《過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：04110101課程名稱：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn) 課程英文名稱 Experiments of Process Control課程所屬單位：電氣信息工程系自動(dòng)化教研室 課程面向?qū)I(yè)：自動(dòng)化課程類型：必修課 先修課程：自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)化儀表、微機(jī)原理等學(xué)分： 學(xué)時(shí)：8 應(yīng)開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目個(gè)數(shù)：3 二、課程性質(zhì)與目的過(guò)程控制是以綜合、設(shè)計(jì)性為主，實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)。以單回路反饋控制系統(tǒng)、串級(jí)控制系統(tǒng)及前饋控制系統(tǒng)為主，根據(jù)具體情況可開設(shè)比值等控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握自控系統(tǒng)的基本組成，培養(yǎng)工程師的基本技能及訓(xùn)練掌握自控系統(tǒng)的投運(yùn)參數(shù)整定的基本方法等

2、。實(shí)驗(yàn)應(yīng)主要在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行，以增強(qiáng)動(dòng)手能力，使學(xué)生感到真實(shí)，也可以用計(jì)算機(jī)仿真輔助完成。三、課程內(nèi)容與要求（可選）實(shí)驗(yàn)一：雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）基本要求：通過(guò)單回路控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，了解單回路控制系統(tǒng)的基本組成及各環(huán)節(jié)的基本作用；理解雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。主要內(nèi)容：確定實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu)，觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析各種被控對(duì)象不同參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)二：換熱器熱水出口溫度和冷水溫度串級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)） 基本要求：通過(guò)上水箱液位和流量組成的串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)，了解串級(jí)控制系統(tǒng)的基本組成及控制過(guò)程，掌握被控制對(duì)象的選擇及相關(guān)參數(shù)的整定。

3、主要內(nèi)容：熟悉串級(jí)控制系統(tǒng)的組成；觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析主對(duì)象和副對(duì)象參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)三：前饋-反饋控制系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）基本要求：加深了解前饋與反饋的概念，掌握前饋-反饋控制系統(tǒng)的基本性能。主要內(nèi)容：完成下水箱液位的前饋-反饋控制，觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析前饋與反饋控制各自控制的性能特點(diǎn)。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)四：聯(lián)鎖控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）基本要求：了解換熱器工作原理；掌握換熱器單回路控制的原理及特性；分析聯(lián)鎖控制實(shí)現(xiàn)方法及意義。主要內(nèi)容：完成下?lián)Q熱器聯(lián)鎖控制，觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析液位及溫度與各相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖控制特點(diǎn)。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)

4、裝置。實(shí)驗(yàn)五：?jiǎn)伍]環(huán)壓力控制實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）基本要求：了解PI控制特點(diǎn)，以及對(duì)控制效果的評(píng)價(jià)；掌握通過(guò)調(diào)節(jié)閥控制壓力的原理和操作。主要內(nèi)容：被調(diào)量為調(diào)節(jié)閥開度，控制目標(biāo)是管道壓力，通過(guò)測(cè)量管道壓力，控制器與給定值進(jìn)行比較，然后輸出控制值到調(diào)節(jié)閥。首先進(jìn)行比例控制，看控制效果，進(jìn)行比較。然后進(jìn)行積分控制，看控制效果，進(jìn)行比較。最后在比例控制中加入積分控制，看控制效果，進(jìn)行比較。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)六：雙容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）基本要求：使用不同的給定值獲得不同的曲線。給出雙容水箱液位數(shù)學(xué)模型。主要內(nèi)容：獲得雙容水箱液位數(shù)學(xué)模型。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)七：

5、加氯機(jī)基于流量控制的參數(shù)整定（2學(xué)時(shí)）基本要求：根據(jù)實(shí)際供水工藝中加氯機(jī)按流量配比來(lái)決定加氯量大小的過(guò)程選擇其控制系統(tǒng)的控制模型；由不同的控制形式進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的整定以實(shí)現(xiàn)最佳控制效果；理解PI控制特點(diǎn)，以及對(duì)控制效果的評(píng)價(jià)。主要內(nèi)容：了解加氯機(jī)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及其使用方法；熟悉閉環(huán)單回路比值控制系統(tǒng)的組成；研究P、PI調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)的控制效果；改變P、PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)，觀察它們對(duì)系統(tǒng)性能所產(chǎn)生的影響。主要儀器設(shè)備：過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置。四、學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（或內(nèi)容）名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型每組實(shí)驗(yàn)人數(shù)說(shuō)明驗(yàn)證性設(shè)計(jì)性綜合性其它1雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)252換熱器熱水出口溫度和冷水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)453前饋-反饋控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)254聯(lián)鎖控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)255單閉環(huán)壓力控制實(shí)驗(yàn)256雙容水箱液位數(shù)字模型的測(cè)定實(shí)驗(yàn)457加氯機(jī)基于流量控制的參數(shù)整定45小計(jì)8內(nèi)容可選五、教學(xué)方法與教學(xué)要求 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)的內(nèi)容及要求見實(shí)驗(yàn)教材；每組人數(shù)及每次實(shí)驗(yàn)安排的人數(shù)見實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配表。六、課程考核方法考核方式：考查；成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：優(yōu)、良、中、差。七、實(shí)驗(yàn)教材與參考資料實(shí)驗(yàn)教材： 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 參考資料：1過(guò)程控制金以慧主編 1993.4第一版 清華大學(xué)出版社2過(guò)程控制系統(tǒng)涂植英