过程控制系统及应用编写提纲123.doc

《过程控制系统及应用技术》编写提纲 编写提纲 编写说明 第一篇过程控制原理 本篇用一个项目分三个任务教学单元完成过程控制系统的组成及基本理论的讲述（以高职学生够用为度确定教学内容）。 项目一：过程控制原理基础知识 绪论 一、自动控制系统的基本概念 二、自动控制系统在工业生产中的应用和发展 三、本课程的内容、任务和学习方法 任务一：简单控制系统的基本组成 让学生了解生产过程的要求；根据生产要求，实现手动控制过程；自动控制系统的组成、自动控制系统常用术语；控制系统分类：开环、闭环控制系统，定值、随动、顺序控制等分类方式；简单控制系统的方块图；典型输入信号；控制系统过渡过程及质量指标。 任务提出 锅炉汽泡水位的手动、自动调节 相关知识 一、锅炉生产水蒸汽的工艺过程简介，生产过程提出的控制要求。 二自动控制系统的组成（用自动化装置实现自动控制） 自动控制系统各环节的作用 四、汽泡水位的自动控制过程 二、自动控制系统的分类 三、反馈控制的意义 四、自动控制系统的质量评价。 其他案例 水槽水位控制系统 压力罐压力控制系统 换热器温度控制系统 突出分析控制系统的被控变量、控制系统的四个基本环节。 问题提出 自动控制系统如何实现环节与环节间信息的准确传递？ 自动控制系统如何实现准确的控制？ 以问题提出方式引入下文 任务二：自动控制系统数学模型的建立 液位对象、RC电路、直接加热器对象数模建立；突出具体生产过程到抽象的数学关系；传递函数的定义、性质、典型环节传递函数的输入、输出关系（比例、积分、微分、一阶环节、二阶环节、纯滞后环节）；方块图的等效变换。控制系统传递函数（定值、随动、偏差传递函数）求取。 任务提出 贮槽水位的自动控制系统 相关知识 被控对象数学模型建立 传递函数的定义，典型环节传递函数 复杂环节传递函数的求取，方块图的等效变换。 其他环节数学模型 方案实施 自动控制系统数学模型 对象特性的实验求取 任务三：控制系统过渡过程及质量分析 任务提出 简单加热炉温度控制质量评估 以具体温度控制系统为例，说明系统数学模型建立，系统质量评估（重点是一阶、二阶系统质量分 编写说明 相关知识 温度控制系统数学模型建立 用时或分析法分析控制系统质量 通过求解微分方程，绘制过渡过程曲线了解系 编写提纲 统质量； 不求微分方程，用二阶系统的ξ、ω0定量计算，了解系统质量。 控制系统稳定性分析 常规控制规律对系统质量的影响 析）；对线性二阶系统，从ξ、ω0定量计算系统过渡过程形式和质量指标，从特征根分布和ξ取值分析控制系统稳定性。 重点分析控制参数对系统质量的影响。 方案实施 用 MATLAB计算得到控制系统过渡过程曲线评估系统质量； 用 MATLAB计算了解常规控制规律对系统质量的影响。 可安排成仿真实验。 项目小结 本项目教学单元的主要内容，重点、难点。 思考题与练习题 第二篇《过程控制系统》 项目二：如何组建简单控制系统 任务提出 任务一：换热器的温度控制 蒸汽加热器的工作过程对自动控制提出的要求。 被控变量的直接、间接选择原则；从对象特性对系统质量影响考虑操纵变量选择； 相关知识 1、被控对象的确定： 1）被控变量的选择原则； 2）操纵变量的选择。 2、测量变送环节选择 3、控制阀流量特性及选择原则 4、常规控制规律选择及控制器正、反作用的确定 5、控制系统间的关联 方案实施 1、合理选择被控变量和操纵变量 2、现场仪表的选择及根据控制系统要求选择其他功能的仪表（如显示、报警） 3、控制规律选择及控制器正、反作用的确定 蒸汽加热器的温度控制的仪表选择、信号连线，控制策略。（被控变量直接选择示例） 任务二：精馏塔组分分离过程的控制 方案实施 1、合理选择被控变量和操纵变量 2、现场仪表的选择及根据控制系统要求选择其他功能的仪表（如显示、报警） 3、控制规律选择及控制器正、反作用的确定 （被控变量间接选择示例） 其他控制方案介绍 液位控制系统 流量控制系统 任务三：简单控制系统的投运和参数整定 相关知识 系统投运前的准备工作及投运过程； 控制器参数整定； 控制系统常见故障分析。 经验法、临界比例度法、衰减曲线法，反应曲线法、自整定法。 项目小结 本项目教学单元的主要内容，重点、难点。 思考题与练习题 项目三：复杂控制系统设计 任务一：串级控制系统分析与设计 编写提纲 编写说明 方案引出 管式加热炉温度控制 相关知识 1、串级控制系统的结构形式和控制过程 2、串级控制系统的特点； 串级控制系统的设计 串级控制系统特点、设计方法；管式加热炉温度控制方案的选择；串级控制方