过程控制技术教案

1、文档编码 : CT4P6K10O10R7 HE5F4N10E7J1 ZD8J6W8V8Z3过程把握技术教案湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院教 案|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 部门电气系课程过程把握技术任 课 教 师授 课 班 级电气 S2022-1,2,3,4 2022 年下学期1 / 42 过程把握技术教案湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案|精. 教研室主任（签名）备课日期2022 年9 月17 日授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班授课日期星

2、期1 1 周4 4 课题|品. 过程把握系统的组成和分类|可. |编. |辑. |学. |习. 教学预备|资. |料. * | 看书 * | * | * 写教案 | |欢. |迎. |下. 教学目的|载. 与 要 求 明白过程把握在生活中的熟识 把握过程把握的基本概念 把握过程把握系统的框图 明白过程把握系统的分类 授课方式 讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结2 / 42 第 2 页,共 42 页过程把握技术教案前 言 一、本课程的特点和重要性 1自动化专业的重要专业课,是自动化专业区分于其它专业的主要课程；2涉及学问面广,需要运算机、电子技

3、术、自控理论、电气把握技术灯多方面 的学问；|精. 3能产生比自身成本高几十倍的效益论|品. 二、学习方法|可. |编. |辑. |学. 1联系生活实际、增加学问面|习. |资. |料. * | 2多作试验 * | * | 第一章绪 * | |欢. |迎. |下. |载. 过程把握一般是指冶金、石油、化工、机械、电子、轻工、建材等工业部门的 生产过程的自动化,随着经济的进展,高层楼宇不断涌现,过程把握技术在民用行 业中应用也越来越广；第一节 过程把握系统的组成和分类 过程把握系统是指自动把握生产过程中的温度、压力、流量、料位等这样一些 变量,且使这些变量稳固在某一范畴或按预定的规律变化的系统；

4、一、过程把握系统的组成 1冰箱自控系统示意图 冰箱的把握系统简图如下：3 / 42 第 3 页,共 42 页过程把握技术教案2恒稳室自控系统示意图|精. 恒稳室的把握系统简图如下：M|品. TC|可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 回风二、过程把握系统的框图 为了能更清楚地表示一个自动把握系统各组成部分之间的相互影响和信号关 系,一般都用框图来表示把握系统的组成；一般一个单回路的把握系统可用以下框 图表示：4 / 42 第 4 页,共 42 页过程把握技术教案框图中各部分的说明如下：被控对象：简称对象,指自动把握

5、系统中要进行把握的设备或生产过程的一部 分或全部；例如：空调房间,冰箱,锅炉,自来水；被控变量：被控对象中要求实现自动把握的物理量,例如温度、湿度、压力等；设定值：又称给定值,即通过把握作用,使被控变量达到要求的数值；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 传感器：或称变送器,将被控（测）量按确定的规律转换成便于处理和传输的 另一种物理量（一般为电量）的物理量的元件,如热电偶、热电阻等；变送器的作 用是将传感器测出的被控量,变换成统一标准的信号形式；如温度变送器、差压变 送器；把握器：又称调剂器,是

6、将被控变量的实测值信号与设定值信号比较,检测偏 差并对偏差进行运算,依据预定的规律发出把握指令的部件；因此,它一般具有设定、比较、指示、运算和操作功能；执行器：将来自把握器的把握信号,转变为操作量的部件,由执行机构和调剂 机构组成；例如,电动调剂阀是由电动执行机构（电动机、减速器）和调剂阀组成；操作量：是为了是被控变量受到干扰后,再复原到新稳固值而需要通过调剂机 构向对象输入的物理量或能量；干扰：引起被控量发生变化的外部缘由；三、过程把握系统的分类 依据系统设定值的不同,可分为以下几类：定值把握系统 程序把握系统 随动把握系统5 / 42 第 5 页,共 42 页过程把握技术教案湖 南 工 业

7、 职 业 技 术 学 院 教 案|精. 教研室主任（签名）备课日期2022 年9 月19 日授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班授课日期星期5 5 周4 5 课题|品. 1 试验装置的基本操作|可. |编. |辑. |学. |习. 教学预备|资. |料. * | 看书 * | * | * 写教案 | |欢. |迎. |下. 教学目的|载. 与 要 求 明白 1 试验装置的基本操作 把握 1 试验装置的外表调校 授课方式 讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结6 / 42 第 6 页,共 42 页过程把握技术教案试验装置的

8、基本操作与外表调试一、 试验目的1）、明白本试验装置的结构与组成；2）、把握液位、压力传感器的使用方法；3）、把握试验装置的基本操作与变送器外表的调整方法；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 二、试验设备 1 1 型过程把握试验装置：沟通变频器 07-2 直流调速器 06 调剂器 04 2万用表 三、试验装置的结构框图图 1-1、液位、压力、流量把握系统的结构框图7 / 42 第 7 页,共 42 页过程把握技术教案四、试验内容1、设备组装与检查：1）、将 07-2、06、04 挂件由左至右依次

9、挂于试验屏上；并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中；2）、检查挂件的电源开关是否关闭；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好；2、系统接线1）、直流部分：将一台04 的调剂器的自动 /手动切换开关拨到“ 手动” 位置,并将其“ 输出” 接06 的把握电压“ 输入” ；06 的“ 电枢电压” 和“ 励磁电压” 输出端分别接 01 的直流他励电动机的“ 电枢电压”和“ 励磁电压” 输入端；2）、沟通部分：将另一台04 的调剂器的自动 /手动切换开关拨到“ 手动

10、” 位置,并将其“ 输出” 端接07-2 变频器的“2” 与“5” 接线端；将 07-2 变频器的输出“ A、B、C” 接 01 上三相异步电机的“A、B、C” 输入端；将三相异步电机接成三角形,即“A” 接“Z”、“ B” 接“X”、“ C” 接“Y” ；07-2 的“ ” 接“ ” 使电机正转打水,（如此时电机为反转就“ ” 接“ ”）；3、启动试验装置：1）、将试验装置电源插头接到220V 市电电源；2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关；3）、按下电源把握屏上的启动按钮,即可开启电源,沟通电压表指示 220V；4、外表调整：（外表的零位与增益调剂）在 02 装置结构呈现屏的左侧,有五组

11、传感器检测信号输出：1、2、（输出标准信号 05V）,它们旁边分别设有数字显示器,以显示相应的输出值；在 1、2 数字显示器的右边各有二个电位器, 可通过这些电位器调整相应传感器的零位和增益,8 / 42 第 8 页,共 42 页过程把握技术教案在每次试验进行之前,必需作好这些预备工作；调试步骤如下：1、将三根 .6 的橡皮导气管（约0.6m 长）的一端分别竖直地插入上、下水箱底部（上水箱两根,下水箱一根） ,再将它们的另一端接到三个差压传感器（2022）的正压室；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |

12、载. 2）、打开阀 1、阀 3,关闭阀 7、阀 8,（或者打开阀 7、阀 8,关闭阀 1、阀 3）关闭阀 2、阀 4、阀 5、阀 6,然后开启变频器（或直流调速器） ,启动一个齿轮泵,给上、下水箱供水,使其液面均上升至10 高度,关闭变频器（或直流调速器） ；3）、将各增益调剂电位器置于中间位置,然后调剂零位调剂电位器,使1 两端的输出电压为3.33V显示器显示 10.00,2 两端的输出电压为3.33V显示器显示 10.00,两端的输出电压为3.33V（显示器显示 980）；4）、零位调剂a、打开阀 2、阀 4,排空上、下水箱中的水,关闭阀 2、阀 4；b、调剂“ 零位调剂”电位器,使 1、

13、2 和输出为零伏, 显示器显示为 00.00；注：稳固几分钟后进入下一步；5）、开头增益调剂：a、启动齿轮泵,使上、下水箱水位上升至于10 高度,然后再关闭齿轮泵；b、调剂“ 增益调剂” 电位器,使 1、2 显示器显示 10.00,显示器显示 980；6）、重复试验步骤 4、5,反复调整零位和增益,使上、下水箱水位为零时,1、2、输出都为 0V（显示器显示 00.00）；上、下水箱水位上升至于 10 高度时, 1 两端的输出电压为 3.33V显示器显示 10.00,2 两端的输出电压为 3.33V显示器显示10.00,两端的输出电压为3.33V（显示器显示 980）；9 / 42 过程把握技术

14、教案|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案教研室主任（签名）备课日期2022 年9 月24 日授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班10 / 42 第 10 页,共 42 页过程把握技术教案授课日期星期周1 5 1 5 课题 过程把握参数测量外表 教学预备|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 看书 写教案 教学目的 与 要 求 把握

15、温度测量外表的原理和使用 把握湿度测量外表的原理和使用授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结其次章 过程把握参数测量外表 第一节 温度测量外表 一、概述11 / 42 第 11 页,共 42 页过程把握技术教案温度是供热、供燃气、通风和空调系统中最普遍而重要的参数之一,许多工艺 过程要在确定温度条件下才能顺当进行；选择某一个物体和被测物体相接触来测量它的温度；当两者达到热平稳时,通 过测量被选物体随温度变化的物理量,可以定量地测出被测物体的温度数值；1温标|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | *

16、| * | * | |欢. |迎. |下. |载. 2温度测量外表的分类 可分为膨胀式、压力表式、热电阻、热电偶及辐射式五类；二、膨胀式温度计1玻璃管液体温度计 2固体膨胀式温度计 3压力式温度计三、热电偶温度计 1热电偶测温原理 热电偶是应用最广泛的一种测温元件,通常与显示外表和连接导线组成测温系统；热电偶将被测温度t 变换成热电动势E,经连接导线传递给显示外表进行测量并指示或记录出相应的温度；假如使自由端温度恒定,回路总的热电动势与工作端温度成单值函数关系；只 要用外表测出电动势,就可求出被测温度；2常用热电偶 标准热电偶：七种；3热电偶构造 4热电偶的冷端温度补偿 四、热电阻温度计12

17、/ 42 第 12 页,共 42 页过程把握技术教案1热电阻测温原理2常用金属热电阻3半导体热敏电阻五、温度测量外表的选择与安装|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案教研室主任（签名）备课日期2022 年9 月30 日授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班13 / 42 第 13 页,共 42 页过程把握技术教案授课日期星期周5 6,8 5 7,10 课题 单容水箱液位把握 教学预备|精. |品. |可. |编. |辑. |学.

18、 |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 看书 写教案 教学目的 与 要 求 把握 P、和调剂器的参数变化对系统性能的影响 授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结单容水箱液位把握系统一、 试验目的1）、通过试验熟识单回路反馈把握系统的组成和工作原理；14 / 42 第 14 页,共 42 页过程把握技术教案2）、争论系统分别用 P、和调剂器时的阶跃响应；3）、争论系统分别用 P、和调剂器时的抗扰动作用；4）、定性地分析 P、和调剂器的参数变化对系统性能的影响；二、 试验设备1）、1 型过程把

19、握试验装置：|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 04 06 07-2 2）、万用表一只 3）、秒表一只 4）、运算机系统 三、试验原理 1、单容水箱液位把握系统图 6-1、单容水箱液位把握系统的方块图图 6-1 为单容水箱液位把握系统；这是一个单回路反馈把握系统,它的把握任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度；减小或排除来自系统内部或外部扰动的影响；单回路把握系统由于结构简洁、投资省、操作便利、且能中意一般生产过程的要求,故它在过程把握中得到广泛地应用；15 / 42 第 15 页,共 42 页

20、过程把握技术教案当一个单回路系统设计安装就 绪之|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 后,把握质量的好坏与把握器参数的选择有着很大的关系；合适的把握参数,可以带来中意的把握成效；反之,把握器参数选择得不合适,就会导致把握质量变坏,甚至使系统不能正常工作；因此,当一个单回路系统组成以后,如何整定好把握器的参数是一个很重要的实际问题；一个把握系统设计好以后,系统的投运和参数整定是特别重要的工作；系统由原先的手动操作切换到自动操作时,必需为无扰动,这 就要求调剂器的输出量能准时地跟踪手动的输出值,并且在

21、切换时应使测量值与给定值无偏差存在；一般言之,用比例（ P）调剂器的系统是一个有差系统,比例度 的大小不仅会影响 到余差的大小,而且也与系统的动态性能亲热相关；比例积分（）调剂器,由于积 分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数 ,选择合理,也能使系统具有 T c.2 良好的动态性能；3 1 e ss比例积分微分（）调剂器 1 是在调剂器的基础上再引 入微分 D 的作用,从而使系 0 ts统既无余差存在,又能改善图 6-3、P、和调剂的阶跃响应曲线系统的动态性能（快速性、稳固性等） ；在单位阶跃作用下, P、调剂系统的阶跃响 应分别如图 6-3 中的曲线、所示；四、 试验内容与步骤16 /

22、 42 第 16 页,共 42 页过程把握技术教案（一）、比例（ P）调剂器把握1）、按图 6-1 所示,将系统接成单回路反馈系统（接线参照试验一）；其中被控对象是上水箱,被把握量是该水箱的液位高度 h1；2）、启动工艺流程并开启相关的仪器,调整传感器输出的零点与增益；3）、在老师的指导下,接通单片机把握屏,并启动运算机监控系统,为记录过渡过|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 程曲线作好预备；4）、在开环状态下,利用调剂器的手动操作开关把被把握量“ 手动” 调到等于给定值（一般把液位高度把握在水

23、箱高度的50%点处）；5）、观看运算机显示屏上的曲线,待被调参数基本达到给定值后,即可将调剂器切 换到纯比例自动工作状态（积分时间常数设置于最大,积分、微分作用的开关都处于“ 关” 的位置,比例度设置于某一中间值,“ 正-反” 开关拔到“ 反” 的位置,调节器的“ 手动” 开关拨到“ 自动” 位置） ,让系统投入闭环运行；6）、待系统稳固后,对系统加扰动信号（在纯比例的基础上加扰动,一般可通过改变设定值实现）；记录曲线在经过几次波动稳固下来后,系统有稳态误差, 并记录余差大小；7）、减小 ,重复步骤 8）、增大 ,重复步骤6,观看过渡过程曲线,并记录余差大小；6,观看过渡过程曲线,并记录余差大

24、小；9）、选择合适的 值就可以得到比较中意的过程把握曲线；10）、留意：每当做完一次试验后,必需待系统稳固后再做另一次试验；（二）、比例积分调剂器（）把握1）、在比例调剂试验的基础上,加入积分作用（即把积分器“I” 由最大处“ 关”旋至中间某一位置,并把积分开关置于“ 开” 的位置）值,以验证在把握下,系统对阶跃扰动无余差存在；17 / 42 ,观看被把握量是否能回到设定第 17 页,共 42 页过程把握技术教案2）、固定比例度 值（中等大小） ,转变调剂器的积分时间常数值,然后观看加阶跃扰动后被调量的输出波形,并记录不同值时的超调量 p；表二、 值不变、不同时的超调量 p 积分时间常数 大

25、中 小超调量 p |精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 3）、固定积分时间 T i 于某一中间值, 然后转变 的大小, 观看加扰动后被调量输出的动态波形,并列表记录不同 值下的超调量p；表三、值不变、不同 值下的p 比例度大中小超调量 p 4）、选择合适的 和值,使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一条较中意的过渡过程曲线；此曲线可通过转变设定值（如设定值由（三）、比例积分微分调剂（）把握50%变为 60%）来获得；1）、在调剂器把握试验的基础上,再引入适量的微分作用,即把 D 打开；然后加上与前面试

26、验幅值完全相等的扰动,记录系统被把握量响应的动态曲线,并与试验步骤（二）所得的曲线相比较,由此可看到微分D 对系统性能的影响；2）、选择合适的 、和,使系统的输出响应为一条较中意的过渡过程曲线（阶跃输入可由给定值从 50%突变至 60%来实现）；3）、用运算机记录试验时全部的过渡过程实时曲线,并进行分析；五、试验报告要求1）、绘制单容水箱液位把握系统的方块图；2）、用接好线路的单回路系统进行投运练习,并表达无扰动切换的方法；18 / 42 第 18 页,共 42 页过程把握技术教案3）、P 调剂时,作出不同 值下的阶跃响应曲线；4）、调剂时,分别作出不变、不同 值时的阶跃响应曲线和 不变、不同

27、值时的阶 跃响应曲线；5）、画出把握时的阶跃响应曲线,并分析微分 D 的作用；6）、比较 P、和三种调剂器对系统余差和动态性能的影响；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 六、留意事项 1）、试验线路接好后,必需经指导老师检查认可后方可接通电源；2）、必需在老师的指导下,启动运算机系统和单片机把握屏；3）、如参数设置不当,可能导致系统失控,不能达到设定值；湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案19 / 42 第 19 页,共 42 页过程把握技术教案教研室主任（签名）备课日期2022 年1

28、0 月30 日授 课 班 级周电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班授课日期星期1 1 10 10 课题|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 简洁把握系统的设计 教学预备看书 写教案 教学目的 与 要 求把握简洁把握系统参数的设置 授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结第四节 简洁把握系统的设计20 / 42 第 20 页,共 42 页过程把握技术教案简洁把握系统由被控对象、检测变送元件、调剂器和执行器等环节组成,是对 被控变量进行

29、把握的单回路反馈闭环把握系统；其结构简洁、投资少、易于调整和 投运,能中意一般工业生产过程的把握要求；简洁把握系统分析、设计方法是其他各类把握系统分析和设计的基础；在选择|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 把握方案时,只有当简洁把握系统不能中意把握要求时,才考虑接受其它教复杂的 把握方案；一、过程把握系统设计概述 第一要确定把握过程,然后才进行系统设计；把握过程是由工艺准备的,必需 结合过程特性的分析,明确被控变量、操纵变量及主要扰动；把握系统设计时,从设计任务的提出到系统投入运行,一般都要经过

30、从理论设计到实践,再依据实践修正设计方案的多次反复；1过程把握系统设计的主要内容 A把握方案的设计 包括带把握点的工艺流程图、设计说明书；带把握点的工艺流程图是描述 生产过程把握系统的图纸文件；在工艺流程图上反映出被控变量、测量点的位 置和把握手段的实现方法,以及各个把握系统相互之间的关系；设计说明书包 括设计指导思想、工艺流程和环境特点、自动化水平和把握方案的确定、安全 技术措施等内容；B工程设计 包括外表选型、把握室和外表盘设计、外表供电系统设计、信号及连锁保 护系统设计；工程设计时要结合实际经济情形、从简洁、有用动身；C工程安装和外表调校21 / 42 第 21 页,共 42 页过程把握

31、技术教案过程把握系统中,外表和电气设备的安装、信号线路的连接必需正确；D调剂器参数整定 必需将调剂器参数整定合适,保证系统运行在正确状态；2过程把握系统设计步骤 A建立系统的数学模型|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 被控过程的数学模型是过程把握系统设计的基础；B选择把握方案 C建立系统框图 D进行系统静态、动态特性分析运算 E试验和仿真 二、把握方案设计1被控变量的选择 2操纵变量的选择 把握通道特性对把握质量的影响：A放大系数 K0 的影响 B时间常数 T0 的影响 C纯滞后的影响 操纵变量

32、选择的原就：A操纵变量应是把握通道的放大系数 K0 教大者；B应使扰动通道的时间常数越大越好,而把握通道的时间常数适当小一些；C把握通道纯滞后的时间越小越好；D须考虑工艺上的合理和便利；3检测变送环节对把握系统的影响22 / 42 第 22 页,共 42 页过程把握技术教案检测元件及变送器在把握系统中是测量结果猎取和传送的重要环节；4把握器调剂作用的选择 A把握规律的选择 主要依据过程特性和要求来选择：位式把握、比例把握、比例积分把握、比例微分把握、比例积分微分把握；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下.

33、|载. B调剂器作用方向 三、调剂器参数的工艺整定简洁把握系统可以看作由广义过程和把握器所构成；调剂器参数整定主要有理论整定法和工程整定法；1体会法 第一把比例作带确定,待过渡过程基本稳固,再加入积分作用排除静差,最终加入微分作用提高把握质量；大致步骤为：A在无穷大、 0 时,比例适当时投入运行；B曲线震荡频繁,就削减比例度；否就增大比例度；C加入积分作用；D加入微分作用；2衰减曲线法 3邻界比例度法湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案23 / 42 第 23 页,共 42 页过程把握技术教案教研室主任（签名）备课日期2022 年11 月05 日授 课 班 级周电气 S03-3、4

34、班电气 S03-1、2 班授课日期星期1 1 11 11 课题|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 运算机在过程把握中的应用 教学预备看书 写教案 教学目的 与 要 求明白运算机在过程把握中的技术 授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结第五章 运算机在过程把握中的应用24 / 42 第 24 页,共 42 页过程把握技术教案运算机在过程把握中承担把握系统中把握器（调剂器）的任务,实现全天候地 对生产中的各种参数,如温度、压力、流量、液位等进行

35、采样,快速进行复杂的数 据处理、打印和显示生产工艺过程的统计数据和参数,输出各种把握命令；一、过程把握系统设计概述|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 第一要确定把握过程,然后才进行系统设计；把握过程是由工艺准备的,必需 结合过程特性的分析,明确被控变量、操纵变量及主要扰动；把握系统设计时,从设计任务的提出到系统投入运行,一般都要经过从理论设 计到实践,再依据实践修正设计方案的多次反复；3过程把握系统设计的主要内容 A把握方案的设计包括带把握点的工艺流程图、设计说明书；带把握点的工艺流程图是描述

36、生产过程把握系统的图纸文件；在工艺流程图上反映出被控变量、测量点的位 置和把握手段的实现方法,以及各个把握系统相互之间的关系；设计说明书包 括设计指导思想、工艺流程和环境特点、自动化水平和把握方案的确定、安全 技术措施等内容；B工程设计 包括外表选型、把握室和外表盘设计、外表供电系统设计、信号及连锁保 护系统设计；工程设计时要结合实际经济情形、从简洁、有用动身；C工程安装和外表调校 过程把握系统中,外表和电气设备的安装、信号线路的连接必需正确；D调剂器参数整定 必需将调剂器参数整定合适,保证系统运行在正确状态；25 / 42 第 25 页,共 42 页过程把握技术教案4过程把握系统设计步骤 A

37、建立系统的数学模型 被控过程的数学模型是过程把握系统设计的基础；B选择把握方案 C建立系统框图|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. D进行系统静态、动态特性分析运算 E试验和仿真 二、把握方案设计5被控变量的选择 6操纵变量的选择 把握通道特性对把握质量的影响：A放大系数 K0 的影响 B时间常数 T0 的影响 C纯滞后的影响 操纵变量选择的原就：A操纵变量应是把握通道的放大系数 K0 教大者；B应使扰动通道的时间常数越大越好,而把握通道的时间常数适当小一些；C把握通道纯滞后的时间越小越好；D须考

38、虑工艺上的合理和便利；7检测变送环节对把握系统的影响 检测元件及变送器在把握系统中是测量结果猎取和传送的重要环节；8把握器调剂作用的选择 A把握规律的选择26 / 42 第 26 页,共 42 页过程把握技术教案主要依据过程特性和要求来选择：位式把握、比例把握、比例积分把握、比例微分把握、比例积分微分把握；B调剂器作用方向 三、调剂器参数的工艺整定简洁把握系统可以看作由广义过程和把握器所构成；调剂器参数整定主要有理|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 论整定法和工程整定法；4体会法 第一把比例作带

39、确定,待过渡过程基本稳固,再加入积分作用排除静差,最终 加入微分作用提高把握质量；大致步骤为：A在无穷大、 0 时,比例适当时投入运行；B曲线震荡频繁,就削减比例度；否就增大比例度；C加入积分作用；D加入微分作用；5衰减曲线法 6邻界比例度法湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案27 / 42 第 27 页,共 42 页过程把握技术教案教研室主任（签名）备课日期2022 年11 月8 日授 课 班 级周电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班授课日期星期5 5 11,13 12,14 课题|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | *

40、 | * | |欢. |迎. |下. |载. 单片机把握 教学预备看书 写教案 教学目的 与 要 求明白单片机与上位机的通讯过程 授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结试验十四、单片机把握系统28 / 42 第 28 页,共 42 页过程把握技术教案一、试验目的 1）、熟识单片机与运算机的操作；2）、明白单片机与上位机的通讯过程；二、试验设备 1 型过程把握试验装置：|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 单片机把握屏 03 运算机及监控软件

41、变频器 07-2 三、试验原理图 14-1 单片机的单回路把握系统 由检测变送元件输出的检测信号,进入单片机的模拟量输入口,然后由单片机 对检测信号与给定值进行比较和运算,得到输出把握信号；单片机在过程把握中 : 一是作为把握器与参数监测元件、变送器及执行机构组成一个直接数字把握系统 ,对多个被控量进行巡回监控；二是依靠串行口1 数据通讯与运算机连接,实现运算机数据采集与显示；虽然单片机把握是断续的,但对于时间常数较大的系统来说,它的把握成效近似于连续把握,因此,用数字完全可以代替模拟,同样可得到比较 中意的把握成效；四、试验步骤29 / 42 第 29 页,共 42 页过程把握技术教案1、熟

42、识单片机的操作（具体操作,见本书第一部分产品使用说明的 03 单 片机把握屏的使用说明） ；2、按图 14-1 连接系统：将液位检测信号送至单片机,再用单片机输出的模拟 信号把握沟通变频器,进而把握电机的转速,从而形成一个闭环系统,实现水位自动把握；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 3、利用 03 的把握键盘设定单片机系统参数（包括给定值、参数、 、采样周期、标尺上限、标尺下限、正反作用、手动/自动、输出通道等）；4、通过衰减曲线法找到正确参数（可利用沟通电机作为执行机构,直流电机作为干扰源）

43、；1）、置调剂器积分时间到最大值（） ,微分时间为零 0,比例度 为较大值,让系统投入闭环运行；Ts 2）、待系统稳固后,作设定值阶跃扰 y 动,并观看系统的响应；如系统响应衰减太快,就增大比例度；反之,系统响应衰减过慢,应减小比例度；如此反复直到系0ts统显现如图 14-2 所示 4:1 衰减振荡过程；图 14-2 4:1 衰减响应曲线登记此时的比例度 s 和振荡周期 的数值；3）、利用所得 s 和值,按表 14-1 给出的体会公式,求调剂器整定参数 、和数值；表 14-1 4:1 衰减曲线法整定运算公式调剂器参数 调剂器名称P s0.5 0.1 1.2s0.8s0.3 30 / 42 第

44、30 页,共 42 页过程把握技术教案五、试验要求试验报告内容包括试验目的要求、试验原理框图、试验简要步骤、试验结果（包括数据曲线）以及对试验结果的分析,得出的结论；六、留意事项1）、试验线路连好,需经指导老师检查认可后方可接通电源；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 2）、试验前必需娴熟03 单片机把握屏的使用说明；七、摸索问题 试对模拟调剂器把握、单片机把握、运算机把握做一比较；湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案教研室主任（签名）备课日期2022 年11 月13 日31 / 42

45、 第 31 页,共 42 页过程把握技术教案授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班授课日期星期周1 12 1 12 课题运算机在参数测量中的应用|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 运算机在过程把握中的应用 教学预备看书 写教案 教学目的 与 要 求明白运算机技术在过程把握中的应用授课方式讲授教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课课堂小结第三节 运算机在参数测量中的应用一、运算机在参数测量中的应用32 / 42 第 32 页,共 42 页过程

46、把握技术教案运算机测量系统可以很便利地实现多参数的巡回检测、数据采集和数据处理,其中包括数据输入、模 /数转换、标度变换等；二、信号处理 1测试信号的调整 传感器测得的典型测试信号一般有以下几种：直流电压信号、直流电流信号和|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 数字信号；在送入运算机处理之前,这些信号要调整为运算机输入输出通道所要求 的信号范畴内的信号；a. 直流电压信号 b. 直流电流信号c.数字信号：主要用于对频率的测量和对转速的测量,频率测量法有计数法和周期测频法；2信号滤波由于把握系统的信

47、号一般是用模拟式传感器测得的,因此这些信号不行防止的要受到噪声干扰的污染；针对不同的干扰源,实行不同的抑制和排除干扰的措施,可 以极大地减弱进入系统的各种噪声的强度；假如噪声和有用信号的频谱范畴不同,通常接受不同的带通滤波器来分别,但假如噪声和信号的频谱重叠,就接受估量方 法来重构信号（如卡尔曼滤波器等） ；一般的模拟滤波器常接受滤波网络来实现；当干扰变化速度较慢时, 滤波网络的参数选择会遇到确定的困难；这时,可以利用运算机的信息处理才能,通过数字滤 波来实现；所谓数字滤波, 就是利用程序实现的滤波； 这种滤波方法不需要硬件, 只需编制 滤波算法编制相应的饿程序即可达到目的；数字滤波可以对各种

48、干扰信号,包括频 率很低的干扰信号实现滤波；33 / 42 第 33 页,共 42 页过程把握技术教案常用的数字滤波方法有：平均值滤波、中值滤波、限幅滤波和惯性滤波；3线性化处理 通过模拟量输入通道采集到的数据与该数据所代表的参数不愿定呈线性关系,常 常需要进行非线性补偿,使非线性关系转化为线性关系,才能用于显示和把握；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 第四节运算机在过程把握中的应用一、运算机温度测量该系统属于运算机巡回检测数据处理系统,是利用Z80 微处理器及其接口、转换器和热敏电阻组成的运

49、算机温度测量系统,用来检测生产过程中的温度及其变化；1参数变换和转换电路热敏电阻的温度参数变换和0804 芯片模 /数转换电路如图 5-26；2微机热敏电阻温度检测系统的电路组成与程序流程 初始化 把启动信号送给转换器 等待 1 从转换器读取数据 把转换器的数字量转换为温度值 预备显示用的数据 温度值的显示 二、中心空调把握系统 用运算机对把握规律的数值运算来取代模拟把握器的把握作用,运算的结果以数字量的形式或变成模拟量的形式直接把握生产过程；a. 负温度系数热敏电阻34 / 42 通用输入量有以下几种类型：第 34 页,共 42 页过程把握技术教案b. 电阻 1000-1（-50150）10

50、00-2（04000）c. 直流电信号： 010V；010；420；d. 干接点 1C500 型中心空调把握系统 该把握器可以对中心空调进行焓值把握、正确启停把握和温度把握等；|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. a. C500 型把握器 b. C500 型把握器的三个把握功能 焓值把握空调器正确启停把握 温度把握220 型中心空调机组把握系统a. 20 把握器简介 b. 用 20 把握的空调机组 39100 型中心空调机组把握系统湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 教 案教研室主任（签名）备

51、课日期2022 年11 月18 日授 课 班 级电气 S03-3、4 班电气 S03-1、2 班35 / 42 第 35 页,共 42 页过程把握技术教案授课日期星期周1 13 1 13 课题 过程把握技术的应用 教学预备|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 看书 写教案 教学目的 与 要 求 明白过程把握的实际应用 授课方式讲授 教学过程 （检查复习,教授听课,巩固复习,课堂小结,支配作业）教授听课 课堂小结第六章 过程把握技术的应用随着经济的进展,高层楼宇不断涌现,过程把握技术在楼宇中的空调、

52、制冷、36 / 42 第 36 页,共 42 页过程把握技术教案消防、给排水等系统中得到了广泛的应用；第三节 消防把握系统 高层建筑物一旦发生火灾,火势凶残且扩散极快,火灾扑救和人员疏散都特别 困难；因此,以建筑物特殊是高层建筑物为被控对象,通过自动把握手段实现火灾|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载. 的自动报警及自动扑火特别重要,所建立的消防把握系统实际上也是一个典型的闭 环把握系统；消防把握系统可由一个简洁的结构图来表示,如图6-36 所示；一、 火灾报警把握系统 依据工程建设的规模、爱惜对象

53、的性质、火灾报警区域的划分,将火灾报警控 制系统分为三种基本形式：区域火灾报警系统、集中火灾报警系统、把握中心报警系统；区域火灾报警装置只用一台通用报警把握器,只能设置一些功能简洁的联动设 备；集中火灾报警把握系统由一台集中火灾报警把握器、两台以上的区域火灾报警 把握器、火灾报警装置和电源组成；集中火灾报警把握器设在消防把握室,区域火 灾报警把握器设在各层；对于总线制火灾报警把握系统,区域火灾报警把握器就是 重复显示屏；把握中心报警把握系统除了集中火灾报警把握器、区域报警把握器、火灾探测器外,在消防把握室内增加了消防联动设备；被联动把握的设备包括火灾警报装置、火警电话、火灾应急照明、火灾应急广

54、播、防排烟、通风空调、消防电梯和固定灭 火把握装置等；二、消火栓灭火系统37 / 42 第 37 页,共 42 页过程把握技术教案室内消火栓灭火系统由高位水箱（蓄水池）、消防水泵（加压泵） 、管网、室内消火栓设备、室外露天消火栓以及水泵接合器等组成；室内消火栓设备由水枪、水带和消火栓组成；火灾发生时,需由消防员拿起喷 水枪喷水灭火；室内消火栓灭火系统是自动监测、报警、自动灭火的自动化消防系 统,该系统一般由消防把握电路、消防水泵、消火栓、管网及压力传感器等构成,|精. |品. |可. |编. |辑. |学. |习. |资. |料. * | * | * | * | |欢. |迎. |下. |载.

55、 主要是对消防水泵进行自动把握；如图6-42 所示；三、喷水灭火系统 1闭式自动喷水灭火系统 a湿式喷水灭火系统 平常无火灾时, 管网压力水由高位水箱供应, 灭火初期水泵未启动之前消防用水 也由高位水箱供应；启动水泵是将消防用水从一个低位的水池泵入管网中；b干式喷水灭火系统 干式喷水灭火系统是平常无火灾时,管网内充以气体；干湿式喷水灭火系统是 在冬季冲气,夏季变成充水；c预作用喷水灭火系统是依据火灾信号的发生来进行干式与湿式的转换,灾时是湿式；即无火灾信号时是干式, 有火火灾发生时, 火灾探测器第一动作, 并将火灾信号送至火灾报警把握器,发出声 光报警并显示灭火地址；同时通过电磁阀自动打开预作用阀,并由自动排气阀排出 管网中的低压气体,消防水充以管网；待火场温度连续上升,闭式喷头自动打开开 始喷水灭火,并同时送出火灾报警信号；