《过程控制系统综合设计》教学大纲
课程编码:060151010 学时/学分: 2周/4学分
一、大纲使用说明
本大纲根据自动化专业2017版教学计划制订
(一)适用专业
自动化专业
(二)课程设计性质
必修课
(三)主要先修课程和后续课程
1、先修课程:电子技术、单片机、可编程控制器、变频器控制技术、计算机控制系统、过程总线控制系统、现场总线控制系统。
2、后续课程:毕业设计
(四)适用教学计划版本
2017版教学计划
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二、 课程设计目的及基本要求
本课程设计是自动化专业的重要实践性课程。通过本“设计”环节,使学生在学习了“计算机控制系统”、“过程控制系统”和“现场总线控制系统”的基本理论和基础知识后,能综合运用所学知识完成简单过程控制系统的设计、调试任务,培养学生的自主学习与实践动手能力;同时使学生了解过程工业控制所采用的先进方法、先进手段和先进技术。
课程设计可一人一题,也可以2-3人为小组的方式进行,但分工与任务要明确;设计题目应结合现有的实验设备,着重锻炼学生的应用能力和动手能力,最后完成实际上机调试,完成课程设计报告。
三、 课程设计内容及安排
1、设计内容
根据自己设计系统结构,分析系统的特点和系统特性,在实验室连接系统部件、构造硬件系统。在过程监控计算机编制相应监控组态程序。通过用控制器、监控计算机和实验对象的联机调试、执行、观察结果,达到预期应用功能和控制目的,比较不同方案的应用效果。设计内容主要针对过程工业常见的控制对象“温度、压力、流量、液位”来设计不同类型的控制系统。
(1)单容水箱液位定值控制系统设计;
(2)双容水箱液位定值控制系统;
(3)串级系统设计I(双水槽液位串级图形监控、串级参数整定);
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(4)串级系统设计II(双水槽流量串级图形监控、串级参数整定);
(5)干扰抑制和前馈控制设计I(单水槽单回路);
(6)干扰抑制和前馈控制设计II(双水槽双回路);
(6)双输入/双输出系统设计(双水槽液位与双调节阀);
(7)组态监控系统设计(通讯/本机实验、上下位系统参数自整定);
(8)单回路流量控制系统设计;
(9)三水箱压力控制系统设计;
(10)锅炉内胆水温定值控制系统;
(11)锅炉内胆水温前馈反馈控制系统;
(12)锅炉内胆水温与水流量串级控制系统。
(13)基于单片机温度控制系统
(14)基于温控器计算机控制系统
(15)计算机模拟控制系统
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(16)电梯计算机监控系统
(17)数控机床计算机监控系统
(18)计算机过程通道板设计
(19)提升机计算机监控系统
(20)带光隔计算机过程通道板设计
2、安排
课程设计是分阶段分步完成的,各阶段安排如下:
1、 指导教师发放题目,学生根据各自题目查找有关资料和书籍,在同课题组的同学对于某些难点、关键问题可以互相讨论,共同研究。
2、 学生根据自己的题目和有关参考资料,进行构思和分析,制订整体设计方案,根据自己所选的设计工具进行详细设计。
3、 涉及到上机部分要上机调试,指导教师进行结果鉴定,给出上机部分成绩。 书写课程设计报告,按规定时间交指导教师评审、答辩,给出课程设计综合成绩。
四、 指导方式
由指导教师召开课程设计动员会,进行分组,指定课程设计的题目和内容,讲解部分题目
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要求。学生在规定的时间内,经过小组的协同工作和指导教师的辅导,完成题目。最后由指导教师进行验收及评定。
五、课程设计考核方法及成绩评定
1.考核方式:考查(学生上机操作演示,教师检查、提问,答辩及设计报告成绩)。
2.成绩评定:
成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级的成绩。课程设计报告成绩占总成绩的40%,答辩成绩总成绩的30%,课程设计中平时表现占总成绩的30%。
六、课程设计教材及主要参考资料
1. 《过程控制系统(第3版)》,李国勇、何小刚等编,电子工业出版社,2017年。
2. 《过程控制系统》,黄德先等编,清华大学出版社,2011。
3. 《过程控制系统》,俞金寿 孙自强编著,机械工业出版社,2009。
4. 《过程控制系统》, 郑辑光、韩九强等编著,清华大学出版社,2012。
5、《计算机控制系统》,李正军 编著,机械工业出版社,2010。
6、《现场总线技术》, 刘泽祥 主编,机械工业出版社,2005。
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