自动化系统综合实训任务书.doc

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1、《自动化系统综合实训》任务书题目：基于PID控制的加热器温度控制系统设计温度是工业对象中主要的被控参数之一。特别是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物

2、体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。设计任务用一台计算机及相应的部件组成电加热器温度的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。1、设计内容及要求假设电加热器用于某产品热力特性实验，电加热器用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将温度稳定到给定的温度值。2、工艺要求按照规定的曲线进行升温和降温，温度控制范围为50—80℃，升温和降温阶段的温度控制精度为±5℃，保温阶段温度控制精度为±1℃。3、要求实现

3、的系统基本功能微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。4、对象分析在本设计中，要求电加热器的温度，按照一定的规律变化，从室温开始到50℃为自由升温阶段，当温度一旦到达50℃，就进入系统调节，当温度到达80℃时进入保温段，要始终在系统控制下，以保证所需的温度的精度。试验结束，要进行降温控制。保温段的时间为600—1800s。过渡过程时间：即从开始控制到进入保温阶段的时间要小于600s。在保温段当温

4、度高于82℃或低于78℃时要报警，在升温和降温阶段也要进行控制，使温度平滑过渡。设计要求1．整个设计的各个环节都要求学生自己动手；2．提供相应的算法分析和计算（包括数据滤波、标度变换、PID控制算法）。3．自己选择计算机控制设备，构建计算机监控系统。主界面：自动控制、手动控制、动态显示、参数修改、上下限报警（可修改）、权限设置报警界面：实时报警、历史报警曲线界面：实时曲线、历史曲线、所有变量显示界面4．对设计进行总结，撰写设计报告；5．实训时间为2周，学分为2学分。课程设计报告（文档）设计报告是课程设计工作的总结和提高，

5、设计报告应该反映出作者在设计过程中所做的主要工作及取得的主要成果，以及作者在设计过程中的心得体会。（一）设计报告主要内容设计报告的写作方法是多种多样的，并没有一个固定的格式，对于本设计，应该包括以下几个主要部分：1.摘要2.总体方案设计3.硬件的设计和实现4.数字控制器的设计5.软件设计6.完整的系统电路图7.监控画面功能介绍8.系统调试9.设计总结10.参考文献（二）设计报告编写基本要求1．每个学生必须独立完成设计报告；2．设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确；3．设计报告后应附参考文献；4、设计报

6、告（约4000字以上）提供电子文档及硬拷贝各一份。5、提交组态界面、PLC源程序。6、考核结果按完成质量及时间，按优、良、及格、不及格考评