过程控制系统设计说明

第１章绪论1.1 设计要求1.1.1 设计题目和设计指标题目：基于WinCC软件的过程控制监控系统设计设计指标：1）下位机设备（S7-200）2）上位机组态软件（趋势图、报警界面、参数设定）1.1.2 设计功能1. 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统,通过调节电动调节阀的开度，改变水箱的进水流量，从而使水箱内的液位维持于恒定值。

2. 在上位机编制工艺画面，能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位PLC 控制系统的动态运行情况，显示SP（设定值）、PV（液位高度检测值）、OP（阀开度）、P（比例）、I（积分时间）、D（微分时间），并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、报警信息、历史曲线等功能。

第２章下位机设计2.1PLC选型1、CPU 选择的型号是西门子的CPU-226，它是200系列中一款高档次的CPU，其主要应用于具有较高要求的控制系统中。

和其它型号的CPU相比，其具有更多的I/O点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和更强的内部集成的特殊功能。

主要特性如下：➢可携带7个模块➢集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点➢13K字节的程序和数据存储空间➢6个独立的30KHz的高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，并具有PID控制器➢2个RS485通讯/编程接口，具有PPI通信协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力➢I/O端子排可很容易的整体拆卸2、模拟输入模块采用EM 231，其输入信号是4~20mA信号，本实验即要求输入量为该数，满足要求，因此选用该型号。

3、模拟量输出模块采用EM232。

2.2 系统框图及下位机硬件连接系统框图如2-2-1所示：图2-2-1系统框图下位机硬件连接如2-2-2所示：PC/PPI 通信电缆M LT1上水箱电动调节阀1液位变送器进水出水图2-2-2下位机硬件连接图第3章 WinCC组态设计3.1 变量设计变量名称地址数据类型存取P VW0 INT RWI VW1 INT RWD VW2 INT RW当前值VW5 INT RW给定值VW6 INT R1、打开PC Access SP2软件，建立PLC连接。

基于SCADA的过程控制系统设计与实现一、引言SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）是指监控控制与数据采集系统，它可以将分散的数据进行集中处理，实现对远程设备的监控和控制。

在工业自动化领域中，SCADA系统已经广泛应用于过程控制系统的设计和实现中。

本文将介绍基于SCADA的过程控制系统的设计原理和实现方法。

二、SCADA系统的基本原理SCADA系统由监控主站和远程终端单元组成，其中监控主站负责数据采集、监视和控制，而远程终端单元则负责采集现场数据并将数据传输给监控主站。

SCADA系统通过使用现代通信技术，如以太网、无线通信等，实现了对远程设备的实时监测和控制。

三、过程控制系统的设计与实现1. 系统需求分析在设计过程控制系统之前，首先需要进行系统需求分析。

这包括确定系统的功能需求、性能需求和可靠性需求等，并对系统运行环境进行评估。

2. 系统架构设计基于SCADA的过程控制系统需要设计合适的系统架构。

一般来说，系统架构包括核心网络架构、系统软件架构和硬件架构等。

核心网络架构负责控制主站和远程终端单元之间的通信，系统软件架构负责数据采集和处理，而硬件架构则负责提供必要的硬件设备支持。

3. 数据采集与传输过程控制系统的设计和实现离不开数据采集和传输。

通过采集传感器和执行器的数据，可以实现对过程的监视和控制。

数据采集可以通过模拟量输入、数字量输入和通信接口等方式进行。

而数据传输则可以通过以太网、无线通信等手段实现。

4. 数据处理与控制SCADA系统的核心任务是对采集到的数据进行处理和控制。

数据处理包括数据存储、数据显示和数据分析等。

而数据控制则包括远程控制和命令下达等。

通过数据处理和控制，可以实现对过程的监控和调控。

5. 系统安全与可靠性保障过程控制系统设计和实现中要注意系统的安全和可靠性。

这包括对系统的保密性、完整性和可用性进行保护，以及对系统进行备份和恢复等措施的实施。

生产过程模拟控制设计说明书
一、总体控制方案
本控制方案全面实现了生产过程的模拟控制，该方案包括：本地控制器、运动控制、安全控制和PLC控制等。

1.1本地控制器
本地控制器负责处理生产设备的相关参数、故障信息和操作参数等，
并对生产系统实时的显示、控制、监测、显示和记录进行监控。

本地控制
器通过模块化的方式进行了设计，使得实现更加灵活、操作更加简单、稳
定性更好。

同时，该控制器能够满足客户对系统进行自定义设置，以更好
地服务客户的生产需求。

1.2运动控制
该方案为负责运动控制的部分，包括电子运动控制、模拟运动控制和
机械运动控制，电子运动控制使用PLC控制器实现，模拟运动控制使用数
字信号处理器实现，机械运动控制则使用伺服驱动器、步进驱动器等实现。

该控制方案能够实现对运动部件的实时监控、记录及报警等功能，以保证
运动部件的正常运行。

1.3安全控制
安全控制方案采用三网安全体系，包括安全现场总线（SLC）、安全
总线系统（SBS）、以及安全驱动控制系统（SDCS）。

实现对安全模块的
连接、触发及记录，以保证系统的安全性。

1.4PLC控制
本控制方案采用工业控制器作为系统核心控制器。

工业过程控制系统设计与实现工业过程控制系统在现代工业生产中扮演着重要的角色，它是一种实现现代化自动化生产的关键技术之一。

随着科学技术的发展，工业过程控制系统逐渐成为工业企业中不可缺少的技术手段之一。

然而，工业过程控制系统设计与实现需要掌握一定的技术和知识，本文将就此进行探讨。

一、工业过程控制系统的概念工业过程控制系统是指将计算机技术与自动控制技术相结合，利用传感器、执行器、控制器等技术手段，对工业生产过程进行全面控制和管理的一种系统。

目的是提高企业生产效率、降低成本以及保证产品质量等。

二、工业过程控制系统的组成工业过程控制系统主要由以下几个部分组成：1、传感器：负责将实际物理量转换为电信号，并将其送至控制器。

2、控制器：负责根据对被控制对象的监测数据来进行计算和判断，并发出相应的控制信号，予以实现对被控对象的控制。

3、执行器：负责将控制信号转换为能够引起被控对象状态的控制动作，如通过振动、压力等方式对被控对象进行控制。

4、人机界面：通过人机交互界面，生产过程控制人员可以对整个过程进行实时监控和管理，以及根据生产需要进行各种数据分析、生产调度等操作。

三、工业过程控制系统的设计流程1、需求分析：在进行工业过程控制系统的设计之前，首先需要对所要控制的对象进行需求分析。

需要明确被控物体的控制需求及控制对象所需要完成的工作。

2、系统设计：在了解被控对象的需求后，需要进行系统设计，根据需求场景根据被控对象的运行状态、数据通信、数据处理、人机界面等方面进行设计。

3、硬件选型：根据需求分析、系统设计的要求，为系统选择合适的硬件设备，包括传感器、控制器、执行器、数据采集卡等。

4、系统实现：根据硬件选型，开始对系统进行实现，包括软硬件的编程、算法的设计等。

5、调试测试：对设计实现的系统进行进行调试和测试，检测系统是否能够达到控制要求，是否能够正常运行。

6、系统维护：当系统正式推广到生产中时，需要进行后期的维护和更新。

生产过程模拟控制设计说明书
一、简介
本模拟控制设计针对生产过程，采用模拟控制的思想，设计出一系列智能化的控制方案，以提升生产效率，改善产品质量，减少生产成本，确保生产安全。

二、技术特点
1.自控技术：采用标准的自控系统技术，实现自动启停及参数调节，确保过程控制的稳定性和精准度；
2.过程控制技术：采用成熟的过程控制技术，实现软件，硬件，制作方案的设计，同时拟定联锁系统，对过程参数做出良好的监控；
3.连接技术：采用标准的连接技术，建立稳定的控制系统，实现信号的高效传输，快速响应；
4.计算机技术：采用标准的计算机技术，实现信息的收集，处理，存储，分析，统计，方便相关人员对生产过程的监控和管理；
5.报警技术：采用标准的报警技术，全面实现对控制系统的监控，及时发现问题，并及时处理；
三、解决方案
1.自控：采用标准的PID控制系统，实现温度、压力、流量的自控；
2.过程控制：采用联锁系统，实现对过程参数的实时监控；
3.连接：采用标准的通信协议，实现设备间的数据交换；。

工业过程控制系统设计与优化工业生产中，过程控制系统设计与优化是至关重要的。

它不仅可以提高产品的质量和生产效率，还可以减少生产成本和安全事故的发生。

本文将从控制系统设计的基本理念和优化方法入手，为读者深入介绍工业生产中的过程控制系统设计与优化。

一、基本理念控制系统设计的基本任务是根据所需的生产过程，在系统中加入控制装置，使得整个生产过程可以稳定运行，并且达到预期的效果。

控制系统设计应当以实现生产过程的准确控制为前提，以提高生产效率、降低生产成本、保障生产安全为目标，针对生产过程的特点和要求进行综合考虑。

控制系统设计的核心是控制算法。

通过对生产过程进行观测和分析，采用合适的控制算法以最小化过程控制中的误差和变化，从而使生产达到更完美的效果。

设备的选择是控制系统设计的关键。

为了达到稳定的控制效果，设备必须具备稳定性、精度高、响应速度快、适用于不同的工作环境和工作状态等特点。

在实际设计过程中，应当结合生产需求和工作环境综合考虑，并根据需求选取合适的设备和器材。

二、控制系统优化方法控制系统优化的目标是提高生产效果和降低生产成本。

其核心任务是对控制算法进行细致分析和改进，使其更加准确和可靠。

同时，还要综合考虑生产过程的特点和要求，优化控制系统的各个组成部分，从而提高生产效率和降低生产成本。

（1）控制算法优化控制算法优化是控制系统优化的关键。

如果控制算法不够准确、灵活，那么就很难达到准确控制的目的。

因此，控制算法的优化应当是优化控制系统的首要任务。

控制算法的优化主要包括以下几个方面：①建立可靠的数学模型：建立准确、可靠的数学模型是优化控制算法的基础。

只有建立准确的数学模型，才能较为准确地预测生产过程中的变化。

②选择合适的控制算法：根据不同的生产过程要求，选择合适的控制算法。

比如，在一些要求精度较高的生产过程中，PID控制算法就可以起到较为良好的效果；而在一些需要更为复杂控制的生产过程中，可以考虑使用模糊、神经网络等现代控制算法。

实验一 单回路温度控制系统的参数整定一、实验目的1、 掌握单回路控制系统的原理性组成；了解单回路温度控制系统实验装置的组成和原 理；掌握单回路温度控制系统的参数整定方法。

2、 掌握DCS 系统的监控和操作方法。

二、实验仪器及设备过程控制系统综合实验装置一套、SUPCON JX-300X DCS 系统一套 三、实验线路单回路温度控制系统流程示意图：温度调节器SP综合实验装置管路连接方式见图示（下页）： DCS 控制站第一个机笼的I/O 卡件分布见下图：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19各块I/O卡件的信号安排见下表：说明：J1/01——J1/08卡件通道为SP313的第1路即SP313(1)J1/09——J1/16卡件通道为SP313的第2路即SP313(2)J1/17——J1/20卡件通道为SP313的第3路即SP313(3)四、实验内容及实验方法（一）、实验内容1、熟悉单回路温度控制系统的管路连接方式及各输入/输出信号与DCS卡件的连接方式。

2、根据温度控制系统管路连接方式调节相关手动球阀至对应开关位置，进行单回路控制系统参数整定的方法整定PID参数。

3、观察和比较PID参数变化对系统性能的影响。

（二）、实验方法及步骤1、按照综合实验装置管路图正确开关各手动球阀。

2、综合实验装置上电，打开水泵，等高位水箱开始溢流（恒压状态下），锅炉水位到高度的2/3时，关闭锅炉的进水阀和出水阀。

3、SUPCON JX-300X DCS系统上电，工程师站上调出监控画面（组态设计已做好），手动操作给锅炉加热到设定温度。

4、小开度打开锅炉的进、出水阀，使锅炉水流动，手动调节加热功率大小，使锅炉水温基本稳定在设定值上，初置调节器PID参数值，将DCS切换到自动控制状态。

5、在锅炉里加少量冷水或加大锅炉进水阀的开度片刻，以模拟扰动，观察系统的调节过程、响应曲线。

工业过程控制课程设计题目: 基于组态软件的流量单回路过程控制课程设计设计成绩：指导教师：本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。

工业过程控制课程设计任务书摘要过程控制就是对工业生产过程的自动控制，它采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具设计控制系统实现生产过程自动化。

流量单回路控制系统就是采用计算机、传感器等设备对水箱的水位进行控制使其带到预期的状态。

组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

关键词：过程控制工业流量组态王目录1 课程设计的目的与要求41.1设计目的41.2 设计要求42 系统结构设计52.1 控制方案52.2 系统结构63 过程仪表选择63.1电动调节阀63.2水泵63.3 液位传感器73.4 变频器73.5 模块选择73.6 电磁流量传感器84 系统组态设计84.1 组态王介绍 84.2 组态画面95 单回路控制系统PID控制算法 10设计心得12参考文献131 课程设计的目的与要求1.1设计目的本课程是在学完《工业过程控制》课程后的一个应用性实践环节。

通过本课程设计的训练，学生应对过程控制工程设计的概念有完整地了解，同时培养学生综合应用基础课、专业课所学知识与工程实际知识的能力。

通过对过程控制系统的分析与设计，获得面向工业生产过程系统分析与设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。

通过某种组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的流量单回路过程控制系统。

1.2 设计要求(1) 根据流量单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。

(2) 根据流量单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。

(3) 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。

《过程控制系统》课程设计任务书《过程控制系统》课程设计任务书姚明亮编写西安⼯业⼤学电⼦信息⼯程学院⾃动化系2015年12⽉⽬录第1章《过程控制系统》课程设计的⽬的与基本要求 (3)1.1前⾔ (3)1.2《过程控制系统》课程设计的⽬的 (3)1.3《过程控制系统》课程设计的基本要求 (3)第2章《过程控制系统》课程设计选题 (5)2.1课题⼀基于PLC的单容⽔箱⽔位控制系统设计 (5)2.1.1本课程设计的任务描述 (5)2.1.2本课程设计的要求 (5)2.1.3本课程设计提⽰ (5)2.1.4课程设计报告的要求 (9)2.2课题⼆基于PLC的双容⽔箱⽔位串级控制系统设计 (10)2.2.1本课程设计的任务描述 (10)2.2.2本课程设计的要求 (10)2.2.3本课程设计提⽰ (10)2.2.4课程设计报告的要求 (14)第1章《过程控制系统》课程设计的⽬的与基本要求1.1前⾔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。

在现代化⼯业⽣产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提⾼经济效益和劳动⽣产率、改善劳动条件、保护⽣态环境等⽅⾯起着越来越⼤的作⽤。

1.2《过程控制系统》课程设计的⽬的在本课程设计中，通过⼀个完整的⽣产过程控制系统的设计，使学⽣在进⼀步加深理解和掌握《过程控制系统》课程中所学内容的基础之上，着重训练学⽣将《⾃动控制原理》、《⾃动化仪表与过程控制系统》、《微机控制技术》和《电⽓设备与PLC 控制技术》等课程中所学到知识进⾏综合应⽤。

锻炼学⽣的综合知识应⽤能⼒，让学⽣了解⼀般⼯程系统的设计⽅法、步骤，系统的集成和投运。

1.3《过程控制系统》课程设计的基本要求按课程设计任务书提供的课题以及给出的设计任务，确定设计系统结构，分析系统的特点和系统特性，按给定的被控对象设计相应的控制系统，并在实验室连接系统部件、构造硬件系统，硬件系统主要包括控制器（即西门⼦S7-200系列PLC）、执⾏器（即电动调节阀）、检测装置（即传感器）、⽔泵、以及监控计算机。

生产过程控制系统设计前言 (2)1课题设计的背景 (2)2造纸废液处理的意义 (3)3过程操纵的进展概况 (3)4可编程逻辑操纵器（PLC ）的进展 (4)5 PLC 生产过程操纵系统 (5)第二章过程操纵方案比较、设计 (5)1工艺过程分析 (5)2配料（混料）反应系统 (7)3干燥处理系统 (7)4操纵原理图（见附录） (9)5调节阀流通能力的计算 (9)5.1调节阀 (9)5.2 PID 操纵算法 (10)6数字PID 参数的选择 (17)6.1采样周期的选择 (17)6.2数字PID 操纵的参数选择 (18).6.3数字PID 操纵的工程实现 (19)第三章操纵系统的硬件设计 (23)1可编程操纵器 (23)1.1可编程操纵器（PLC ） (23)1.2可编程操纵器的基本原理 (24)1.3001482--MR FX N 可编程操纵器 (26)1.4AD FX N 42-模拟量输入模块 (27)1.5DA FX N 42-模拟量输出模块 (27)2液位计 (28)3温度变送器 (28)3.1概述 (28)3.2要紧特点 (29)3.3工作原理 (29)4压力变送器 (30)5电动执行机构 (31)第四章操纵系统软件设计 (34)1操纵系统整体分析 (34)1.1系统设计基本原则 (34)1.2逻辑操纵要求 (35)1.3系统主电路图 (35)1.4输入/输出点数统计 (35)1.5PLC最终选型 (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)前言1课题设计的背景本设计的背景是利用造纸工业产生的废液生产颗粒状复合肥料,要求为该生产过程设计相应的操纵系统。

造纸企业污染排放是我国水污染的一个要紧原因。

将造纸厂的废水直接排放会导致生态环境严重恶化，而废水污染治理不仅技术复杂，而且投资很大，因此造纸废液治理成为企业与社会日益关注的问题。

另一方面，造纸黑液也含有大量的可利用成分，其中含氮、钾（硫酸钾）、磷、硅及有机物等因此。

过程控制系统综合设计报告班级：姓名：学号：学期：一、实验目的与要求1．掌握DDC控制特点；2．熟悉CS4100实验装置，掌握液位控制系统和温度控制系统构成；3．熟悉智能仪表参数调整方法及各参数含义；4．掌握由CS4100实验装置设计流量比值控制、液位串接控制、液位前馈反馈控制及四水箱解耦控制等设计方法；5．掌握实验测定法建模，并以纯滞后水箱温度控制系统作为工程案例，掌握纯滞后水箱温度控制系统的建模，并用DDC控制方案完成控制算法的设计及系统调试。

以水箱流量比值控制、水箱液位串接控制、水箱液位前馈反馈控制及四水箱解耦控制为被被控对象，完成系统管路设计、电气线路设计、控制方案确定、系统调试、调试结果分析等过程的训练。

以纯滞后水箱作为被控对象，以第二个水箱长滞后温度作为被控量，完成从实验测定法模型建立、管路设计、线路设计、控制方案确定、系统调试、结果分析等过程的训练。

具体要求为：1）检索资料，熟悉传感器、执行器机械结构及工作原理。

2）熟悉CS4100过控实验装置的机械结构，进行管路设计及硬件接线；3）掌握纯滞后水箱温度控制系统数学模型的建立方法，并建立数学模型；4）掌握智能仪表参数调节方法；5）进行控制方案设计，结合具体数学模型，计算系统所能达到性能指标，并通过仿真掌握控制参数的整定方法；6）掌握系统联调的步骤方法，调试参数的记录方法，动态曲线的测定记录方法。

记录实验数据，采用数值处理方法和相关软件对实验数据进行处理并加以分析，记录实验曲线，与理论分析结果对比，得出有意义的结论。

7）撰写实验设计报告、实验报告，具体要求见：（五）实践报告的内容与要求。

二、实验仪器设备与器件1.CS4100过程控制实验装置2.PC机（组态软件）3.P909 智能仪表若干三、实验原理分析3.1系统建模综述3.1.1系统建模的概念工业过程的数学模型分为动态数学模型和静态数学模型。

动态数学模型是输出变量与输入变量之间随着时间而变化的动态关系的数学描述。

过程控制系统课程设计2篇过程控制系统课程设计（一）一、引言过程控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，它通过对工业过程中涉及的各个环节进行控制，提高生产效率、优化工艺流程、降低生产成本。

本文将对过程控制系统进行设计和优化，以实现对工业生产过程的有效控制和管理。

二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个能够对一个工业生产过程进行控制和管理的过程控制系统。

通过该系统，能够实时监测和控制工业生产过程中的各个环节，提高生产效率和产品质量，减少资源浪费和成本损失。

三、系统需求1. 数据采集和监测：系统需要能够实时采集和监测工业生产过程中涉及的各个参数和数据，包括温度、压力、流量等。

2. 控制算法设计：系统需要能够根据实时采集的数据，设计和优化控制算法，从而实现对生产过程的精确控制和调节。

3. 故障检测和预警：系统需要能够检测和诊断生产过程中的故障，并及时发出预警信号，以减少故障对生产过程的影响。

4. 数据存储和分析：系统需要能够对采集到的数据进行存储和分析，以便后续的数据挖掘和决策支持。

四、系统设计1. 硬件设计：系统的硬件部分主要包括传感器、控制器和执行器。

传感器用于采集工业生产过程中的各种数据和参数，控制器用于实时监测和控制生产过程，执行器用于执行控制指令。

2. 软件设计：系统的软件部分主要包括数据采集与监测模块、控制算法设计模块、故障检测与预警模块以及数据存储与分析模块。

3. 网络设计：为了实现远程监控和管理，系统需要建立一个可靠的通信网络，以实现与远程终端的数据传输和控制。

五、系统优化在设计过程中，我们还可以对系统进行优化，以进一步提高生产效率和产品质量。

具体的优化措施包括以下几个方面：1. 控制算法优化：通过对控制算法的优化和改进，可以进一步提高对生产过程的控制效果，实现更加精确和稳定的控制。

2. 故障检测与预警优化：通过对故障检测与预警模块的优化，可以提高故障检测的准确性和预警的时效性，为及时处理故障提供有力支持。

过程控制系统课程设计1. 概述过程控制系统是一种以电子数字技术为基础的实时控制系统。

它通过对工业生产中液体、气体、固体等物质的流量、压力、温度等关键指标进行监测、控制与调节，以保证生产的连续和质量稳定。

本课程设计旨在通过设计模拟一个火车站的过程控制系统，帮助同学们深入理解过程控制系统的原理和实现。

2. 课程设计要求2.1 设计目标•设计一个火车站的过程控制系统。

•该火车站包括两个车站和一个铁路交叉口，车站间的距离为4公里，交叉口处的距离为2公里。

•设计程序模拟通过该火车站的10列火车的运行。

•每列火车的速度、装载量、卸载量等参数是随机设定的。

•设计程序可实现对火车的自动安排、安全检测等操作。

2.2 设计内容设计包括以下内容：2.2.1 程序框架•程序应具有图形用户界面。

•程序应能自动调度尚未到站的列车，同时需要考虑铁路交叉口的坐标情况。

•程序应根据实际情况，计算每列火车到站时间，并做好相应的停车、装卸货物等操作。

2.2.2 火车数据模拟设计程序能够随机生成10辆火车的相关数据，包括每列火车的速度、装载量、卸载量、到站时间等参数，并将这些数据保存至文件中。

2.2.3 数据读入与处理设计程序能够从文件中读取数据，并对数据进行处理，计算出每列火车到站时间和停留时间，并输出到图形化界面中。

2.2.4 实时监测与控制•设计程序应具有实时监测功能，能即时反馈各列火车的运行状态。

•程序应实现对火车的自动控制功能，及时识别并处理出问题的列车。

2.3 额外要求•设计程序应具有良好的用户体验，如界面友好、操作便捷等。

•设计程序应具有较好的稳定性和安全性。

3. 思路设计3.1 数据模拟由于火车数据是随机生成的，因此可使用Python中random库中的randint函数生成随机数。

将每列火车的数据保存至文本文档中，便于读取。

3.2 数据读入使用Python中的pandas库读入文本文档，将数据存储于Pandas数据框架中。

2 目录一、设计目的 2二、设计要求 3三、实现过程3 1、 系统概述 (3)1.1加热炉 (3)1.2加热炉工艺过程 ...................................................... 4 13控制参数的选择及控制燃烧方案的确定 . (5)1.4加热炉的工艺结构及其设备组成 (6)1.5生产线的特点 ........................................................ 6 2、 设计与分析 .. (7)2.1加热炉生产工艺和控制要求 (7)2.2燃烧控制系统及仿真 (7)四、总结 11五、附录 12六、参考文献12 一、设计目的经过一个学期的过程控制系统课程的学习，对过程控制有了一个基本的了 解。

然而仅仅在理论方面是远远不够的，需要将所学的应用于实际生产过程中， 惟独这样才干真正的对过程控制有一个比较深入的认识，为以后的学习和工作打 下一个良好的基础。

通过这次课程设计，我们可以了解具体生产工业过程控制系 统设计的基本步骤和方法。

同时也对氧化铝的生产工艺有一个大概的认识，惟独 弄清晰生产工艺对控制的具体要求，才干去设计一个过程控制系统。

同时：1、 提高对所学自动化仪表和过程控制的原理、结构、特性的认识和理解， 加深对所学知识的巩固和融会贯通。

2、针对一个小型课题的设计开辟，培养查阅参考书籍资料的自学能力，通过独立思量，学会分析问题的方法。

3、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。

4、培养学生严谨的工作作风，相互合作的团队精神，提髙其综合素质，获得初级工程应用经验，为将来从事专业工作建立基础。

二、设计要求燃烧量对蒸汽母线压力：G(s)= —?——r+ 100^+11、査阅资料，深入掌握钢铁工业过程的工作原理及控制要求，绘制出钢铁工业生产过程工艺流程图。

2、设计控制方案。

(1)根据燃烧对象特性及控制要求，完成燃烧量的选择、执行器、变送器的选择、控制仪表选择等方案设计。

过 程 控 制 系 统 设 计 2 目录 1．系统控制要求 ······························································································ 4 2．系统硬件设计 ······························································································ 4 2.1 方案论述····························································································· 4 2.2 主要控制器件选择 ················································································ 6 2.2.1 PLC的选择 ················································································· 6

2.2.2变频器的选择 ·············································································· 7

2.2.3温度变送器的选择 ········································································ 8 2.2.4流量变送器的选择 ········································································ 9 2.2.5 压力变送器的选择 ······································································· 9 2.2.6液位变送器的选择 ······································································· 10 2.2.7 触摸屏的选择 ············································································ 10 2.2.8 A/D模块的选择 ·········································································· 11 2.2.9 D/A模块的选择 ·········································································· 12 2.3 系统其它设备及元器件规格 ··································································· 14 2.4 系统电气原理 ····················································································· 14 3．系统软件设计 ····························································································· 16 3.1 变频器配置 ························································································· 16 3.1.1 变频器配置参数 ········································································· 16 3.1.2 FR-D700系列的操作面板 ······························································ 17 3.1.3 变频器的运行模式 ······································································ 18 3.2 PLC程序设计 ····················································································· 19 3.3 触摸屏界面设置 ·················································································· 20 4．安全文明规范操作 ······················································································· 26 5．系统安装与调试 ·························································································· 26 5.1 系统安装···························································································· 26 5.2 系统调试···························································································· 26 5.2.1 硬件调试 ·················································································· 26 5.2.2 软件调试 ·················································································· 27 6．总结 ········································································································· 27 7．附录 ········································································································· 28 3