武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书 学 号：
课 程 设 计
题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师
水泵流量控制系统设计
自动化学院 自动化 皇马 皇马
2013 年 1 月 15 日
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武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书
课程设计任务书
学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 自动化学院
题 目: 水泵流量控制系统设计 初始条件：
1. 课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统及仪表”等； 2. 先修课程：仪表与过程控制系统等。 3. 主要涉及的知识点：
过程控制仪表、控制系统、被控过程等
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1. 课程设计时间：1.5周；
2. 课程设计内容：根据指导老师给定的题目，按规定选择其中1套完成；
本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍，针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表，并画出控制流程图及控制系统方框图。
3. 课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括：
① 目录； ② 摘要；
③ 生产工艺和控制原理介绍； ④ 控制参数和被控参数选择； ⑤ 控制仪表及技术参数；
⑥ 控制流程图及控制系统方框图； ⑦ 总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）； ⑧ 课程设计的心得体会（至少500字）； ⑨ 参考文献（不少于5篇）； ⑩ 其它必要内容等。
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武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书
时间安排：
具体时间 1月2日 1月3日 1月4日 1月7日—1月8日 1月9日—1月10日 1月11日
设计内容 指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。学生确定选题，明确设计要求 开始查阅资料，了解系统生产工艺和控制原理。 确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 确定控制流程图及控制系统方框图 撰写课程设计说明书 答辩并上交课程设计说明书 指导教师签名： 2012 年 12 月 27 日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
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武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书
目录
摘要 ........................................................................ 5 1 设计目的与要求 ............................................................ 6 1.1 设计目的 ................................................................ 6 1.2 设计的意义 .............................................................. 6 1.3 要求完成的主要任务 ...................................................... 7 2 自来水厂生产工艺 .......................................................... 7 2.1 生产工艺 ................................................................ 7 2.2 生产工艺流程图 .......................................................... 8 3 系统结构设计 .............................................................. 9 3.1 控制方案 ................................................................ 9 3.2 系统结构 ................................................................ 9 4被控变量与控制变量选择 ................................................... 10 4.1被控变量选择原则 ....................................................... 10 4.2控制变量选择原则 ....................................................... 10 4.3本系统被控变量与控制变量的选择 ......................................... 11 5检测环节设计 ............................................................. 11 5.1检测环节设计原则 ....................................................... 11 5.2本系统检测环节设计 ..................................................... 12 6执行器设计 ............................................................... 13 6.1执行器设计原则 ......................................................... 13 6.2本系统执行器设计 ....................................................... 14 7调节器设计 ............................................................... 14 7.1调节器正反作用选取 ..................................................... 14 7.2调节器规律的选择 ....................................................... 14 7.3调节器参数整定 ......................................................... 17 总结与展望 ................................................................. 19 课程设计心得体会 ........................................................... 21 参考文献 ................................................................... 22
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武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书
摘要
随着科学技术的迅猛发展，自动化技术在工业，农业，科技及人们日常生活中发挥着重要的作用。过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一。其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、纺织、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要事务地位。过程控制的主要任务是对生产过程的有关的参数进行控制。使其保持恒定或按一定规律变化，在保证总质量和生产的前提下，使连续型生产过程自动地进行下去。连续生产过程中，流量是一个很重要的参数。
在连续生产过程中，有各种物料在工艺设备间传送。为了有效地进行生产操作和工艺控制，经常需要测量介质（液体、气体和蒸汽等）的流量。同时，为了进行经济核算，也需要知道在一段时间内流过的介质总量。所以，流量监测是控制生产和进行经济核算所必需的一个重要手段。按照控制任务要求，流量控制系统一般是定值的，根据较快较准较稳得性能要求，采用单闭环控制系统，控制规律是PID控制规律。闭环相比开环可以减小误差，满足需要。流量控制系统一般有四部分组成，控制器、执行器、被控对象以及流量检测传感变送器。控制器的输入由给定与反馈的偏差决定，控制器的输出控制调节阀，从而控制被控对象。传感变送器将被控变量检测并变送到输入端与给定进行比较，得到的偏差作为控制器的输入，闭环控制系统是按偏差控制的，因而性能比较优越。
我本次进行的课程设计是仪表与过程控制系统的设计，题目是水泵流量控制系统设计，设计一个闭环流量控制系统，使流量能满足要求，从而保证总质量和生产的前提下，使连续型生产过程自动地进行下去。
关键词：过程控制 流量控制 闭环控制系统
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