篇一：过程控制报告
生产过程控制
实验报告
姓 名： 学 号：专 业： 实 验 室： 组 别： 同组人员：设计时间：2010年 10 月 —— 2010年12月
评定成绩： 审阅教师：
目 录
一． 描述????????????????????????????? 1
二．设备介绍???????????????????????????? 1
三．执行机构???????????????????????????? 2
四．调节器????????????????????????????? 2
五．单回路调节系统 ?????????????????????????3
六． 调试步骤 ???????????????????????????4
七． 心得 ?????????????????????????????5
八． 展望 ?????????????????????????????5
九． 参考书目 ???????????????????????????4
一、 描述
过程控制是生产过程自动控制的简称，这是自动化技术的一个重要组成部分。通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程自动控制。在现代工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。我们实验的对象是一个液位控制系统。
在锅炉正常运行中，水位是一个重要的参数，它的高低直接影响着蒸汽的品质及锅炉的安全。水位过低，当负荷很大时，汽化速度很快，汽包内的液体将全部汽化，导致锅炉烧干甚至会引起爆炸；水位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带液现象，降低了蒸汽的质量和产量，严重时会损坏后续设备。我们着在实验中进行液位控制。
眼 检测元件（变送器）
要想实现对水位的控制，首先应随时掌握水位的变化情况
脑 控制器
控制器将接收到的测量信号与预先规定的水位高度进行比较。如果两个信号不
相等，表明实际水位与规定水位有偏差，此时控制器将根据偏差的大小向执行
器输出一个控制信号，
手 执行器
执行器即可根据控制信号来改变阀门的开度，从而使进入锅炉的水量发生变
化，达到控制锅炉汽包水位的目的。
二、 设备介绍
过程控制实验装置由有机玻璃水箱、1.5KW电加热不锈钢锅炉、冷热水交换盘管、PPR水管及手动阀门、水泵和变频器、水池、温度传感器及变送器、压力传感器、流量计、电动阀和加热器控制器等构成。可以检测水箱液位、进水流量、管道压力和锅炉温度等4个物理量，不同的传感器将4—20mA电流信号输入至模拟量输入模块，并通过模拟量输出模块输出标准的4—20mA作为控制执行机构（电动阀、电加热器）的控制信号。
该控制逻辑是一个经典的单回路液位控制系统。单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的恒定参数是液位高度，即控制的任务是控制液位高度等于给定值所要求的大小。采用PID控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。因此，当一个单回路系统组成好以后，如何整定好控制器参数是一个很重要的
实际问题。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。该实验装置的示意图如下图所示。
三、 执行机构
在本次实验当中，我们采用的控制逻辑是一个经典的单回路液位控制系统。单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。
本系统所要保持的恒定参数是液位高度，即控制的任务是控制液位高度等于给定值所要求的大小。控制逻辑单元通过实时接收液位传感器送来的液位信号并和设定值做比较，然后发出控制信号给执行器，此单回路调节系统的执行机构是电动调节阀。控制器通过模拟量输出模块输出标准的4—20mA作为控制电动阀的控制信号。当输出信号为4mA时，此时调节阀为全关状态，当输出信号为20mA时，此时调节阀为全开状态。
四、 调节器
在本次实验当中，我们采用的逻辑控制单元是P909控制器，它具有如下特点：
1) 控制精度高，可以接受传感器送来的4—20mA信号，并与设定值进行比较，根据PID
参数输出相应的4—20mA的控制信号。
2) 通用输入，可选择56种不同输入信号;
3) 可以方便的调节参数，改变控制策略，同时有配套的软件在线实时显示记录系统运行
情况，以更好的为调节策略提供参考
4) 输出方式种类多样，极大满足众多负载控制要求;
5) 可选配PV(测量值)或SV(设定值)4-20mA传送输出功能;
6) 输出百分比限制功能，并且手动/自动无扰动切换;
7) 输出百分比限制功能，并且手动/自动无扰动切换;
8) 自动诊断功能，并可显示故障信息;
9) 可选配RS485通讯功能。
五、 单回路调节系统
上图为单回路大水箱液位控制系统，单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来控制一个被控量，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只能控制一个执行机构。本系统的被控量是液位的给定高度，及控制的任务是控制大水想也为等于给定值所要求的高度。众所周知，系统的控制质量的好坏与调节器的结构和参数选择有着很大的关系。合适的 控制参数，可以导致满意的控制结果。反之，控制器的结构和参数选择得不合适，则会是控制质量变坏，甚至不能正常工作。因此，当一个单回路控制系统组成后，系统的投运和参数正定时十分重要的工作。控制系统的框图如下：
篇二：工业生产过程控制实验报告
南昌大学实验报告
学生姓名： 费梦娟 学号： 专业班级： 自动化102班实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期：实验成绩：
实验一 单容自衡水箱液位特性测试实验
一、实验目的
1．掌握单容水箱的阶跃响应测试方法，并记录相应液位的响应曲线；
2．根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相应的方法确定被测对象的特征参数K、T和传递函数；
3．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实验设备
1．实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台（DCS需两台计算机）、万用表一个；
2．SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；
3．SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个；
4．SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个，网线四根；
5．SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线；
6．SA-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。
三、实验原理
所谓单容指只有一个贮蓄容器。自衡是指对象在扰动作用下，其平衡位置被破坏后，不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自身重新恢复平衡的过程。图2-1所示为单容自衡水箱特性测试结构图及方框图。阀门F1-1、F1-2和F1-8全开，设下水箱流入量为Q1，改变电动调节阀V1的开度可以改变Q1的大小，下水箱的流出量为Q2，改变出水阀F1-11的开度可以改变Q2。液位h的变化反映了Q1与Q2不等而引起水箱中蓄水或泄水的过程。若将Q1作为被控过程的输入变量，h为其输出变量，则该被控过程的数学模型就是h与Q1之间的数学表达式。
根据动态物料平衡关系有
dhQ1-Q2=A (2-1) dt
将式(2-1)表示为增量形式
d?hΔQ1-ΔQ2=A (2-2) dt
式中：ΔQ1，ΔQ2，Δh——分别为偏
离某一平衡状态的增量；
A——水箱截面积。
dh在平衡时，Q1=Q2，＝0；当Q1 dt
发生变化时，液位h随之变化，水箱出 图2-1 单容自衡水箱特性测试系统 口处的静压也随之变化，Q2也发生变化 （a）结构图 （b）方框图
。由流体力学可知，流体在紊流情况下，液位h与流量之间为非线性关系。但为了简化起见，经线性化处理后，可近似认为Q2与h成正比关系，而与阀F1-11的阻力R成反比，即
ΔQ2=?h?h 或 R= (2-3)?Q2R
式中：R——阀F1-11的阻力，称为液阻。
将式(2-2)、式(2-3)经拉氏变换并消去中间变量Q2，即可得到单容水箱的数学模型为
W0（s）＝H(s)RK＝= (2-4)Q1(s)RCs?1Ts?1
式中T为水箱的时间常数，T＝RC；K为放大系数，K＝R；C为水箱的容量系数。若令Q1（s）作阶跃扰动，即Q1（s）=
x0x0Kx0K/TH（s）=×=K- 11sss?s?TTx0，x0=常数，则式(2-4)可改写为 s
对上式取拉氏反变换得
h(t)=Kx0(1-e-t/T) (2-5)
当t—>∞时，h（∞）-h（0）=Kx0，因而有 K=
当t=T时，则有
h(T)=Kx0(1-e-1)=0.632Kx0=0.632h(∞) (2-7)
式（2-5）表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2-2（a）所示，该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间，就是水箱的时间常数T。也可由坐标原点对响应曲线作切线OA，切线与稳态值交点A所对应的时间就是该时间常数T，由响应曲线求得K和T后，就能求得单容水箱的传递函数。
图2-2 单容水箱的阶跃响应曲线 h（?）?h（0）输出稳态值＝ (2-6)阶跃输入x0
如果对象具有滞后特性时，其阶跃响应曲线则为图2-2（b），在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点，与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ，BC为对象的时间常数T，所得的传递函数为：
Ke??s
H(S)= (2-8)1?Ts
四、实验内容与步骤
本实验选择下水箱作为被测对象（也可选择上水箱或中水箱）。实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-8全开，将下水箱出水阀门F1-11开至适当开度，其余阀门均关闭。
具体实验内容与步骤按五种方案分别叙述，这五种方案的实验与用户所购的硬件设备有关，可根据实验需要选做或全做。
（一）、智能仪表控制
1．将“SA-12智能调节仪控制” 挂件挂到屏上，并将挂件的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上，将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2，并按照下面的控制屏接线图连接实验系统。将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。
图2-3 仪表控制单容水箱特性测试实验接线图
2．接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相Ⅰ、单相Ⅲ空气开关，给智能仪表及电动调节阀上电。
3．打开上位机MCGS组态环境，打开“智能仪表控制系统”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实验一、单容自衡水箱对象特性测试”，进入实验一的监控界面。
4．在上位机监控界面中将智能仪表设置为“手动”控制，并将输出值设置
为一个合适的值，此操作需通过调节仪表实现。
5．合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，适当增加/减少智能仪表的输出量，使下水箱的液位处于某一平衡位置，记录此时的仪表输出值和液位值。
6．待下水箱液位平衡后，突增（或突减）智能仪表输出量的大小，使其输出有一个正（或负）阶跃增量的变化（即阶跃干扰，此增量不宜过大，以免水箱中水溢出），于是水箱的液位便离开原平衡状态，经过一段时间后，水箱液位进入新的平衡状态，记录下此时的仪表输出值和液位值，液位的响应过程曲线将如图2-4所示。
图2-4 单容下水箱液位阶跃响应曲线
7．根据前面记录的液位值和仪表输出值，按公式（2-6）计算K值，再根据图2-2中的实验曲线求得T值，写出对象的传递函数。
（二）、远程数据采集控制
1．将“SA-22远程数据采集模拟量输出模块”、“SA-23远程数据采集模拟量输入模块”挂件挂到屏上，并将挂件上的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上，将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2，并按照下面的控制屏接线图连接实验系统。将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。
2．接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给智能采集模块及压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相Ⅰ空气开关，给电动调节阀上电。
3．打开上位机MCGS组态环境，打开“远程数据采集系统”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实验一、单容自衡水箱对象特性测试”，进入实验一的监控界面。
4．以下步骤请参考前面“（一）智能仪表控制”的步骤4～7。
图2-5 远程数据采集控制单容水箱特性测试实验接线图
（三）、S7-300PLC控制
1．将“SA-41 S7-300PLC控制”挂件挂到屏上，并用MPI通讯电缆线将S7-300PLC连接到计算机CP5611专用网卡，并按照下面的控制屏接线图连接实验系统。将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。
2．接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给S7-300PLC及压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相Ⅰ空气开关，给电动调节阀上电。
3．打开Step 7软件，打开“S7-300”程序进行下载，然后将S7-300PLC置于运行状态，然后运行WinCC组态软件，打开“S7-300PLC控制系统”工程，然后激活WinCC运行环境，在主菜单中点击“实验一、单容自衡水箱对象特性测试”，进入实验一的监控界面。
4．以下步骤请参考前面“（一）智能仪表控制”的步骤4～7。
图2-8 S7-300PLC控制单容水箱特性测试实验接线图
五、实验报告要求
1．画出单容水箱液位特性测试实验的结构框图。
（a）是结构图；（b）是方框图
2
．根据实验得到的数据及曲线，分析并计算出单容水箱液位对象的参数及
篇三：过程控制生产实习报告
《亿道电子生产实习报告》
学 校： 上海工程技术大学
院 系： 电子电气工程学院
专 业：自动化
学 号：
姓 名： 焦伟
指导教师：
生产实习报告
021209224焦伟
生产实习是我们自动化专业学习的一个重要环节，是将课堂上的理论知识与实际操作相结合，旨在训练学生专项技能，增强学生实践能力，提高学生综合素质，对强化所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很大的帮助。
一、 实习目的和意义：
1.1 实习目的：
生产实习是校系统地完成了公共基础课、技术基础科和部分专业课的学习后，通过生产实习，是学生进一步巩固和深化学过的基础理论和专业理论知识。了解自动化生产线的生产流程，熟悉自动化专业对口工作方向和工作环境，为后续课程的学习和毕业设计打下坚实的基础。学生通过生产实习，可以进一步接触和认识社会，提高社交能力，树立劳动观念、集体观念纪律观念和创业精神。
1.2 实习意义：
我们生产实习时贯彻理论联系实际原则的好办法。学生以实际工作者的身份，直接参与生产过程。通过生产实习，可以对学生专业知识、技能的实际水平，为社会主义建设服务的专业思想，社会主义劳动纪律与职业道德，以及教师的教学效果和思想工作，进行一次综合性的社会检验。通过检验，加强学生对专业知识的深层次掌握和理解，为以后步入社会岗位打好坚实的基础。
二、实习单位介绍：
亿道电子技术有限公司创建于改革开放前沿的经济特区——深圳，是一家在嵌入式领域具有深厚的技术积累与行业经验的高科技企业。亿道富有朝气、勇于创新，有着深厚的技术积累和行业经验，已成为中国嵌入式领域技术最先进、最有影响力的系统方案提供商。亿道总部在深圳，分别在上海、北京和香港设有分支机构。
亿道为客户提供嵌入式实时多任务操作系统、集成开发环境、开发板、在线仿真器、ROM仿真器、编程器以及ODM和OEM服务。亿道为高校提供先进完备的嵌入式教学科研平台、培训和相关的资料课件；为嵌入式领域的生产和开发商提供各种开发方案，提供最为完善的售前、售中、售后服务。客户群涉及高校、科研院所、通讯、工控、消费电子、军方、航空航天等众多领域。
亿道提供的高性能开发平台、嵌入式软件产品、代码自动生成工具、代码仿真环境、实时在线仿真器、调试器、RTOS（实时多任务操作系统）支持ARM、Motorola、Intel、AMD、MIPS等不同系列的处理器。亿道和Intel、Philips、Samsung、Sophia、Paradigm等十几家国外知名厂商有着良好的合作关系，在嵌入式领域与国外技术领先的公司保持着高度的技术同步。
亿道电子目前自主研发已经成型的EmTeam产品包含两部分，分别为EmTeam EDA和EmTeam PDM，另外物料系统需求调研阶段快结束，即将进入编码。EmTeam PDM产品数据管理以其完善的产品数据管理体制和强大的资讯安全管理等特点，帮助企业构建一个对产品数据进行支持和维护的信息平台，缩短产品设计时间，减少设计成本，加快产品上市，提高企业行业
的竞争优势。
三、实习内容及过程：
3.1 实习内容：
在实习老师几周的辛苦地教学讲解后，我们基本上了解了Altium软件的发展历史，操作原理，功能及其应用实例，还掌握PCB板的设计原理和元器件绘制的原则，库的建立和调用，元器件的布置连接，最终完整地设计一块PCB板。还要注意的是，在焊接制作过程中，我们必须掌握焊接的基本方法，元器件的正确焊接，同时应该注意板面的整齐美观也是实践过程中的必要要求。
3.2 实习过程：
3.2.1 理论教学过程：
要利用Altium设计一块PCB板，首先要熟悉Altium的操作环境和功能板块。建立一块PCB板，先打开Altium软件，建立PCB工程，对工程命名并保存。在工程中建立原理图、PCB分别命名成SCH、PCB格式并保存，在工程中建立(原文来自：wWw.xiaOcAofANweN.coM 小 草 范 文 网:生产过程控制情况报告)SCHlibrary以及PCBlibrary,并分别命名成SCHlib以及PCBlib格式并保存。在保存时可在工程名上单击右键保存，键入文件名并保存后会弹出原理图等各分支的保存对话框，这种发放简便实用，可避免逐一保存文件的麻烦。
原理图尺寸使用自定义，通常以实际板面大小为标准，放置特殊字符串：Title栏目中放置特殊字符串“Company Name”，在“Revision” 栏目中放置特殊字符串“V1.0”，在“Drawn By”栏目中放置特殊字符串“人名” 并保存。若特殊字符串显示错误，则应检查菜单栏中“显示特殊字符串”
是否勾选。在SCHlib界面下绘制元器件，建立其符号和封装并保存在元器件库中。绘制元器件大小应参考设计元器件的规格，同时应注意器件类型，是插孔式元器件还是贴片式元器件，再有管脚形状尺寸也应符合设计要求。
建立好元器件库后，将此建立好的库文件加载到Library面板，然后将所需元件加载到原理图中进行设计，其他器件来自于库文件Miscellaneous Devices.IntLib，此库文件在软件的安装目录中的Library文件夹中可以找到。元器件位置摆放合理后，依照图示进行电气连线。PCB的机械尺寸设置长、宽应安要求设定，然后保存。
通过后将原理图导入到PCB中，然后进行PCB布局，布局完成后创建相关规则，设置默认线宽0.26mm，再建立GND网络的线宽为0.5mm，然后进行布线（手工自动均可，只要保证不会出现锐角走线），并保存。布线完成后在PCB板左上角的丝印层上放置文件名，然后进行“Design Rule Check”，将违反的规则全部修正，并保存，完成设计。
3.2.2 焊接过程及注意：
在焊接实验中，首先对照器件型号，并找到器件焊接位置，不同类型的器件分类统一，再按照“先小后大”的原则进行焊接。
在焊接的过程中，虽然相比设计要简单很多，但还是应该认真查找器件位置，避免错焊和漏焊。对于较小器件的焊接可以选择先部焊接点其中一侧的锡，这样可以使焊接更容易更美观并且避免焊接过程中元器件位置不正或翘起。
通过此次的生产实习，我受益匪浅。Altium作为一款优秀的PCB板设