《过程控制工程课程设计》课程介绍与教学大纲

《过程控制工程课程设计》课程简介课程编号：06024803课程名称：过程控制系统课程设计CourseDesignofProcessControlEngineering学分：2学时：2周（实验：2周上机：0课外实践：0）适用专业：测控技术与仪器建议修读学期：7开课单位：电气与信息工程学院先修课程：自动检测技术与仪表、控制仪表及装置、过程控制工程、集散系统及现场总线考核方式与成绩评定标准：撰写设计报告与答辩（实验60%设计报告与答辩40%）教材与主要参考书目：控制工程项目指南一过程自动化工程孙洪程马昕谢非编高等教育出版社2011.10《深入浅出过程控制-小锅带你学过控》张昕，张贝克编著高等教育出版社2013.10过程控制工程设计（第二版）孙洪程，李大宇编化学工业出版社2009.3组态软件控制技术覃贵礼北京理工大学出版社2009.8内容概述：《过程控制系统课程设计》是测控技术与仪器专业实践环节必修课程。在完成《过程控制工程》课程学习后，以流程工业工艺过程为对象，依据工艺提出的要求，选用合适控制方案、控制算法，仪表与装置，完成控制系统设计。主要任务：要求根据所提供的工艺对象，通过分析其对象动态特性，设计系统控制方案,在实验室SMPT-1000设备上实施并投入运行。并提交设计报告一份。《过程控制工程课程设计》教学大纲课程编号：06024803课程名称：过程控制系统课程设计CourseDesignofProcessControlEngineering学分：2学时：2周（实验：2周上机：0课外实践：0）适用专业：测控技术与仪器建议修读学期：7开课单位：电气与信息工程学院测控系先修课程：自动检测技术与仪表、控制仪表及装置、过程控制工程、PLC系统及应用一、课程性质、目的与任务《过程控制系统课程设计》是测控技术与仪器专业实践环节必修课程。在完成《过程控制工程》课程学习后，以流程工业工艺过程为对象，依据工艺提出的要求，选用合适控制方案、控制算法，仪表与装置，完成控制系统设计。要求掌握控制理论及控制工程的基本理论，熟悉自动化技术工具（控制及检测仪表）的使用方法及型号、规格、价格等信息，工程实际知识，如：工程设计的程序和方法、仪表安装方式及常用设备材料的规格、型号等。在经过一次控制工程设汁的全面训练后.将使学生深深体会到各专业课程所学知识的有机结合和综合应用的重要性。主要任务：要求根据所提供的工艺对象，通过分析其对象动态特性，设计系统控制方案,在实验室SMPT-1000设备上实施并投入运行。并提交设计报告一份。具体课程目标可以细化为：1、能够依据设计题目，通过查阅资料，进行系统分析（包括工艺流程分析、控制需求分析、对象特性分析•、系统安全要求等）及方案设计。.能够依据控制工程理论、技术手册，开展控制系统设计：①基础控制系统及开车顺序控制系统的设计（包括控制回路、控制算法、被控变量、操纵变量、控制规律、阀门特性、顺序逻辑、安全保障等功能设计）；②安全系统的设计（包括声光报警、安全联锁、紧急停车、安全仪表等功能设计）；③绿色生产、节能减排降耗方面的考虑；④控制系统管道仪表流程图（包括基础控制系统、安全控制系统等）。.能够应用SiemensPCS7或者GEPAC系统、仪表手册等技术资料，进行系统设备选择、系统连接及软件设计：①系统设备选择（包括控制器、测量变送装置、执行机构，DCS规模、10模块配置、仪表盘、控制柜、配电装置等）；②系统连接（用工程语言描述系统的连接）。.能够应用SMPT-1000或者GE综合实训平台，实际调试。

.能够在团队中，与同学合作、分工，共同完成项目设计。.能够按照设计说明书规范，撰写设计报告。7.今后，能应用控制工程知识、理论、技术等分析解决流程工业控制问题。课程目标与毕业要求对应关系:毕业要求指标点课程目标1-4具有测控技术与仪器专业知识，能够综合应用相关知识流程工业测控技术与智能仪器仪表领域复杂工程问题进行模拟和求解。12-3能够查阅相关文献，优化模型；并能通过分析、计算和模拟得出结论。13-1能够分析流程工业系统或工程及相关智能仪表应用的特定需求确定具体的设计或研发目标，给出解决方案1、23-2能够根据系统或工程目标选取适当的仪表设备与基础器件并确定设计或研发方案，并能针对复杂工程问题的关键环节给出优化实现方法。33-3能够在社会、安全、环境等现实因素的约束下对设计或研发方案的可行性进行评价。3、74-3能够通过分析实验结果，对流程工业测控技术和智能仪表等复杂工程问题进行分析和解释，并得到合理有效的结论。4、78-2在工程实践中，能够从多元价值观角度考虑问题的解决方案、方法，遵守工程职业道德和规范。29-2能够进行团队协作，在相关设计和研发等团队中承担相应的角色。510-1能够撰写测控技术与仪器专业相关实验、设计、研发等报告或展示。4、610-2能够就测控技术与仪器专业报告和文稿进行陈述发言、提问和回答。6二、教学内容、基本要求及学时分配课程内容教学要求重点(☆)难点(A)学时安排实验学时上机学时备注控制工程设计的方法AIT'/组态软件A自学PLC或DCS控制系统A自学管道仪表流程图B自学图例符号的统一规定B自学（教学基本要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解）三、课程设计报告基本要求按课程设计任务书提供的课题以及给出的设计任务，确定设计系统结构，分析系统的特点和系统特性，按给定的被控对象设计相应的控制系统，并在实验室连接系统部件、构造硬件系统，硬件系统主要包括控制器、执行器（即电动调节阀）、检测装置（即传感器）、水泵、以及监控计算机。跟硬件系统配套的软件包括组态软件和PLC的编程软件。本课题主要任务就是完成PLC程序的编写。根据所给课题的任务要求连好被控对象、控制器、执行器、检测装置、计算机等硬件部分。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，完成设计任务书。1、能够查阅工艺过程相关资料。2、依据工艺要求分析、比较、设计方案（对其合理性、工作原理及工作过程做出说明）。3、被控对象以及仪器仪表的描述、建立被控对象的数学模型。4、控制方案的选择及其论述，控制系统方框图及其说明，画出控制系统连线示意图及并加以说明。5、PLC控制系统（主要指的是作为控制器的PLC部分）的设计包括I/O分析、PLC选型、存储容量核算、外部电路及接线设计、梯形图与程序设计等。用PLC的编程软件编写控制器应用程序，并调试。6、整个控制系统联合调试并记录测试曲线。7、撰写规范化的课程设计报告一份。四、建议实验（上机）项目及学时分配在实验室SMPT-1000实验设备上实施并投入运行五、教学方法与教学手段分3-4人为小组以学生自主设计为主，实验室指导交流为辅六、考核方式与成绩评定标准撰写设计报告与答辩（实验60%设计报告与答辩40%）七、教材与主要参考书目控制工程项目指南一过程自动化工程孙洪程马昕谢非编高等教育出版社2011.10《深入浅出过程控制-