自动化专业综合实验.ppt

自动化专业综合实验一、综合实验的目的 自动化专业综合实验是在学生学完过程控制工程、测控仪表及装置、DCS及现场总线以及计算机控制技术等相关课程的教学后而设置的一门独立的实践教学环节。通过实验，使学生掌握控制系统的组成以及系统的连接方法，了解有关仪表、计算机在控制系统中作用原理及调试方法，掌握控制系统的综合分析方法和调试方法，能独立进行系统连接、查线和排除一般故障的能力，能正确观察实验现象，进行实验数据处理及系统分析，培养学生的实际动手能力，进一步提高学生的独立分析问题和解决问题的能力，使学生通过此环节的教学提高实际技能和科研能力。 二、综合实验的内容及要求 实验内容:实验项目学时类型三容水箱实验装置控制系统设计实验8综合型液位和温度系统控制系统设计实验8综合型典型化工过程监控系统设计实验8综合型基于精馏装置工程实训16综合型二、综合实验的内容及要求 1、过程装置控制系统方案设计及系统构成采用单回路、串级、前馈控制等控制策略，设计一个过程装置控制系统方案，达到系统控制要求。要求:（1）控制方案的设计和论证，画出过程控制流程图、控制方案图、控制装置接线图、控制盘正面布置图；（2）控制仪表及执行机构选型与论证，列出具体仪表的型号、厂家、报价等，列出所选仪表设备使用清单；（3）根据设计的方案和仪表装置选型，实验设备的连接并检查。 实验要求:2、过程装置控制系统投运、参数整定及控制质量研究 系统的投运及控制器参数整定方法；实现系统的实时控制，并满足其控制品质。要求:（1）系统投运:无扰动切换；（2）控制器参数整定:综合比较多种参数整定方法来分析控制器参数对系统性能的影响；（3）系统分析:根据不同的系统性能指标要求，分析如何改变控制器参数以实现预期的控制目标；（4）实验结果记录与分析: 记录参数改变时对系统动态与稳态响应的影响，记录响应曲线，分析讨论实验结果并得出相应的结论。 二、综合实验的内容及要求 3、采用DCS构成过程装置控制系统的组态设计实现集散控制系统的系统组态、控制组态和显示组态，并进行控制系统的仿真研究。要求：（1）根据过程装置的工艺流程图，采用DCS组态方法的控制方案设计与论证；（2）根据控制方案，选择组态的控制模块，并进行系统的调试与实时控制；（3）实验结果记录与分析并得出相应的结论。 二、综合实验的内容及要求 4、过程装置的控制系统仿真研究 使用仿真系统对过程装置的控制系统建模、分析和设计，进行过程控制系统的动态分析。采用不同控制策略，改变控制器参数以达到预期的控制性能、分析验证系统参数改变对系统控制性能的影响，并记录响应曲线。要求：（1）控制装置的的系统分析和控制器设计方案、控制器参数的选择依据、仿真结果分析并与工程整定方法相比较，得出相应的结论；（2）记录仿真实时数据，画出曲线，并分析讨论实验结果。 二、综合实验的内容及要求 三、综合实验设计步骤及进度安排(本设计任务在两周内完成)1. 收集有关资料，阅读有关教课书和文献2. 方案设计和论证，确定控制方案3. 仪表设备选型，上网搜索（学会利用网络工具）4 .绘制设计图、方案的实现、记录实验数据并分析实验结果5. 撰写说明书 四、主要技术关键的分析、解决、方案比较（1）结合具体装置和系统状态参数，控制方案的比较和确定，比较各种方案的优劣，选出最佳方案。（2）仪表进行选型，如控制盘、仪表接线、供电供气系统的设计一一落实。（3）THJ-2型、AE2000型过程控制实验装置组成、相关技术参数、运行方法及系统调试； THBDC-1型过程控制实验装置组成、相关技术参数、运行方法及系统调试。（4）JX-300X型DCS的系统组成、组态方法、系统组织方式、运行方法及系统调试。（5）仿真系统的原理、组成及使用说明。 实验的总成绩100分（其中实验动手能力和创新能力考核60分，实验数据和实验报告书面考核40分）其中实验报告成绩评定：结构层次（10），基础数据（10），方案（40），图表（20），创新能力（20）。 综合评定成绩为：优、良、中、及格、不及格。 五、综合实验考核、成绩评定六、综合实验参考书与资料 仪表设备选型，上网搜索（浏览器直接输入设备名称），报告中可以列出搜索的网址。 参考书：孙洪程 过程控制工程设计 化学工业出版社, 2001王树青 工业过程控制工程（第1版）北京：化学工业出版社，2003何衍庆 工业生产过程控制（第1版）北京：化学工业出版社，2004张宝芬 自动检测技术及仪表控制系统（第1版） 北京：化学工业出版社，2002张宏建 自动检测技术与装置（第1版） 北京：化学工业出版社，2004杜维 过程检测技术及仪表（第1版） 北京：化学工业出版社，1999何衍庆，俞金寿 集散控制系统原理及应用（第二版）北京：化学工业出版社，2002 王树青，赵鹏程 集散型计算机控制系统（DCS） 浙江：浙江大学出版社，2001 七、学生撰写综合实验的格式等综合实验说明书应包括的内容：1. 工艺流程简介（包括工艺控制流程图）；2. 受控变量与控制变量的选择；3. 控制方案的比较和确定（包括控制方案图）；4. 仪表设备选型；5. 控制盘（柜）设计（包括盘面仪表布置图，仪表盘后接线图）；6. 自控设备、仪表、器材汇总表；（序号，设备名称，型号规格，生产厂家，数量，单价，金额）工程概算（控制系统总投资，单位万元）7过程控制装置的DCS控制方案以及相应的控制组态方案、实施、调试和运行；8控制装置仿真的建模、分析、设计的过程，参数改变时各实时数据与曲线的记录、分析与讨论；9 实验结论总结和体会；10参考文献。