热工过程自动控制原理教学设计
热工过程自动调节教学设计 (2)
热工过程自动调节教学设计一、设计背景热工过程自动调节是热能工程学中的重要内容，本教学设计旨在通过教学实验的方式，使学生深度理解热工过程自动调节的原理和应用。
二、教学目标1.理解热工自动调节系统的基本原理；2.掌握调节系统的常用调节方式；3.学会使用PID调节器进行调节；4.能够做好热工自动调节实验。
三、教学内容1. 热工自动调节系统的基本原理热工自动调节系统由调节器、执行器、被调节对象和测量元件组成。
被调节对象是要进行调节的对象，例如温度、压力等。
测量元件是用来对被调节对象进行测量的元件。
调节器通过将被调节对象的测量值与设定值进行比较，控制执行器，使被调节对象达到设定值，从而实现自动调节。
2. 常用调节方式常用的调节方式有比例调节、积分调节和微分调节。
比例调节是将被调节对象与设定值的差值乘以一个比例常数，得到控制量，从而控制执行器。
积分调节是将被调节对象与设定值的积分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
微分调节是将被调节对象与设定值的微分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
3. PID调节器的使用PID调节器是一种常用的自动调节器，它可以通过调整比例参数、积分参数和微分参数，来实现对被调节对象的控制。
PID调节器在自动控制系统中应用广泛。
4. 热工自动调节实验热工自动调节实验是通过具体实验，让学生进行实际操作，从而更深入地了解热工自动调节的原理和应用。
本次实验将根据课程设计要求，选取合适的实验项目，从而让学生更好地掌握热工自动调节理论知识。
四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解，让学生全面了解热工自动调节的内容。
2.实验法：通过实验操作，让学生深入理解热工自动调节的原理和应用。
3.讨论法：通过讨论，激发学生的活跃性，促进学生的思考。
五、教学评估通过考试、实验、报告等方式，对学生的知识掌握情况进行评估。
同时，通过学生的课堂表现和实验操作情况等，对学生的思维能力、动手能力和实际操作能力进行评估。
热工控制系统教学设计
热工控制系统教学设计简介热工控制系统作为化工、冶金、能源等领域重要的工业自动化系统，已经成为热工领域专业课的必修内容。
本文将介绍一种基于实践的热工控制系统教学设计方案，以提高学生的综合能力和实践能力水平。
教学目标1.熟悉热工控制系统的基本原理和构成；2.掌握热工控制系统常见的结构和参数调节方法；3.加强学生的实践能力和团队合作能力；4.提高学生独立解决实际问题的能力。
教学方案实践环节本教学方案主要以热工控制实验为主要教学环节，让学生在实践中逐步掌握热工控制系统的基本原理、结构和参数调节方法，同时加强学生的实践能力和团队合作能力。
教学内容实验1：测量锅炉水位本实验是热工控制系统中常见的流量控制实验，要求学生掌握测量锅炉水位的原理和方法，熟悉液位传感器的工作原理，掌握PID调节器的基本调节方法。
实验2：控制锅炉汽压本实验要求学生掌握热工控制系统中的压力控制方法，熟悉压力传感器的工作原理，掌握基于微机控制器的PID算法，通过调节控制器参数实现锅炉汽压的控制。
实验3：控制油温本实验要求学生掌握热工控制系统中的温度控制方法，熟悉热电偶的工作原理，掌握基于微机控制器的PID算法，通过调节控制器参数实现锅炉油温的控制。
实验4：模拟反应釜的控制本实验是针对热工控制系统中常见的反应釜控制场景，要求学生掌握热工控制系统的模拟方法，通过计算机模拟的方式实现反应釜温度和消耗率的控制。
教学方法本教学方案采用主题式教学法，并融入PBL项目学习法。
学生在学习前需要结合课上讲解的理论知识，结合实验实践内容，提出相关问题，并深入进行解决，以达到学生的主动学习；同时，针对实验操作中出现的问题，课堂上向学生提出帮助和引导，由学生进行团队合作，独立思考问题的解决方案，从而提高学生的实践能力和团队合作能力。
教学手段本教学方案采用计算机在教学中的应用，并结合现代化教学设备，在模拟实验设计以及真实实训环节中加入VR技术，进一步提高学生的实践能力和体验感。
《热工过程自动控制技术》高职
《热工过程自动控制技术》高职（原创实用版）目录一、热工过程自动控制的基本原理二、PID 控制的分析与整定方法三、大型火电机组的主要控制系统四、现代控制理论及其在热工过程中的应用五、离散控制系统的基本内容六、先进的控制策略及其在热工过程中的发展与应用正文热工过程自动控制技术是一种在能源动力系统中广泛应用的技术，它依据自动控制的基本原理，对热工过程进行实时监测和调节，以保证热工过程的稳定性和安全性。
首先，热工过程自动控制的基本原理主要包括反馈控制和前馈控制。
反馈控制是根据系统的输出信号，通过比较和误差放大，来调节系统的输入信号，以使系统输出信号接近于期望值。
前馈控制则是根据系统的输入信号，通过预测和提前调节，来减小系统的输出误差。
其次，PID 控制是一种在热工过程中占有统治地位的控制方法，它通过对比例、积分、微分三个环节的调节，来实现对热工过程的精确控制。
PID 控制的分析和整定方法主要包括根轨迹法、频率响应法和试验法等。
再次，大型火电机组是热工过程中常见的控制系统，它主要包括锅炉、汽轮机和发电机三个部分。
通过对这三个部分的实时监测和调节，可以实现对火电机组的优化控制。
此外，现代控制理论在热工过程中的应用也得到了广泛关注。
现代控制理论主要包括状态反馈控制、观测器设计和模型参考自适应控制等，它可以提高热工过程的控制精度和稳定性。
离散控制系统是另一种在热工过程中常见的控制系统，它主要通过对离散时间的采样和调节，来实现对热工过程的实时控制。
最后，随着科技的发展，一些先进的控制策略在热工过程中的应用也得到了广泛关注，例如模糊控制、神经网络控制和自适应控制等。
这些先进的控制策略可以进一步提高热工过程的控制精度和稳定性。
《热工过程自动控制》课程教学大纲(本科)
热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码：02410069学分：3学时：48 （其中：课堂教学学时：44实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：能源与动力工程控制基础适用专业：能源与动力工程教材：《热工过程自动控制》（自编讲义）一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课，它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上，将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。
通过本课程的学习，使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力，为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。
课程目标2：能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题，选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定，并能够理解其局限性。
课程目标3：能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）1.毕业要求3：系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础，主要包括机械和力学理论（机械原理、机械设计、理论力学、材料力学）、能源动力工程理论、热流体理论（热力学、流体力学、传热学）、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。
2.毕业要求4：掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能，了解学科前沿及发展趋势，并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。
3.毕业要求5：具有设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
热工过程自动调节第二版课程设计
热工过程自动调节第二版课程设计1. 选题背景热工过程是化工工艺过程中非常重要的一环。
在热工过程中，要对温度、压力等参数进行监控和调节才能保证产品的质量和工艺稳定。
传统的热工过程调节是通过人工进行控制，但由于人工操作存在误差和滞后等不可避免的问题，因此必须引入自动化控制，实现热工过程的自动调节。
热工过程自动调节是化工过程控制的基础，也是热工工程师必须掌握的核心技术之一。
2. 选题目的和意义本课程设计主要是为了提高学生的热工工程实践能力和对热工过程自动化控制的理解和应用能力。
通过本课程设计，学生将能够深入掌握热工过程自动调节的基本原理和方法，并能够在实践中灵活运用。
此外，本课程设计还能够培养学生的实验设计能力和团队合作精神，为学生未来的工程实践打下坚实的基础。
3. 课程设计内容3.1 实验目的热工过程自动调节的实验目的是加强学生对自动控制的了解和应用能力，以培养工程实践能力。
3.2 实验内容实验内容主要是通过某热工工艺过程的调节，让学生加深对热工过程的理解，了解自动控制的基本原理和方法，并能够通过软硬件调试，实现热工过程自动调节。
3.3 实验流程实验步骤如下：1.设计调节方案和要求；2.搭建实验平台和实验电路，进行热工过程自动调节的软硬件实现；3.实验数据采集和处理，进行结果分析和实验总结。
3.4 实验要求本课程设计要求学生结合所学知识和实践经验，自主设计一个热工过程自动调节的方案，进行软硬件调试，并完成实验数据采集和处理。
同时，要求学生在实验前完成相应的理论学习和实验准备，并在实验中积极合作，严格按照实验要求进行操作。
4. 实验设计要点本课程设计的实验设计要点如下：1.自主设计方案：学生根据需要自主设计一个热工过程自动调节的方案，包括控制器选择、传感器选型、控制算法编写等；2.实验电路设计：根据方案进行实验电路的设计和搭建，明确各组成部分的连接方式；3.软硬件调试：进行实验软硬件调试，确保各部分能够正常工作；4.数据采集和处理：对实验结果进行数据采集和分析，总结实验过程中遇到的问题和解决方法；5.实验报告撰写：根据实验结果进行实验报告撰写，包括实验原理、方案设计、实验步骤、结果分析和总结等。
《热力过程自动化》教案
《热力过程自动化》绪论一、热力过程自动化的重要意义1．电能无法存储，要求连续调整和操作以适应外界负荷的变化。
2．机组容量增大，监视和操作项目迅速增加，人力无法完成，热力过程的操作与控制必须实现自动化。
例：300MW机组，监视项目950—1050个，操作项目400个。
二、现代电厂热力过程自动化的概况和发展趋势概况：电子管型—晶体管型—集成电路组装型—计算机控制。
例如：DDZ-Ⅰ型、DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型、QDZ-Ⅱ型组合仪表、巡回检测仪、数字仪表、组装仪表、分散控制系统（DCS）我国自动化仪表发展趋势:小型化、系列化、通用化、智能化及标准化三、热力过程自动化的组成1．热工检测例如：t、p、Δp、D、H、O2等参数的检测2．自动调节CCS系统，锅炉给水、汽温、燃烧自动调节，汽轮机DEH系统、除氧器压力、水位自动调节，凝汽器水位自动调节等。
3．远方操作（遥控）即手动远方操作，是自动调节的后备手段。
4．热工信号和热机保护运行异常或参数越限发出：灯光、音响、语音信号；如：AN－3100报警器参数偏离极限值：保护装置动作。
如：FSSS、TSI、OPC5．计算机集散控制系统DCS系统：DAS、CCS、SCS、FSSS、DEH、ATC、ETS、ECS、RB。
特点：信息集中，控制分散。
四、热工控制盘和控制台集控室：控制盘、控制台、DEH站、锅炉汽轮机DCS站、FSSS站、ECS 站等。
电力工业是技术密集型企业，生产过程复杂多变。
要求运行值班员：严密监视、冷静分析、准确判断、合理操作。
第一章 热工测量的基本知识§1－1热工测量系统的组成一、热工测量的目的及意义 目的：1．反映被测参数值，以便监视运行工况。
2．为自动调节设备提供测量信号，并监视其运行。
3．为经济核算提供数据，以寻求经济合理的运行方式。
4．记录、打印异常数据，为分析事故原因提供依据。
意义：为保证机组的安全、经济运行提供可靠、快速、准确的基本测量数据，是实现自动化的基石。
电厂热工过程控制系统教学设计
电厂热工过程控制系统教学设计
介绍
随着科技的发展，热电厂在发电过程中体现出了越来越多的自动控制优势。
因此，对于热能工程、机械与动力等专业的学生而言，掌握热电厂热工过程控制系统的知识变得更加必要。
本文将介绍针对该主题的教学设计，帮助学生在实践中更好地理解、掌握和应用。
目标
本教学设计的主要目标是：
1.使学生了解电厂热工过程控制系统的工作原理和技术要点。
2.通过实际操作和实验，使学生对电厂热工过程控制系统有更深刻的理
解和掌握。
3.提高学生的实践能力和应用能力，为将来工作打下良好的基础。
教学内容
前期知识储备
在介绍电厂热工过程控制系统之前，学生需要对以下内容有一定的了解：
1.热力学基础知识、机械工程基础知识、电气自动化基础知识。
2.计算机基本原理和操作技能。
理论教学
1.电厂热工过程控制系统的定义、基本原理和结构。
2.电厂热工过程控制系统中使用的传感器、执行器及其他基础设备等。
3.电厂热工过程控制系统的控制模式、控制策略和控制方法。
1。
热工控制系统课程设计
热工控制系统课程设计简介热工控制系统是一种用来控制工业过程中温度、压力、流量等参数的自动化控制系统。
在热轧生产、化工生产、冶金生产等各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍一个完整的热工控制系统课程设计，包括设计思路、实现方法、具体步骤等。
设计思路本次热工控制系统课程设计的任务是实现温度控制系统。
我们需要根据预设的设备参数和控制规则，设计一套能够精确控制温度的自动化控制系统。
具体思路如下：1.确定控制对象：本次设计控制对象为加热炉。
加热炉内的加热元件通过加热空气来传递热能，从而控制物体的温度。
2.确定控制规则：本次设计需要实现的控制规则是PID控制算法。
PID是一种经典的控制算法，可以通过对系统误差的比较、积分、微分来调整控制量，从而实现系统的自动控制。
3.设计控制器：为了实现PID控制算法，需要设计一个控制器。
控制器应当能够根据当前的系统状态，计算出正确的控制量，并将控制量发送给加热炉的控制电路。
4.实现控制系统：将控制器和加热炉的控制电路连接起来，并通过编程实现对控制器和加热炉的控制。
实现方法实现本次热工控制系统课程设计需要以下材料和设备：•Arduino开发板：用于编程和实现控制系统。
•温度测量传感器：用于感知物体的温度变化，并将温度数值发送给控制器。
•加热炉：控制对象。
•控制电路：用于控制加热炉的加热元件，从而实现对物体温度的控制。
•软件程序：负责实现PID控制算法，将温度数值转化为正确的控制量，并发送给控制电路。
实现步骤如下：1.根据电路图搭建控制电路。
根据加热炉内的加热元件，设计出适合的电路。
2.连接温度测量传感器。
将温度测量传感器安装在加热炉内，并将数据线连接至Arduino开发板上。
3.编写程序。
编写程序实现PID控制算法，将温度数据转化为正确的控制量，并将控制量以PWM信号的形式发送至控制电路。
4.调试与测试。
通过调试程序和控制电路，测试控制系统是否可以准确控制加热炉的温度，整个系统的反应速度是否合理。
《热工过程自动控制》课程设计
（注意：保持清洁，设计结束后装订在设计说明书正文的第1页）《热工过程自动控制》课程设计任务书专业方向：热能与动力工程班级：学生姓名：指导教师：周数：1学分：1一、设计题目600MW单元机组直流锅炉给水控制系统的组态设计二、原始资料1. 控制对象600MW超临界机组直流锅炉给水控制系统采用两台分别带50%负荷的汽动给水泵作为正常负荷下的供水，设置一台可带50%负荷的电动给水泵，作为启动及带低负荷或两台汽动泵中有一台故障时作备用泵使用。
2. 控制要求直流锅炉必须使燃烧率和给水量随时保持适当的比例。
（1）给水流量控制回路仅当锅炉运行在纯直流工况下，才能对锅炉出口的主蒸汽温度起到粗调的作用。
为保证锅炉本身的安全运行，要求任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR；（2）给水泵串级控制回路的副调节器根据给水流量偏差输出给水泵控制指令，调节各台泵的转速以满足机组负荷变化的需要；（3）为保证给水泵的运行安全，给水流量调节阀控制回路通过调节给水阀门的开度维持泵出口母管的压力在适当范围内；（4）汽动给水泵再循环阀调节回路需保证通过每台汽泵的流量不低于最小允许流量。
三、设计任务1、了解大型单元机组控制系统概貌和集散控制系统概貌及其组态原理；2、了解ABB贝利公司Symphony集散控制设备及其重要功能模块的作用；3、掌握控制对象（包括工艺流程）及控制任务；4、根据控制系统原理进行相应集散控制系统的组态设计；给水控制系统包括三个部分：（1）给水流量指令形成回路（2）汽动给水泵转速控制回路（3）给水流量调节阀控制回路，可任选其中两部分做组态设计。
5、对所设计的部分进行组态分析。
四、建议时间安排课程设计时间安排序号内容时间1 收集资料，学习相关理论知识1天2.5天2 进行集散控制系统的组态设计并绘制组态图3 整理报告1天4 答辩0.5天5 合计5天五、成果要求1、课程设计报告（1）字数约5000左右，统一用A4纸手工书写，字迹工整。
热工自动控制系统课程设计
热工自动控制系统课程设计1. 引言热工自动控制系统是在热工过程中采用自动化技术实现的控制系统。
它可以实现对热工过程的自动控制和监测，提高热工系统的运行效率和安全性。
本课程设计旨在针对热工自动控制系统的实际应用，通过设计热工自动控制系统，提高学生的实践能力和综合素质。
本文将详细介绍该课程设计的设计要求、设计方案、设计流程、实验结果等内容。
2. 设计要求热工自动控制系统是一种微型化的自动控制系统，要求学生在设计中考虑到系统的精度、可靠性、复杂性等因素。
具体要求如下：2.1 系统稳定性热工自动控制系统需要保证系统的稳定性，能够在热工过程中保持系统的平衡状态。
因此，学生需要考虑到系统的控制算法、传感器精度等问题。
2.2 系统精度和可靠性自动控制系统需要具备高的精度和可靠性。
学生需要考虑到系统的控制精度、传感器的滞后、误差等问题。
2.3 系统复杂程度自动控制系统需要考虑到系统的复杂程度，学生需要合理设计系统的结构、控制算法、传感器数量等问题。
3. 设计方案3.1 系统结构设计系统结构设计是热工自动控制系统设计的首要任务。
学生需要结合实际应用场景，选取合适的控制器、传感器、执行器等元件，合理设计系统结构。
3.2 控制算法设计热工自动控制系统的控制算法是实现自动控制的核心。
学生应针对具体应用场景，选择合适的控制算法，采用模拟和数字信号处理技术，提高控制效果和精度。
3.3 系统软件编程学生应根据系统功能和任务需求，采用一种或多种编程语言实现系统功能和任务。
3.4 实验装置调试在设备选型、软件编写等工作结束后，学生需要实际进行系统装置调试。
针对装置调试过程中出现的问题，结合知识和经验，及时解决调试过程中出现的问题。
4. 设计流程4.1 策划首先，在设计热工自动控制系统之前，学生应依据本体系的课程要求，深入了解相关知识和技术，根据实际应用场景制定详细的设计方案和设计流程。
4.2 分配任务学生应根据个人特长、知识背景等因素，分配具体任务。
- 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)。
热工过程自动控制原理教学设计
1. 前言
随着社会的不断发展，科技的不断进步，自动化技术在各行各业的应用越来越
广泛。
在热工领域中，也不例外。
为了适应这种社会发展和技术进步，本文探讨了热工过程自动控制原理教学设计。
本文将从以下几个方面进行探讨：
•热工过程自动控制的概念及原理
•热工过程自动控制的应用场景
•热工过程自动控制原理的教学设计
2. 热工过程自动控制的概念及原理
2.1 热工过程自动控制的概念
热工过程自动控制是指通过控制系统来实现对热工过程参数的实时监控与调节，从而实现热工过程的自动化控制。
要完成这项工作，需要采用传感器、执行器等关键的控制部件。
2.2 热工过程自动控制的原理
热工过程自动控制的原理基于控制系统基本原理，即控制器接收传感器测量得
到的物理量信息，然后根据预设控制策略调整执行器的运动，最终实现对热工过程参数的控制。
3. 热工过程自动控制的应用场景
热工过程自动控制的应用场景非常广泛，包括以下方面：
•热力发电
•工业锅炉
•燃煤热电联产
•烟气脱硫
4. 热工过程自动控制原理的教学设计
4.1 教学目标
通过热工过程自动控制原理的教学，使学生了解热工过程自动控制的基本概念和实现原理，掌握其在实际生产中的应用场景，并能够运用所学知识分析和解决控制系统遇到的问题。
4.2 教学内容
•热工过程自动控制的概念及原理；
•热工过程自动控制的应用场景；
•热工过程自动控制系统的组成及其作用。
4.3 教学方法
•理论课讲解：在理论课讲解中，可以通过讲授基本原理来使学生了解控制系统的结构和运作方式。
•实验课实践：在实验课实践中，可以运用实际案例模拟控制系统的实际运作，使学生深入了解控制系统的组成和运作方式。
•学生讨论：学生可以通过课程的讨论、小组讨论等形式，一起探讨控制系统遇到的问题，分析问题原因，并寻找合适的解决方案。
4.4 教学评估
为了评估学生的学习成果，可以采用以下方式进行：
•课堂测试：在课程的中间或末尾，根据学生所学的内容，设置相应的笔试或实际操作测试，来检验学生的掌握情况；
•课程设计：在课程设计中，要求学生采用所学知识，设计一个热工过程自动控制系统，并在作品中注明设计理念，组成原理，实际应用场景等；
•学术研究：学生可以通过学术研究的方式，探讨相关的热工过程自动控制方面的课题，撰写论文或作品，以提高其写作及分析研究的能力。
5. 结论
通过本文的介绍，可以看到，热工过程自动控制的应用范围相当广泛，其实现
原理也是非常基本的。
对于学生来说，只有了解其基本原理及实际应用才能更好地运用其在实际生产中。
教师在教学设计时，在讲解原理的同时，应该加强实践操作，让学生能够真正地学以致用，提高实际应用的能力。