《过程控制工程实验》课程教学大纲

1、过程控制工程实验教学大纲一、课程基本信息课程代码：04110101课程名称：过程控制实验 课程英文名称 Experiments of Process Control课程所属单位：电气信息工程系自动化教研室 课程面向专业：自动化课程类型：必修课 先修课程：自动控制、计算机控制、自动化仪表、微机原理等学分： 学时：8 应开实验项目个数：3 二、课程性质与目的过程控制是以综合、设计性为主，实践性较强的专业实验。以单回路反馈控制系统、串级控制系统及前馈控制系统为主，根据具体情况可开设比值等控制系统的实验。通过实验，掌握自控系统的基本组成，培养工程师的基本技能及训练掌握自控系统的投运参数整定的基本方法等

2、。实验应主要在实验装置上进行，以增强动手能力，使学生感到真实，也可以用计算机仿真辅助完成。三、课程内容与要求（可选）实验一：双容水箱液位定值控制系统（2学时）基本要求：通过单回路控制系统的实验，了解单回路控制系统的基本组成及各环节的基本作用；理解双容水箱液位定值控制系统的工作过程。主要内容：确定实验对象组成结构，观察实验过程，分析各种被控对象不同参数变化对系统性能的影响。主要仪器设备：过程控制系统实验装置。实验二：换热器热水出口温度和冷水温度串级控制系统实验（4学时） 基本要求：通过上水箱液位和流量组成的串级控制实验，了解串级控制系统的基本组成及控制过程，掌握被控制对象的选择及相关参数的整定。

3、主要内容：熟悉串级控制系统的组成；观察实验过程，分析主对象和副对象参数变化对系统性能的影响。主要仪器设备：过程控制系统实验装置。实验三：前馈-反馈控制系统（2学时）基本要求：加深了解前馈与反馈的概念，掌握前馈-反馈控制系统的基本性能。主要内容：完成下水箱液位的前馈-反馈控制，观察实验过程，分析前馈与反馈控制各自控制的性能特点。主要仪器设备：过程控制实验装置。实验四：联锁控制系统实验（2学时）基本要求：了解换热器工作原理；掌握换热器单回路控制的原理及特性；分析联锁控制实现方法及意义。主要内容：完成下换热器联锁控制，观察实验过程，分析液位及温度与各相关设备的联锁控制特点。主要仪器设备：过程控制实验

4、装置。实验五：单闭环压力控制实验（2学时）基本要求：了解PI控制特点，以及对控制效果的评价；掌握通过调节阀控制压力的原理和操作。主要内容：被调量为调节阀开度，控制目标是管道压力，通过测量管道压力，控制器与给定值进行比较，然后输出控制值到调节阀。首先进行比例控制，看控制效果，进行比较。然后进行积分控制，看控制效果，进行比较。最后在比例控制中加入积分控制，看控制效果，进行比较。主要仪器设备：过程控制实验装置。实验六：双容水箱液位数学模型的测定实验（4学时）基本要求：使用不同的给定值获得不同的曲线。给出双容水箱液位数学模型。主要内容：获得双容水箱液位数学模型。主要仪器设备：过程控制实验装置。实验七：

5、加氯机基于流量控制的参数整定（2学时）基本要求：根据实际供水工艺中加氯机按流量配比来决定加氯量大小的过程选择其控制系统的控制模型；由不同的控制形式进行相关参数的整定以实现最佳控制效果；理解PI控制特点，以及对控制效果的评价。主要内容：了解加氯机流量计的结构及其使用方法；熟悉闭环单回路比值控制系统的组成；研究P、PI调节器对系统的控制效果；改变P、PI调节器的参数，观察它们对系统性能所产生的影响。主要仪器设备：过程控制实验装置。四、学时分配实验学时分配表序号实验项目（或内容）名称实验学时实验类型每组实验人数说明验证性设计性综合性其它1双容水箱液位定值控制系统252换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验453前馈-反馈控制系统实验254联锁控制系统实验255单闭环压力控制实验256双容水箱液位数字模型的测定实验457加氯机基于流量控制的参数整定45小计8内容可选五、教学方法与教学要求 实验预习、实验指导与操作、实验报告等环节的内容及要求见实验教材；每组人数及每次实验安排的人数见实验学时分配表。六、课程考核方法考核方式：考查；成绩评定标准为：优、良、中、差。七、实验教材与参考资料实验教材： 过程控制实验指导书 参考资料：1过程控制金以慧主编 1993.4第一版 清华大学出版社2过程控制系统涂植英