【正文】 武漢理工大學《儀表與過程控制系統(tǒng)》課程設計說明書學 號：課 程 設 計題 目水泵流量控制系統(tǒng)設計學 院自動化學院專 業(yè)自動化班 級皇馬姓 名皇馬指導教師2013年1月15日課程設計任務書學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 工作單位： 自動化學院 題 目: 水泵流量控制系統(tǒng)設計 初始條件：1. 課程設計輔導資料：“過程控制系統(tǒng)和應用”、“過程控制系統(tǒng)與儀表”、“過程控制儀表及控制系統(tǒng)”、“過程控制系統(tǒng)及儀表”等；2. 先修課程：儀表與過程控制系統(tǒng)等。3. 主要涉及的知識點： 過程控制儀表、控制系統(tǒng)、被控過程等要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 課程設計時間：；2. 課程設計內容：根據指導老師給定的題目，按規(guī)定選擇其中1套完成； 本課程設計統(tǒng)一技術要求：研讀輔導資料對應章節(jié)，對選定的設計題目所涉及的生產工藝和控制原理進行介紹，針對具體設計選擇相應的控制參數、被控參數以及過程檢測控制儀表，并畫出控制流程圖及控制系統(tǒng)方框圖。3. 課程設計說明書按學?！罢n程設計工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括：① 目錄；② 摘要；③ 生產工藝和控制原理介紹；④ 控制參數和被控參數選擇；⑤ 控制儀表及技術參數；⑥ 控制流程圖及控制系統(tǒng)方框圖；⑦ 總結與展望；（設計過程的總結，還有沒有改進和完善的地方）；⑧ 課程設計的心得體會（至少500字）；⑨ 參考文獻（不少于5篇）；⑩ 其它必要內容等。時間安排：具體時間設計內容1月2日指導老師就課程設計內容、設計要求、進度安排、評分標準等做具體介紹。學生確定選題，明確設計要求1月3日開始查閱資料，了解系統(tǒng)生產工藝和控制原理。1月4日確定系統(tǒng)所需檢測元件、執(zhí)行元件、調節(jié)儀表技術參數1月7日—1月8日確定控制流程圖及控制系統(tǒng)方框圖1月9日—1月10日撰寫課程設計說明書1月11日答辯并上交課程設計說明書 指導教師簽名： 2012 年 12 月 27 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要 51 設計目的與要求 6 設計目的 6 設計的意義 6 要求完成的主要任務 72 自來水廠生產工藝 7 生產工藝 7 生產工藝流程圖 83 系統(tǒng)結構設計 9 控制方案 9 系統(tǒng)結構 94被控變量與控制變量選擇 10 10 10 115檢測環(huán)節(jié)設計 11 11 126執(zhí)行器設計 13 13 147調節(jié)器設計 14 14 14 17總結與展望 19課程設計心得體會 21參考文獻 22摘要隨著科學技術的迅猛發(fā)展，自動化技術在工業(yè)，農業(yè)，科技及人們日常生活中發(fā)揮著重要的作用。過程控制通常是指連續(xù)生產過程的自動控制，是自動化技術最重要的組成部分之一。其應用范圍覆蓋石油、化工、制藥、生物、醫(yī)療、水利、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能、環(huán)境等許多領域，在國民經濟中占有極其重要事務地位。過程控制的主要任務是對生產過程的有關的參數進行控制。使其保持恒定或按一定規(guī)律變化，在保證總質量和生產的前提下，使連續(xù)型生產過程自動地進行下去。連續(xù)生產過程中，流量是一個很重要的參數。 在連續(xù)生產過程中，有各種物料在工藝設備間傳送。為了有效地進行生產操作和工藝控制，經常需要測量介質（液體、氣體和蒸汽等）的流量。同時，為了進行經濟核算，也需要知道在一段時間內流過的介質總量。所以，流量監(jiān)測是控制生產和進行經濟核算所必需的一個重要手段。按照控制任務要求，流量控制系統(tǒng)一般是定值的，根據較快較準較穩(wěn)得性能要求，采用單閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制規(guī)律是PID控制規(guī)律。閉環(huán)相比開環(huán)可以減小誤差，滿足需要。流量控制系統(tǒng)一般有四部分組成，控制器、執(zhí)行器、被控對象以及流量檢測傳感變送器。控制器的輸入由給定與反饋的偏差決定，控制器的輸出控制調節(jié)閥，從而控制被控對象。傳感變送器將被控變量檢測并變送到輸入端與給定進行比較，得到的偏差作為控制器的輸入，閉環(huán)控制系統(tǒng)是按偏差控制的，因而性能比較優(yōu)越。我本次進行的課程設計是儀表與過程控制系統(tǒng)的設計，題目是水泵流量控制系統(tǒng)設計，設計一個閉環(huán)流量控制系統(tǒng)，使流量能滿足要求，從而保證總質量和生產的前提下，使連續(xù)型生產過程自動地進行下去。關鍵詞：過程控制 流量控制 閉環(huán)控制系統(tǒng) 水泵流量控制系統(tǒng)的設計1 設計目的與要求 設計目的給定量Qs偏差Qi調節(jié)器D/A電子閥流量對象內容器擾動f流量變送器無紙記錄儀A/D反饋Qf+ 圖1 水泵流量控制系統(tǒng)原理圖PID智能調節(jié)器本次課程設計的目的在于培養(yǎng)學生綜合運用理論知識來分析和解決實際問題的能力，使學生通過自己動手對一個工業(yè)過程控制對象進行儀表設計與選型，使學生加深對儀表控制及其理論與設計的進一步認識。課程設計的主要任務是設計工業(yè)生產過程經常遇到的壓力、流量、液位及溫度控制系統(tǒng)，使學生將理論與實踐有機地結合起來，有效的鞏固與提高理論教學效果。如圖1所示，這是一個流量控制系統(tǒng)原理圖，按照生產的要求，一般設計成定值控制系統(tǒng)，要求流量穩(wěn)定在某個值，根據較快較穩(wěn)較準和抗干擾的性能要求下，采用單閉環(huán)控制結構和PID控制規(guī)律，閉環(huán)控制系統(tǒng)相比開環(huán)系統(tǒng)，性能更加優(yōu)越。對自來水廠用泵將水打入水槽（泵1和泵2同時用），以備下一道工藝生產需要，進行設計將流量控制在500177。3立方米/小時，以滿足生產要求。 設計的意義本次課程設計是為《過程控制儀表》課程而開設的綜合實踐教學環(huán)節(jié)，是對以前學的《傳感與檢測技術》、《自動控制原理》、《儀表與過程控制系統(tǒng)》、《計算機