過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計 教學(xué)大綱

第頁過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計一、課程說明課程編號：090147Z11課程名稱：過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計/CourseDesignofProcessControlSystem課程類別：專業(yè)課（集中實踐環(huán)節(jié)）學(xué)時/學(xué)分：2周/2先修課程：自動控制理論、檢測技術(shù)與儀表、計算機控制技術(shù)適用專業(yè)：自動化、測控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動化教材、教學(xué)參考書：1.方康玲等.過程控制及其MATLAB實現(xiàn)（第二版）.北京：電子工業(yè)出版社.2013年；2.方康玲等.過程控制與集散系統(tǒng).北京：電子工業(yè)出版社.2009年；3.陳夕松等.過程控制系統(tǒng)（第二版）.北京：科學(xué)出版社.2011年；4.張宏建.過程控制系統(tǒng)及裝置（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社.2012年；5.袁德成.過程控制工程.北京：機械工業(yè)出版社.2013年；6.李國勇等.過程控制實驗教程.北京：清華大學(xué)出版社.2011年二、課程設(shè)計設(shè)置的目的意義過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計是為《過程控制系統(tǒng)》課程而開設(shè)的綜合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計的目的是使學(xué)生在掌握過程控制的基本概念、基本理論以及過程控制系統(tǒng)的基本原理的基礎(chǔ)上，進一步加深對自動控制理論和過程控制系統(tǒng)的理解和認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用過程控制理論去綜合、分析和協(xié)調(diào)過程控制系統(tǒng)方案設(shè)計的能力，以及提高解決生產(chǎn)實際問題的能力。三、課程設(shè)計的基本要求課程設(shè)計的內(nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實驗兩部分。系統(tǒng)實驗主要任務(wù)是分別對不同的控制對象特性進行測試，了解和掌握過程控制實驗裝置的工藝流程和控制要求，掌握控制器參數(shù)整定方法，了解串級、比值控制系統(tǒng)的投運方法；.學(xué)習(xí)MCGS工程組態(tài)軟件，為上位機編制監(jiān)控軟件，繪制系統(tǒng)工藝流程圖和結(jié)構(gòu)組成圖。系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)不同類型的實際對象設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)方案、控制算法、檢測儀表及控制器的選型和控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計方法等，并根據(jù)不同的控制算法對控制器參數(shù)進行整定，保證控制系統(tǒng)的正常運行。1．實驗方式1）由指導(dǎo)老師講解實驗的基本要求，有關(guān)實驗技術(shù)與編程方法，以及實驗注意事項；2）實驗時2個學(xué)生一組，分別在12套液位、溫度、流量和壓力實驗裝置上進行試驗；3）學(xué)生在完成預(yù)習(xí)后才能進入實驗室進行實驗，在驗收完成后方可離開實驗室。2．設(shè)計方式1）設(shè)計時1個學(xué)生一組，分別選擇實驗室的一套實際的工業(yè)過程實驗系統(tǒng)裝置為設(shè)計對象；2）根據(jù)所選設(shè)計對象的控制要求，進行控制算法、軟件和硬件設(shè)計、儀表選型；3）利用MCGS工程組態(tài)軟件，為上位機編制監(jiān)控軟件，繪制系統(tǒng)工藝流程圖和結(jié)構(gòu)組成圖；4）學(xué)生在完成設(shè)計后，需提交一套完整的系統(tǒng)設(shè)計軟件，并進行實際仿真控制，達到系統(tǒng)控制要求，在驗收完成后方可離開實驗室。3．基本要求1）了解過程控制實驗裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理與接線方式；2）掌握過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計與調(diào)試方法；3）學(xué)生獨立接線、編程與調(diào)試，實驗和設(shè)計結(jié)束后按時上交實驗及設(shè)計報告提交設(shè)計軟件。四、課程設(shè)計基本內(nèi)容及重點難點本課程涉及《過程控制系統(tǒng)》課程的基本概念、基本理論、系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試方法，以及過程控制實驗裝置的工藝流程和控制要求。包括以下基本內(nèi)容：1）過程控制系統(tǒng)的概念、組成、分類和控制性能指標(biāo)；2）過程控制系統(tǒng)的檢測儀表及控制器的選型；3）單回路控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)特性對系統(tǒng)的影響及參數(shù)整定方法；4）工業(yè)用控制器控制規(guī)律的選取、參數(shù)整定和控制系統(tǒng)的投運方法；5）串級、前饋、比值、均勻、分程、選擇性等復(fù)雜控制系統(tǒng)的概念、原理、組成、結(jié)構(gòu)特點和系統(tǒng)分析方法；6）過程控制實驗裝置的工藝流程和控制要求；7）學(xué)習(xí)MCGS工程組態(tài)軟件，為上位機編制監(jiān)控軟件，繪制系統(tǒng)工藝流程圖和結(jié)構(gòu)組成圖。本課程的重點內(nèi)容為控制系統(tǒng)組成及性能指標(biāo)、工業(yè)上三類常規(guī)控制規(guī)律的選取和參數(shù)整定、控制系統(tǒng)的投運、串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、大純滯后過程的控制。難點是過程控制系統(tǒng)的分析與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。五、課程設(shè)計實驗設(shè)備和學(xué)時分配序號實驗項目名稱實驗時數(shù)每組人數(shù)實驗類型實驗要求內(nèi)容提要1壓力對象動態(tài)特性測試42設(shè)計性選修采用階躍響應(yīng)法進行壓力對象的動態(tài)特性測試2液位對象動態(tài)特性測試42設(shè)計性選修采用階躍響應(yīng)法進行液位對象的動態(tài)特性測試3流量對象動態(tài)特性測試42設(shè)計性選修采用階躍響應(yīng)法進行流量對象的動態(tài)特性測試4溫度對象動態(tài)特性測試42設(shè)計性選修采用階躍響應(yīng)法進行溫度對象的動態(tài)特性測試5壓力串級控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定42設(shè)計性必修1．掌握控制器參數(shù)整定方法；2．了解串級控制系統(tǒng)的投運方法6液位串級控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定42設(shè)計性必修1．掌握控制器參數(shù)整定方法；2．了解串級控制系統(tǒng)的投運方法7流量比值控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定42設(shè)計性必修1．掌握控制器參數(shù)整定方法；2．了解比值控制系統(tǒng)的投運方法8溫度串級控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定42設(shè)計性必修1．掌握控制器參數(shù)整定方法；2．了解串級控制系統(tǒng)的投運方法課程設(shè)計時間安排計劃（按40學(xué)時計）：1）選題，了解設(shè)計任務(wù)查資料（4學(xué)時）；2）整體方案設(shè)計（6學(xué)時）；3）進實驗室系統(tǒng)設(shè)計、實驗、調(diào)試（20學(xué)時）；4）寫報告（10學(xué)時）。六、考核方式及成績評定1．考核方式1）設(shè)計前由指導(dǎo)教師點名，學(xué)生完成實驗與設(shè)計后須經(jīng)指導(dǎo)教師驗收、登記后方可離開實驗室；2）實驗的數(shù)據(jù)、結(jié)果要符合實驗的教學(xué)要求，實驗后要將實驗數(shù)據(jù)及調(diào)試結(jié)果寫到設(shè)計報告中；3）設(shè)計任務(wù)完成后，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計當(dāng)場驗收并評定成績；4）提交一份課程設(shè)計報告，要求結(jié)構(gòu)合理、邏輯性強、敘述規(guī)范。指導(dǎo)教師對每份課程設(shè)計報告進行批改、評分，將成績登錄在冊。2．評分辦法成績分為優(yōu)、良、