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。
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中南大学
《过程控制仪表》
课程设计报告
设计题目 液位控制系统设计
指导老师 王莉 吴同茂
设计者 龚晓辉
专业班级 自动化09级05班02号
设计日期 2012年5月
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目 录
第一章 过程控制仪表设计的目的意义 ............................... 1
1.1 设计目的....................................................1
1.2 课程在教学计划中的地位和作用 .................................... 2
第二章 液位控制系统实验控制设计与调试 .......................... 3
2.1 液位控制系统的工艺及控制要求 .................................... 3
2.2 液位系统控制实验方案设计 ........................................ 5
2.3 系统调试与控制效果 ............................................... 7
第三章 火力发电气泡水位控制系统设计 ............................. 8
3.1 火力发电厂生产工艺及控制要求 ................................. 8
3.2 系统总体方案设计 ................................................. 9
3.3 系统硬件设计 ..................................................... 11
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。
炉温的单闭环控制系统设计
作 者 姓 名：
学 号：
指 导 教 师：
学 院 名 称：
专 业 名 称：
东 北 大 学
2016年12月
过程控制系统课程设计 课程设计（论文）任务书
I 课程设计（论文）任务书
课程设计（论文）题目：
炉温的单闭环控制系统设计
基本内容：
在基本掌握过程控制常规控制方案的工作原理及参数整定步骤的基础上，针对一个电烤箱设计炉温控制系统。
课程设计（论文）专题部分：
题目：电烤箱单回路炉温控制
基本要求：
(1) 电烤箱控制系统的工作方案设计、设备选型及其连线；
(2) 炉温控制系统的对象-传递函数确定；
(3) 单回路PID炉温控制的实现；
(4) 利用组态王软件编制上位机监控软件；
(5) 撰写规范化的说明书一份。
学生接受课程设计（论文）题目日期
指导教师签字：
2016年1月 过程控制系统课程设计 摘要
－II－ 炉温的单闭环控制系统设计
摘要
炉温控制系统是工业控制中比较典型的控制系统，但是温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型，给控制过程带来很大难题。因此，针对每个不同的系统需要单独研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。
本次课程设计是以电烤箱为控制对象，利用PID控制算法实现电烤箱的恒温控制。通过组态王软件编写PID控制程序以及实际调节PID参数，深刻理解控制系统的构建与调试以及PID各项参数的意义。本次设计是基于组态王的软件平台进行的，借此熟悉组态软件的使用。
关键词：电烤箱温度控制系统，组态王，PID整定，温度曲线
过程控制系统课程设计 目录
－III－ 目录
课程设计（论文）任务书 ......................................................................................................... I
