。
冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。
3．盘管：模拟工业现场的管道输送和滞后环节，长37米（43圈），在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。
过程参数课程设计
过程参数课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握过程参数的基本概念、原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生应能够：1.知识目标：理解过程参数的基本概念，掌握常用过程参数的计算方法和应用场景。
2.技能目标：能够运用过程参数的基本原理解决实际问题，具备进行过程参数设计和优化的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对过程参数学习的兴趣，增强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主要包括以下几个部分：1.过程参数的基本概念：包括过程参数的定义、分类和作用。
2.过程参数的计算方法：包括常用过程参数的计算公式、计算方法和计算技巧。
3.过程参数的应用：包括过程参数在工程设计、生产控制和优化方面的应用案例。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握过程参数的基本概念和原理。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解过程参数在工程中的应用方法和技巧。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握过程参数的测量方法和实验技巧。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐一些相关领域的参考书，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、动画和视频，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：准备充足、先进的实验设备，确保学生能够进行充分的实验操作。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：进行期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序，逐步讲解每个章节的内容。
2.教学时间：每周安排两节课，共计45分钟。
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2.1 标准节流装置的计算 ................................................................................................................... 3 2.1.1 问题引出 ......................................................................................................................... 3 2.1.2 计算步骤 ......................................................................................................................... 3 2.1.2.1 辅助计算 ............................................................................................................... 3 2.1.2.2 迭代计算流量 qm .................................................................................................... 3 2.1.2.3 计算结果 ............................................................................................................... 4 2.2 标准节流装置的设计 ................................................................................................................... 4 2.2.2 问题引出 ......................................................................................................................... 4 2.2.2 设计任务书...................................................................................................................... 5 2.2.3 设计步骤 ......................................................................................................................... 5 2.2.3.1 准备计算 ............................................................................................................... 5 2.2.3.2 选取标准节流件和差压计 ....................................................................................... 5 2.2.3.3 计算常用流量下的差压值 ....................................................................................... 6 2.2.3.4 计算 β 值和 C 值 ................................................................................................... 6 2.2.3.5 计算 d20.................................................................................................................. 7 2.2.3.6 确定最小直管段长度 l0、l1、l2................................................................................ 7 2.2.3.7 计算压力损失并进行核算 ....................................................................................... 8 2.2.3.8 计算基本误差 ........................................................................................................ 8
828.01 106 Pa s ，管道的线膨胀系数 D 11.16 106 / o C ，节流件的线膨胀系数 d 16.60 106 / o C 。
由以上参数计算 d t ， Dt 和 如下：
Dt D20 [1 D (t 20)] 100[1 11.16 106 *10] 100.01116 mm dt d20 [1 d (t 20)] 50.38[1 16.60 106 *10] 50.38836 mm
（7）
将 Re D1 的值带入式（5） ，得
C1 C CRe 0.60253 0.0029 0.503832.5 ( 106 0.75 ) 0.60434 190576
（8）
同理可得
Re D 2 AC1 1.91149*105
（9）
根据 Re D 2 ，再利用式（5） ，计算 C2 得
0. mm 05，新无缝钢管的绝对粗糙度： Ks 0.03mm ，所以粗糙度符合要求。
2.1.2.2 迭代计算流量 qm 选定初始值 C0 C ，即 ReD 无穷大， 0.50383 时的流出系数 C 。对角接取压孔板，流出系数计算公 式如下：
C0 C 0.5959 0.0312 2.1 0.1840 8 0.0029 2.5 ( 106 0.75 ) C Re D
C2 0.60253 0.0029 0.503832.5 ( 106 0.75 ) 0.60434 =0.60434 191149
（10）
2.1.2.3 计算结果 此时
C2 C1 Z n 1 106 C1
（11）
迭代计算结束，所以
qm
4 44755.56kg / h
qm min 100 103 kg / h ；工作压力 p 14.7MPa （绝对压力） ，工作温度 t 215o C ；管道 D20 199mm ，材料为
20 号钢，新无缝管，允许压力损失 y 40kPa ；管道阻力件：上游第一阻力件为球形阀全开，上游第二阻 力件为 90°平面弯头。 （1）确定标准节流件形式； （2）选定差压计； （3）计算 、C、、d 20 ； （4）确定最小直管段长度 l0、l1、l2 ； （5）计算压力损失并进行核算； （6）计算基本误差。
课程设计报告
( 2014-- 2015 年度 第二学期 )
名 题 院 班 学
称：
过程参数检测及仪表 A
目： 标准节流装置的计算和设计 系： 级： 号： 自动化系 测控 1201 班 201202030104 池浩湉 田沛老师 一周
学生姓名： 指导教师： 设计周数：
成
绩：
日期： 2015 年 6 月
目录
6 3 4
3.162935*105
（4）
（2）根据题意可知，直管段长度和粗糙度符合要求。
0.50383 ， 管 道 相 对 粗 糙 度为 4.9 104 ， 要 求 节 流 件 10D 以 内 管 道的 绝 对 粗 糙 度 K s 满 足
4 Ks 100. 01 4. 9 10
（5）
令流出系数的初始值
C0 C 0.5959 0.0312 0.503832.1 0.1840 0.503838 0.60253
（6）
其中， C 为 ReD 时的 C 值。 则
ReD1 AC0 3.162935*105 *0.60253 1.90576*105
三、课程设计总结 ......................................................... 8 四、参考文献 ............................................................ 8
一、目的与要求
本课程设计为测控技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。通过本 课程设计，加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 通过本门课程设计，了解流量测量的基本原理，流量仪表的基本结构，掌握节流式流量计的设计方法 和一般设计步骤。
2.2.2 设计任务书 绘制设计任务书如表 1 所示。 表 1 设计任务书 序号 1 2 项 目 被测介质名称 流量测量范围：正常 最大 最小 介质温度 介质绝对压力 管道内径（20℃下实测值） 管道材料 节流件取压形式 节流件材料 管道阻力件 符号 单位 数 值