过程控制系统精选(九篇)

第1篇：过程控制系统范文

控 制 统设 计

系

目录

1．系统控制要求 ······························································································ 4 2．系统硬件设计 ······························································································ 4

2.1 方案论述····························································································· 4 2.2 主要控制器件选择 ················································································ 6

2.2.1 PLC的选择 ················································································· 6 2.2.2变频器的选择 ·············································································· 7 2.2.3温度变送器的选择 ········································································ 8 2.2.4流量变送器的选择 ········································································ 9 2.2.5 压力变送器的选择 ······································································· 9 2.2.6液位变送器的选择 ······································································· 10 2.2.7 触摸屏的选择 ············································································ 10 2.2.8 A/D模块的选择 ·········································································· 11 2.2.9 D/A模块的选择 ·········································································· 12 2.3 系统其它设备及元器件规格 ··································································· 14 2.4 系统电气原理 ····················································································· 14 3．系统软件设计 ····························································································· 16

3.1 变频器配置 ························································································· 16

3.1.1 变频器配置参数 ········································································· 16 3.1.2 FR-D700系列的操作面板 ······························································ 17 3.1.3 变频器的运行模式 ······································································ 18 3.2 PLC程序设计 ····················································································· 19 3.3 触摸屏界面设置 ·················································································· 20 4．安全文明规范操作 ······················································································· 26 5．系统安装与调试 ·························································································· 26

5.1 系统安装···························································································· 26 5.2 系统调试···························································································· 26

5.2.1 硬件调试 ·················································································· 26 5.2.2 软件调试 ·················································································· 27

6．总结 ········································································································· 27 7．附录 ········································································································· 28

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摘要

【摘要】随着科技的发展社会的进步，人们对工业控制的要求越来越高。本文主要介绍了如何利用触摸屏、变频器、PLC 、AD 模块、DA 模块与各种变送器设计出过程控制系统。利用该系统来准确、及时、有效的控制温度、压力、流量和液位。

【关键词】过程控制；触摸屏；变频器；PLC ；PID 运算。

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1、系统控制要求

液位、压力、流量过程控制系统由一台帕斯卡微泵驱动，该泵的速度利用三菱PLC 由PID 指令运算产生的数字量经D/A转换成的模拟量控制，以实现恒液位、恒压力、恒流量；恒温度过程控制采用加热棒控制。

（1）系统配置：PLC （含 D/A、A/D模块） 、变频器、触摸屏、帕斯卡微泵、液位计变送器、压力变送器、涡轮流量变送器、温度变送器。

（2）系统连接：从工作台的电源板用安全插线引出电源到电源端子排，变频器连接 PLC的 D/A ，触摸屏利用串口通讯连接 PLC ，用于参数设定及显示，压力、流量、液位及温度传感器与A/D模块连接。

（3）触摸屏界面编制：开关、指示灯在触摸屏第一页显示，液位、流量、压力、温度在此页面选择。液位、流量、温度、压力页面分别显示每个传感器所对应的实际值、设定值和对P 、I 、D 的设置。

2、系统硬件设计

2.1 方案论述

本系统通过PLC 、变频器实现了对电动机的转速控制，并通过触摸屏实现了实际设定和实测数值的显示。通过编写程序使得PLC 输出变频器的启动信号，同时通过PLC （A/D模块）的运算处理把通过液位传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器采集的这一模拟量（电流）转换成数字量输入，PLC （D/A模块）通过运算输出启动信号和频率信号转换成的模拟量（电流信号）给变频器，变频器按照给定的频率信号，实时输出不同频率的电流从而改变电机的转速， PLC和触摸屏进行通讯，把传感器读出的这一数据量通过PLC 运算在触摸屏上进行显示。本系统是实时信号输入，实时反馈信号，并且实时显示数据值。

该系统的主要硬件配置为PLC 、变频器、触摸屏、SBWZP 型温度变送器、LWGY-A 型涡轮流量传感器、AOB-131型压力变送器、GB2100A 型液位传感器、加热棒各一个和一台三相异步电机，其框图如图2-1所示, 其软件流程图如2-2所示。

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图2-1 系统主要硬件

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图2-2软件流程图

2.2 主要控制器件选择

2.2.1 PLC的选择

由于此控制系统采用液位传感器、压力变送器、流量传输器、温度变送器对水位、水压力、水流量、水温进行实时测量，并根据设定值计算控制电机的转速、加热棒加热时间，并将此数值和温度值反馈至触摸屏加以显示。因此，在选择PLC 时，要考虑PLC 的功能是否满足题目要求，而且在在根据实验室的现有设备，

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本系统选择了FX3U 系列的PLC ，FX3U 系列PLC 是FX2N 系列的升级产品，具有功能强大、速度快、容量大、性价比高等特点完全满足此控制系统的控制要求。PLC 另外承担的任务是通过输出点的开关信号控制变频器的启停、脉冲信号控制继电器的闭合，因此在选择PLC 输出点类型时，采用继电器、晶体管输出型均可，综上所述，采用实验室现有的PLC 型号：FX3U-32M 作为系统的控制器，各部位名称如图2-6所示。

【1】 上盖板 【2】 电池盖板 【3】 连接特殊适配器

用的卡扣

【11】 连接扩展设备用的连接器盖板

【4】 功能扩展板部分的

空盖板 【5】 RUN/STOP开关

【6】 连接设备用的连接口 【7】 安装DIN 导轨用的卡扣

【13】 显示输出用的LED 【12】 显示运行状态的LED 【9】 显示输入用的LED 【10】 端子排盖板

【8】 型号显示

图2-6三菱FX3u 型PLC-32MR 的各部位名称

三菱FX3u-32M 型PLC 的主要特点有可编程控制器上直接接线的输入输出（最大256点）和网络（CC-Link ）上的远程I/O（最大256点）的合计点数可以扩展到384点；输入输出的扩展设备可以连接FX3u 系列的输入输出扩展单元/模块；可以通过内置开关进行RUN/STOP的操作，也可以从通用的输入端子或设备上发出RUN/STOP的指令；通过计算机用的编程软件，可以在可编程控制器RUN 时更改程序。 2.2.2变频器的选择

变频器在此控制系统中主要根据实际反馈的数值对三相导步电动机进行调速，根据系统设计方案中，采用变频器的模拟量输入功能即可满足题目要求，对变频器的其他功能没有太高要求，普通变频器即可满足要求。因此，选择实验室现有的变频器型号：FR-D700。

变频器频率给定通道有两种选择方案，一种是采用外部输入模拟量信号给定，即通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号（电压或电流）进行给定，

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并通过调节模拟量的大小来改变变频器的输出频率。需要PLC 连接D/A特殊功能模块，优点：PLC 程序编制简单方便、工作稳定。缺点：在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是D/A模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。另一种是采用端子脉冲给定，即通过变频器的特定的高速开关端子从外部输入脉冲序列信号进行频率给定，并通过调节脉冲的频率来改变变频器的输出频率。由PLC 输出点产生可调脉冲，要求PLC 的输出类型为晶体管型，且输出脉冲频率达50KHZ 。

根据以上分析及实验室现有条件，采用外部输入模拟量（电流）信号作为变频器的频率给定通道。

变频器与PLC 的接线如图2-7所示，变频器的STF 接控制电机的线圈Y6、SD 接公共端COM2，变频器的U 、V 、W 分别接电机的三根相线，因为变频器的模拟量输入我们用的是电流输入，而且是通道一，所以变频器的4端与D/A模块的IOUT1相接，5接公共端COM1。并且在D/A模块和变频器接线的时候用的线是屏蔽线，这样能够很好的避免电压信号的干扰。

图2-7 变频器与PLC 的接线

2.2.3温度变送器的选择

热电偶温度变送器的工作原理是，两种不同成分的导体两端经焊接、形成

回路，当测量端和参比端存在温差时，就会在回路中产生热电流，接上显示仪表，仪表上就指示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。

根据实际情况的设备，本文所选的温度变送器的规格如表2-1所示。

表2-1 温度变送器规格表

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2.2.4流量变送器的选择

涡轮流量传感器是一种精密流量测量仪表，与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。

其工作原理：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电信号，此信号经过处理后，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。

根据实际情况的设备，本文所选的温度变送器的规格如表2-2所示。

表2-2 流量传感器规格表

2.2.5 压力变送器的选择

压力变送器主要由测压原件传感器（也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20MADC等）， 以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

工作原理:当压力信号作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经电流转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4-20MA 标准电流输出信号。

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根据实际情况的设备，本文所选的温度变送器的规格如表2-3所示。

表2-3 压力变送器规格表

2.2.6液位变送器的选择

S18UIA 工作原理：可分为四个区域，最小和最大工作范围，近限和远限设定点。

（1）检测物体在最小和最大工作范围内，电源指示灯变为绿色，代表物体在可工作区域内；

（2）检测物体在近限和远限设定点内，信号指示灯变为黄色，代表物体在 设定点范围内，有信号输出；

（3）检测物体在最小和最大工作范围外，电源指示灯变为红色，信号指示灯变为白色，代表物体在工作范围外，无信号输出。

根据实际情况的设备，本文所选的液位传感器的规格如表2-4所示。

表2-4

液位变送器规格表

2.2.7 触摸屏的选择

触摸屏的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点

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坐标，再送给CPU ，它同时能接收CPU 发来的命令并加以执行。在此控制系统中，触摸屏提供系统的启动与停止信号并设定P 、I 、D 值和所需的数值，显示实际中的设定值和传感器的输入值，因此，普通的触摸屏便可满足要求，选择了实验室内现有三菱GT15触摸屏，该触摸屏具有表现力丰富的字体、语言切换画面制作简单、支持USB 接口/FA透明传输等特点，并能同时让电脑监测程序运行状况，提高了工作效率，缩短了启动与调试时间，完全满足此系统的控制要求。 2.2.8 A/D模块的选择

A/D模块的外部联接则需根据外界输入的电压或电流量不同而有所不同，选择分辨率为12位的A/D模块。 由需要四路输入方可满足要求，因此，选择了FX2N-2AD 作为模拟量的输入模块。FX2N -2AD有2个输入通道，分别为通道1（CH1）、通道2（CH2）。每一通道都可以进行A/D转换，输入的模拟值范围，电压为 DC-10V ～ +10V，DC0V ～ +5V， DC-4MA ～+20MA，分辨率为2.5MV,1. 25MV ，4uA 。

D/A转换模块提供了12位高精度分辨率（包括符号）；2通道电压输入（DC0～+10V，DC0～+5V）或电流输出（DC4～+20MA）；对每一通道，可以规定电压或电流输入。FX2N —2AD 模拟量输入模块的性能见表2-5。

表2-5 FX2N—2DA 模拟量输入模块的性能

A/D转换的关系有电压和电流输入两种形式，本系统设计采用电电流输入模式。其转换关系如图2-8所示

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图2-8 A/D转换的关系

FX2N —2AD 的缓冲寄存器（BFM ）分配见表2-6

表2-6 FX2N—2AD BFM分配表

BFM#0：由BFM#17(低8位数据) 指定的通道的输入数据当前值被存储。当前值数据以二进制形式存储。BFM#1：输入数据当前值（高端4位数据）被存储。当前值数据以二进制形式存储。BFM#17：b0进行模拟到数字转换的通道(CH1,CH2)被指定。当b0由10时，通道CH2A/D转换开始。当b1由10时，通道CH1D/A转换开始。 2.2.9 D/A模块的选择

D/A模块的作用是将数字量转换成模拟量的装置，此模拟量作为变频器的频率给定，为了提高设定与运行速度曲线的平滑度和精度，选择分辨率为12位的D/A模块。由于只需要一路输出便可满足要求，因此，选择了FX2N-2DA 作为模拟量的输出模块。FX2N -2DA 有2个输出通道，分别为通道1（CH1）、通道2（CH2）。每一通道都可以进行D/A转换，输出的模拟值范围，电压为 DC0V ～

+10V，DC0V ～ +5V， DC4MA ～+20MA，分辨率为2.5MV ,1. 25MV，4uA 。

D/A转换模块提供了12位高精度分辨率（包括符号）；2通道电压输出（DC0 V ～+10V，DC0V ～+5V）或电流输出（DC4 MA～+20MA）；对每一通道，可以规定电压或电流输出。FX2N —2DA 模拟量输出模块的性能见表2-7。

表2-7 FX2N—2DA 模拟量输出模块的性能

D/A转换的关系有电压和电流输出两种形式，系统设计采用电流输出模式。其转换关系如图2-9所示，

图2-9 D/A转换的关系

FX2N —2DA 的缓冲寄存器（BFM ）分配见表2-8。BFM#16用于写入由BFM#17通道指定标注位指定的通道输出的D/A转换数据值，数据值按二进制形式保存，这样可以有利于保存低八位和高四位数据分两部分保存。在BFM#17中，当b0由10时，通道CH2D/A转换开始。当b1由10时，通道CH1D/A转换开始。当b2由10时，D/A转换的低八位数据保持。

表2-8 FX2N—2DA BFM分配表

2.3 系统其它设备及元器件规格

该系统除了PLC 、D/A模块、A/D模块、变频器、触摸屏、传感器等，还用到了一些其它设备及元器件，其名称、规格型号和数量见表2-9。

2.4 系统电气原理

第2篇：过程控制系统范文

1引言

德龙钢铁850mm热连轧厂建于2003年，水系统于2003年底正式投产，这条热连轧生产线上的工艺设备用水较多，有电机冷却净环水，轧机除尘水，层流冷却水，设备冷却浊环水，上塔冷却水等，由人工在四个泵房进行启停操作，人工操作严重影响了生产效率，通过PCS控制系统升级改造，满足了生产的要求。2PCS过程控制系统的概述PCS控制系统是南瑞继保公司在总结多年过程控制研究成果及现场运行经验的基础上，推出的过程级控制系统，该系统由PCS－9150控制器及I/O单元组成，由PCS－Explorer2组态软件实现工程的创建、硬件组态、算法组态、在线监视、无扰更新等功能。PCS－9150过程控制系统适用于各种工艺设备、工艺段、厂区的过程控制，涵盖发电、钢铁、化工等，其特点有:⑴采用南瑞继保公司研制的UAPC综合保护控制平台，采用高性能DSP进行信号处理，实现了大容量、高精度的快速、实时信息处理。⑵自主知识产权的高速背板总线HTM，带宽可达320Mbps。⑶硬件和软件均采用模块化设计，灵活可配置，具有插件、软件模块通用，易于扩展、易于维护的特点。⑷一体化设计，机箱式结构，工业级防护外壳，抗干扰能力强。⑸无风扇，宽温运行。⑹冗余220VAC/DC电源输入。

2热连轧生产线水系统的功能

德龙850mm热连轧生产线水系统由中心泵房、层流泵房、一次池泵房、高压水泵房组成。中心泵房常用泵组有净环高压泵组、浊环高压泵组、浊环低压泵组、上塔高压泵组，主要供轧线直流电机冷却使用、轧辊冷却使用、加热炉门冷却、水池上塔冷却等，层流泵房常用泵组有上箱高压泵组、上塔高压泵组，主要供轧线层流冷水使用及冷却水上塔降温，一次池泵组主要是轧线用水回收再利用，供浊环泵组使用，高压水泵房四个泵组主要供轧线除鳞水使用。四个泵房所在位置比较分散，轧线生产时四个泵房都需要人工进行启停操作，随着产量的提高和生产节奏的加快，四个泵房仍由人工操作严重影响了生产效率，迫切需要进行电气控制升级改造，来满足生产的要求。

3PCS系统在热连轧水系统改造中应用

在水系统电气控制改造中，集中控制室内增加了HMI人机界面、中心泵房PLC柜、一次池泵房PLC柜，层流泵房和高压水泵房分别安装了PLC柜。中心泵房PLC柜作为主站运行，层流泵房和高压水泵房PLC柜作为从站运行，中心泵房PLC柜内安装DPU01和DPU02控制器，DPU01实现中心泵房和一次池各泵组的控制，DPU02通过光纤以太网实现对层流泵房和高压水泵房各泵组的远程控制，图1为人机界面。本次升级改造使用的PCS－9150IO单元是与PCS－9150控制器配套的信号输入输出单元，IO单元采用嵌入安装方式，固定在机柜上，控制器通过IOLINK插件与PCS－9150IO单元进行双向实时通讯［1］。PCS－9150IO元由IO机箱、电源插件、总线接口插件、IO插件组成，插件间通过机箱背板总线进行向实时通讯，IO插件处理器采用高性能MCU，同时包含了性能高及丰富的硬件资源，包括RAM、闪存、UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)、CAN、定时器、看门狗电路、DMA(直接内存访问)和GPIO(通用输入/输出)，本次升级改造现场环境复杂，需要大量的数字量、模拟量输入输出信号，并且实现与从站远程通讯，各类IO插件大量使用，NR1201B负责IO单元内部总线通信，NR1136D负责对控制器IOLINK的通讯，NR1301T负责控制器供电的电源插件，采用冗余方式配置，NR1425B是6通道模拟量输入插件，NR1424A是7通道模拟量输出插件，NR1504D是19通道开关量输入插件，NR1521E是11通道开关量输出插件(图2)。编程软件PCS－Explorer2是交直流保护控制和工业控制多领域的组态配置工具，同时也是日常运行和维护的工具［2］。软件总体结构如图3所示，包括菜单栏区域、管理视图、工作区域、属性视图和输出视图五大部分。其中:⑴管理视图，包含工程和库两个Tab页。可通过切换打开。⑵工作区域集成了列表配置和图形组态两种功能，根据不同类型的组态配置自动加载生成列表或图形。⑶属性视图，包含输入、输出和参数三个Tab页，用于显示元件模块的变量。⑷输出视图，包含输出、警告/错误、查找/替换结果和交叉引用结果四个Tab页，用于显示编译配置组态结果。

第3篇：过程控制系统范文

关键词：MATLAB；过程控制；仿真

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2017.11.098

0引言

随着计算机技术的飞速发展，过程控制的许多控制策略现已实现，为过程控制的发展提供便利。鉴于其在不同领域的应用，表明计算机模拟方法辅助研究中灵活性和通用性，与此同时，仿真技术的应用也带来了越来越多社会效益和经济效益。过程工业具有一般生产量大、成本高，因此在连续生产的过程中要求考虑经济效益和安全效益。在过程工业中，由于高度危险性，很多都禁止在真实系统上进行研究，而仿真技术只是模拟过程，并不会带来任何安全问题，因此，很多过程控制首先都通过仿真手段验证其安全性。另外，仿真手段还可以对一些实际并不存在的只是计划中的过程系统进行试验研究。再根据模拟的结果调整过程系统的设计以达到工业流程的要求。高质量的仿真模型能够预测实际过程系统禁止做的实验结果。所以，研究过程控制系统计算机仿真是十分必要和有意义的。

1Matlab/Simulink仿真手段

Matlab（矩阵实验室）是MATrixLABoratory的缩写，是一款由美国Mathworks公司在1982年发明的一套商业性能数学软件，具有算法开发、数据可视化、数据分析等功能。MATLAB具有非常强适用性，适合不同领域的应用，通过在MATLAB中引入很多不同的附加工具箱，使Matlab不仅是局限于数值运算，还能进行系统识别等其他操作。Simulink是Matlab软件的延伸，它突破了静态系统建模的局限，可以实现更复杂的动态系统建模。通过Simulink模块建立的模型具有可视性，使用者可以通过直观的动态系统模型来进行仿真操作。

2过程控制系统

控制系统仿真是指用计算机上的模拟软件，模拟控制系统，通过连接计算机实现调试和测试的过程。它的目的是通过在计算机上输入系统参数和选择结构来模M控制系统的过程，以检查试验系统项目是否合格。过程控制系统包含单回路控制系统和串级控制系统两种。单回路控制系统由于回路比较单一，相应的过渡时间也比较短。由于单回路控制系统简单良好的自我调节能力，一般呈现出来的稳定性也比较高，对一些干扰液位的影响因素的抵抗能力相对也比较强。因此，单回路控制系统满足液位过程控制要求的一般过程。串级控制系统由两组检测变送器和两个调节器组成，两个调节器通过串在一起工作，前一个调节器的输出设置给下一个调节器。系统主要包括主变量和子变量两种变量，串级控制系统中的主变量是变量的主导变量，子变量引入的主要作用是为了稳定主变量。主调节器的输出作为子调节器的参考，系统通过输出子调节器来操纵执行器，实现主控制变量的控制。整个系统包括主回路和子回路控制回路。主回路是指副回路闭合状态下等效的单回路，此时，副回路相当于一个等效的控制阀。副回路有时也被叫作内环，它具有快速调节的作用。一次扰动不包括子回路中的干扰，主要被主回路控制。副回路的目的是快速克服内环中的各种扰动，主要是二次扰动的影响，即子回路中的干扰。

3过程控制的仿真设计及应用

3.1控制系统仿真的一般步骤

（1）首先建立过程控制系统中需要的数学模型。包括应用对象结构功能测试，PID参数测试以及验证系统性能指标的控制系统的测试等在内的数学模型。

（2）设计算法并在计算机程序中创建仿真模型。这个数学模型通过计算机程序语言来进行调整和运行。

（3）使用仿真模型模拟实。通过在计算机上运行仿真模型，然后根据模拟结果调整数学建模的参数以达到最理想的仿真模型。

3.2PID参数调节

PID（比例积分微分）是一种传统的过程控制方法。由于许多受控过程具有调节复杂，变化原因复杂，反应机理复杂等特点，在实际应用中常常需要考虑PID控制中一个重要问题即调整PID参数。经过试验发现工艺参数和模型结构一般都对时间和工作环境比较敏感，在PID控制中，它一般需要能够在极短的时间内发挥PID参数整定超前作用让被控过程快速趋于稳态，并且可以在线调整PID参数以满足实时控制的要求。

PID控制广泛应用于过程控制，操作简单，实用，易于实现。控制器的设计的关键是PID控制器的调整。考虑实际应用中要求节省成本，降低经济，避免重复调整PID控制器参数，在生产中要注重有效性、快速性。PID控制模型采用下式形式：

G（s）=Kc（1+1/Tis+Tds）

一般控制系统常用ISE误差平方积分方法、ISTE时间误差平方方法、IST2E时间平方误差积分方法，根据闭环系统的响应波形和负载扰动确定PID参数。典型的PID控制器参数如下：

Kc=（a1/K）*（T/T）b1

Ti=T/（a1+T*b2/T）

Td=a3T（T/T）b3

对于不同的T/T范围，PID各参数可通过得到的（a，b）参数表算出。

我们经常使用衰减曲线法来调整参数，先将调节器变为纯比例作用，通过改变给定值的方法加阶跃干扰，按照递减的顺序依次改变比例度，直至出现4∶1（10∶1）为止。将比例度δk记录下来，衰减周期Tk可以从曲线上计算得到：

衰减曲线法等工程整定法对于频繁干扰、不规则的记录曲线等情况，难以直接应用于实际，所以可以通过仿真方法来获得控制器的参数，它可以在工业领域中使用。

3.3PCI数据采集

PCI数据采集卡普遍应用于工业中，在控制程序的设计，主要使用VB调用一个动态链接库或者控件的方式来实现数据采集过程。一些专家和学者为了实现分析和数据采集的高精度目标，使用MATLAB控制Nl采集卡来进行数据采集。复杂高级的控制算法一般仅靠MATLAB难以开发，经过不断探索发现结合MATLAB和PCI采集卡可以实现这一目的。采用这种组合，这种高级的控制算法开发比较容易，时间相对也比较短，代码也可以重复使用。另外，这种组合也可以简化计算过程和数据的存储，最终达到过程控制的目的。

锅炉水温控制中主要是通过MATLAB工具结合数据采集卡来实现过程控制的原理。锅炉水温控制是采用的是成本低但功能强大的PCI-1711型号的采集卡实现数据采集和过程控制。该卡同时拥有16个数字输入、16个数字输出端以及12位的A/D转换器，这种型号的数据采集卡的采样速率可以高达100000赫。

MATLAB数据收集工具盒是专门使用在数据采集方面的一组函式库，可以智能和及时采集数据。这种工具盒集合了数学计算，图形化输出和强有力的计算机程序语言。数据采集工具盒包含3种组件：M文件函数（MFF）、数据采集引擎（DAE）、硬件驱动适配器（HDA）。MATLAB程序通过这三个部件实现硬件互连并采集数据的指令。

4结束语

在这项研究中，使用MATLAB/Simulink相结合的方式，对过程控制中的PID参数调节做了仿真研究，通过仿真比较验证了PID调节器的比例、微分和积分调节作用，发现其能够在偏差出现时自动产生调节和控制作用，从而实现了PID参数实时调节。因此，很多实际过程控制系统当受到干扰而偏离原来的平衡状态时，PID参数实时调整有助于系统快速从初始偏差回复到原平衡的状态。另外，对锅炉水温控制系统中应用MATLAB实现过程控制作了简单的介绍，基于MATLAB的PCI数据采集容易开发出高级的控制算法，它具有开发周期短，高代码重用率，轻松实现过程控制的优势。

参考文献

[1]孙洪程.过程控制工程设计[M].北京：化学工业出版社，2001.

[2]王银锁，李海霞.基于MATLAB的PID控制器设计及应用[J].工业仪表与自动化装置，2016，（1）：2729.

[3]刘援援，冯宏伟.基于PCI-17的电磁阀参数测试系统的设计及应用[J].化工自动化及仪表，2011，38（7）：859861.

第4篇：过程控制系统范文

关键词:网络化实验室过程控制系统建设方案课程开发

1 网络型过程控制系统简介

1.1过程控制系统实验室现状

1.2网络控制实验系统简介

本过程控制实验系统是将现有的6套过程控制实验装置连接为一个整体的控制网络实验系统，可以使其中的一台计算机控制任意一台AE2000系统设备，实现网络控制。其中服务器可以对任意一台客户机实现监控，随时动态的检测各系统的运行情况。

2网络型过程控制系统实验室建设总体结构

网络型过程控制系统实验室建设由4部分组成:现场实验设备(控制对象、信号检测设备、执行器等)、控制台(各种智能调解器、变送器接线端子、电源等)、现场计算机、远端计算机。

控制台通过智能仪表可以独立完成对现场设备的控制任务并能记录历史、实时曲线。现场计算机通过RS485与控制台的智能调节仪相连获得现场数据并进行PID运算，将所产生的各类控制值写入调节仪，通过调节仪对现场设备进行控制。在进行远程网络控制实验时，现场计算机作为远端计算机与调节仪表进行数据交换的中间环节，同时可以对实验现场和实验过程进行监视，从而正确的指导实验地进行。

2.2现场计算机数据采集系统的实现

网络型过程控制实验系统的数据采集可以采集液位、温度、流量、压力四大参数。这些参数通过变送器输出1-5V标准电压信号，经过RS485总线送出传入计算机。计算机提供的总线接口一般为RS232接口，将RS485总线传出的信号送入计算机，要解决总线接口的转换问题，比如:加入RS232和RS485的转换器模块。采用RS485总线的结构主要是比较适合长距离、无干扰的信号传送。

2.3远端计算机数据采集的实现

在探索远程实验教学发展的前提下，借助互联网完成一套远程控制实验室系统。系统采用基于互联网的浏览器/服务器模式。现场计算机、校内PC、校外PC机的操作系统都选用Windows 2000 Professional，服务器选用Windows2000 Server，数据库选用SQL Server 2000，软件开发平台在客户端采用JavaApplet建立Socket客户端程序，在服务器端采用Java语言建立Socket服务器程序。

3 网络型过程控制系统实验室系统的软件结构

3.1 系统软件总体设计

设计系统软件时要充分考虑各种因素，力求性能可靠、功能齐全、界面人性化、使用方便。系统的软件平台由三部分组成:实验控制软件、网络服务器软件和客户机软件。客户端与实验管理服务器之间是基于TCP/IP协议进行通信的，实验管理服务器与后台实验控制服务器之间的通信也是基于TCP/IP或FTP协议实现的。FTP协议(文件传输协议)是建立在TCP协议基础之上的应用层协议，用于实现动态链接库的上传。而客户机访问Web服务器资源时采用HTTP协议实现，只要客户机安装了浏览器，用户就可对服务器数据库的数据进行存取、修改、查询。

3.2客户端简介

客户端是过程控制系统网络实验室设计的一个重要部分。客户端只需安装相应

的组态软件—MCGS，即可在软件提供的界面下完成实验，得出实验结果。客户端的设计依据实验者选择“实验代号”及“实验方式”向实验服务器传送实验参数并采集曲线数据。每个实验方式有:单机模式、仿真版模式、网络仿真版模式。

客户端最为重要的功能是:传送实验参数，对服务器及硬件设备运行状况实时观测，获得处理并保存服务器传来数据及图形。为了方便实验者进行实验，设计的重点为图形、数据处理功能，通用性的实验设置功能，对话功能等。

3.3 网络服务器功能简介

服务器是连接客户端和底层下位机的中间媒质。一方面它需要有强大的处理能力，才能同时完成与客户端和下位机的通讯。另一方面它也需要有巨大的存储容量，以便将众多下位机处理后的实验结果保存。网络服务器包括Web服务器、实验管理服务器。后台过程控制系统和网络服务器位于同一实验室，两者都连接到100M的快速以太局域网上，组成远程实验系统的服务器。实验客户机位于网络实验用户终端，通过校园网或Internet实现与服务端之间的交互，现场计算机通过数据采集与控制装置连接到被控对象上。校内、外PC机上的实验用户可随时访问服务器中的信息资料或进行远程实验动态实时的从网络上获取实验数据，并通过网络视频来观看实验对象和实验过程，能够看到整个实验的运行情况。同时该系统还可与学校的管理系统联网，实现信息资源共享。

4结语

在建成后的网络过程控制系统实验室，所提供的网络平台适合多种应用实验需要，同时在所建成的多个片区中，每个片区都可以独立成为实验小组，实现同一时段多人做实验，能够做到整体的经济、实用性。实验室拓朴结构可以进行灵活组合，可以进行多区域分布实验，也可以合并在一起组成大实验环境。实验室中所使用的设备具备增强的管理功能，并且提供各自的管理窗口及其管理功能，管理员可以通过设备面板，直观显示端口的连接状态。另外，厂方提供的网络设备扩展插槽、模块、端口丰富，可以方便进行系统升级与扩展。

网络实验室完全模拟了真实的使用环境，做到实验有效的与实际环境结合，可让师生更深入学习网络知识，有效提高动手能力。 在本高校网络实验室成功建设的案例，设计者通过综合考虑网络3层架构的全面均衡设计，达到了从网络应用性能到安全监管理，兼顾有线、无线综合网络应用的目的，很好的满足了学校网络实验室教学、科研的需要，而且具有较高的性价比，实用性很强。

参考文献

第5篇：过程控制系统范文

【关键词】电力系统；信息化过程；质量控制；有效方法

电子信息技术应用到电力系统中是上世纪九十年代开始的，最初仅仅局限于内部财务管理和营销平台创建等业务内容。而随着信息技术发展的日新月异，越来越多的信息技术被应用到了电力系统中，在其生产、经营、业务、管理等方面都发挥着无可取代的重要作用，给电力系统带来了相当大的便利，已经逐渐成为电力系统联系紧密、不可分割的重要组成部分。不过在电力系统的信息化过程中，质量控制管理问题一直是一个需要引起重点注意的实际问题，只有真正解决了质量控制的基本问题，提高其工作实效性，才能保证电力系统提供更加优质的服务，创造更加可行的运营环境。笔者认为做好质量控制工作，首先就应该针对现阶段工作中存在的主要问题进行详细的分析并找出合理的措施去一一解决，最终达到加强质量控制的根本目标。

1 电力系统信息化过程质量控制工作存在问题

1.1 电力企业信息化机构不全

在电力系统的企业中，应该把信息化作为一项系统性强的基础设施建设工程来抓，只有建立健全专门的电力信息质量机构体系，才能更好地促进系统内部各个具体工作部门的配合与协作。目前许多电力企业在这方面做得还不够，信息机构不全，存在着较大的漏洞，无法保证后续工作的正常开展。

1.2 质量安全文化氛围不足

作为渗透到电力系统日常生产和经营管理全程的基础网络，信息化工作覆盖了整个电力系统的全局，无论是生产还是经营管理，都对信息化工作产生了越来越大的依赖性，只有保证了信息化的质量安全，才能为电力系统生产、经营、管理创造有力的后盾，也只有将质量安全观念与系统企业文化建设工作有机地融合在一起，才能更好地对其进行质量控制。不过从目前的一些电力企业系统来看，其质量安全观念在文化建设中仍然处于次要地位，受到的关注程度与其实际发挥的作用不成正比，不能有效地指导质量控制工作顺利进行。只有在电力系统中营造出浓厚的质量安全文化氛围，建设以质量安全观为核心的企业生产经营管理体系，才能最终实现电力企业的长久战略发展目标。

1.3 企业内部管理跟不上信息化过程

随着信息技术应用的越来越广泛，电力企业的信息化进程速度也越来越快，但是与这严重不符的是企业内部的管理工作，仍然比较落后，跟不上信息化过程的速度。尽管很多企业都积极应用信息化技术来建立健全完善化的信息管理体系，但由于企业原本的内部管理模式没有得到相应的创新，严重制约了信息化技术的实效性发挥，对其服务质量提升起到了较大的阻碍作用，非常不利于电力系统的信息化过程。

1.4 企业质量管理人员专业素质不强

重技术、重建设、轻质量、轻管理，已经成了目前电力系统行业内的普遍通病，给实际质量控制工作带来了很大的困难。由于质量管理人员的专业性不达标、质量控制制度体系不完善造成的信息风险一直是电力系统面临的实际问题之一，在很大程度上威胁到了信息安全与质量，也非常容易为质量安全隐患创造发生的温床。

2 加强电力系统信息化过程质量控制的有效措施

基于上述问题，笔者相应地提出了几点有效的解决措施以保证电力系统信息化过程中质量控制工作顺利有序地进行。

2.1 设计规划信息质量目标

在质量控制工作中，设计规划工作是非常重要的，好的规划目标可以使得质量控制实际工作事半功倍。我们质量控制管理人员应该从电力系统信息化过程的全程考虑，从信息质量的角度去指导相关部门和人员开展相关工作。同时要严格按照国际相关质量标准去执行质量控制相关事宜，逐渐建立起一个系统完善、功能多样的信息质量控制体系，为质量控制工作创造有力的基础保障。

2.2 建立健全质量控制制度

在电力系统中，信息质量的控制是一项庞大的工程，需要当成日常的基础工作来抓，因此建立健全相应的质量控制制度是非常有必要的，具体可以从以下方面着手：

2.2.1 加强信息管理制度建设

电力系统的有关领导应该对信息安全质量问题给予高度的重视，积极发动各个部门来行使信息管理制度建设的工作职责，成立专项质量控制监督小组，设立专门的负责人来将质量控制工作落实到位，以便质量问题发生时能够第一时间得到妥善的解决，将其对电力系统的影响降到最小。

在对电力系统的一些信息基础设备设施要加强管理监督，尤其是在信息技术应用程度高的电脑机房或配电室等区域需要安置严密的质量安全保障监控设施，除了必要的防水、防火、防盗措施之外，还要有科学预警系统，一旦发现具体工作环节出现质量问题隐患马上发出警报，提醒技术人员迅速排除威胁。

在电力系统中，执行质量控制工作的人员需要严格遵守工作原则，保证每次质量控制监督都有两人或两人以上在场，充分实现了人员之间的互相监督、互相配合，将质量控制的工作效率提升到最大。对企业运行中所用到的所有电子计算机都要明确其基本权限和范围，任何人不得越权获取信息服务，所有信息修改与录入操作都要交由专业人士处理，并有完善的数据记录存档，做到有迹可循、有章可依，为信息化过程提供一个井然有序的制度建设体系。

信息管理制度在建立之余还需要有充足的执行力度保障以达到促使制度全面落实的根本目的，配合上专业质量监督检查机构，可以在最大程度上将其贯彻到电力系统信息化的全过程当中。

2.2.2 全面防护病毒入侵

电脑病毒是电力系统信息化过程的头号敌人，直接危害到信息系统的安全性能，导致信息系统提供的服务质量水平下降。所以我们在进行质量控制制度完善工作时一定要采取有效的病毒防护处理设施来避免病毒入侵，为信息系统创造一个健康安全的运行环境。

应用专业的病毒防护软件系统可以达到不错的防病毒功效。另一方面也要规范信息工作人员的行为，不得随意携带移动硬盘、数据线等设备使用在信息计算机上，不得随意下载互联网上软件。还要建立一套完善的病毒发生应对机制，以保证在病毒发生时信息人员能够采取准确对策尽早解决，不会给电力系统的质量安全体系造成太大影响。

2.3 开展人员质量意识培训教育

在电力系统中，网络信息管理人员和质量控制人员的专业素质往往直接决定了质量控制工作的开展程度，因此有必要对他们开展质量意识培训教育，让他们了解电力企业信息服务质量的总体发展策略和任务目标、质量体系建设的路径和方法、质量控制部门行使的职责和相关质量管理法律法规，使他们的质量意识水平大大提高，并能灵活应用到实际工作当中，更能适应他们的工作岗位，给信息系统的质量控制工作降低了不少难度。

3 结语

信息化是电力系统发展的大势所趋，也是电力企业长效进步的必经之路。只有做好这个过程中的质量控制工作，才能真正促进电力系统的稳定持续发展，使其完全能够经受住市场经济的大潮冲击继而茁壮成长。

参考文献

[1]寇建涛.电力信息系统安全分析与思考[J].科技资讯，2009

[2]谭庆丰.论如何提高变电安全运行和可靠性措施[J].广东科技，2010

[3]王迎新,牛东晓.电力企业网络信息安全管理研究[J].中国管理信息化，2007

第6篇：过程控制系统范文

【关键词】中厚板轧机；计算机过程控制；数据通讯；模型计算；过程跟踪

0 引言

将计算机应用到轧制过程，并以其为核心，由它按预定的程序来处理和加工与过程有关的信息，对过程进行有效的监督、控制和管理，所有这些就叫做计算机轧制过程控制。为了使轧制过程稳定，并生产出厚度在公差范围内且有良好的板形和表面质量的产品，必须根据具体的轧制条件正确的调整辊缝和速度，以及对过程进行实时的调节。产品的质量、产量等直接与控制系统的稳定性和计算的准确性有着密切的关系，因此采用计算机进行工艺的过程控制一直是人们关心的重要研究课题。

八钢中厚板生产线采用分布式控制系统，按功能层次可以分一下四个等级，如图1所示。

1 硬件配置

L2过程机系统由一台轧线计算机（惠普服务器）、精整线计算机（惠普服务器），每台计算机都有备用计算机。系统采用冷备方案，备用机兼做开发机。

2 系统软件分层说明

最底层：WINDOWS 2003 Server操作系统，构成系统软件的基础。

第二层：ORACLE数据库，专门用于过程数据的存储；SOCKET通讯：采用了当今比较流行的双紧凑的、面向连接协议的Client/Server方案。

第三层：为宝信中间软件iPlature以及XCOM-PCS，iPlature主要功能有画面、报表、通讯、ALARM管理系统等组成，为应用软件提供强有力的支撑。XCOM-PCS 目前主要完成了采用Tcp/ip通信的电文的处理。

第四层：公用子程序及应用软件。直接进行iPlature调用。

3 L2在整个系统中的位置

L2系统不但接收生产管理系统MES下发的计划（即图中的原始数据PDI）同时也向生产管理系统MES发送各环节的生产实绩。

L2负责与L1通讯，L2调整所有的设定值并发送给L1，L1将必要的测量值，跟踪信息等实时信息直接发送给L2。L2除了和L1通讯外，还包括了L2和标志机等一体品设备的系统的通讯。

所有系统之间都是通过TCP/IP协议通讯。

4 功能描述

4.1 道次计划计算

道次计划计算是整个轧线L2系统的核心任务，该功能是L2存在的根本原因。道次计划计算通过相应的模型公式计算道次压下分配规程，在轧机的作用下实现将板坯变成钢板的任务，并且保证最终产品达到尺寸、性能、板形等要求。

道次计划计算包括预计算和再计算、后计算以及自适应。板坯抽出时，根据板坯原始尺寸、出炉温度以及成品尺寸和终轧温度就可以计算一个完整的道次计划规程，轧机根据此规程基本可以将板坯轧制成为符合要求的钢板。为了得到高质量的产品，道次计划会根据轧制过程的实绩反馈，修正计算后续道次，并再设定给轧机执行，此为再计算。

4.2 温度计算与监控

板坯的温度计算对于轧制过程的力能参数计算极为重要，温度是计算轧制力、待温时间、冷却时间等的基础。

在道次计划计算时，根据给定的初始温度，以及相关参数，温度计算可以预测板坯进入轧机前以及各个道次的温度。

待温轧制是中厚板轧制的特点，因此温度监控的目的就是为了周期性计算处于轧线上待温阶段的板坯的温度，通过周期计算板坯的温度，可以提示操作人员板坯的待温情况。并可以激励板坯道次再计算，对后续道次规程进行修正。

4.3 轧线材料跟踪

材料跟踪是跟踪材料，根据材料的位置来协调调度过程控制的所有程序，材料轧线材料范围是从加热炉炉内开始到矫直机入口，在这段过程中材料跟踪对材料处理进行跟踪。材料跟踪在这个区域中的任务可以划分以下几个部分：

按照辊道分区，记录生产线的材料映象，任何时候都能得到所有材料的物理位置。

当材料到达或离开轧机某个位置时，材料跟踪必须准备好相关的材料数据（包含PDI数据，加热炉数据和其他相关数据），同时激励其他相关软件。当吊销材料时删去相关材料数据。

当跟踪映像和实物映像不一致，或跟踪异常时，操作工可以进行跟踪修正，确保跟踪映像与实物位置的一致性。

4.4 轧制计划管理

轧制计划管理接收部分加热炉系统已经存在的PDI数据，接收的数据按板号存储于数据库中，有画面对完整的轧制计划数据进行生成和调整等管理。人工可以通过该画面进行计划的输入，删除，修改等功能。

每个原始数据都包含板坯，轧制的板，母板和合同板的数据，此外还有板号，板坯号，板坯尺寸，产品尺寸数据，轧制指示（控温轧制，多块轧制，转钢），化学成份，合金补偿系数，最终温度，ACC入口温度，ACC冷却速率，出口温度等。

当该材料生产结束，计划数据将要记录保存。

4.5 设定功能

基于精确的材料跟踪，当材料到达指定的位置时，过程计算机给L1和特殊仪表进行设定，对轧机的设定工艺参数来源于道次计划计算，在设定时要对设定的参数进行最后的校验，防止出现引起设备超过极限能力的情况出现。

在跟踪不正确的情况下，操作人员可以从操作画面上对跟踪进行修正，在修正后把正确的设定数据发送给L1。操作人员可以对设定的数据进行修正。

4.6 实绩值收集处理

过程机接收来自PLC和特殊仪表的数据，由于来自于传感器的裸数据不能直接用于反馈控制，测量值必须要进行过滤和统计处理。测量值处理数据同时能够为工艺和自动化技术人员提供轧制生产信息以及用于产品质量分析。

L2的数据采集轧机的实际数据有水平辊的轧制压力，力矩，辊缝，速度，温度和计算的厚度，轧制信号等。

4.7 数据通信

利用宝信软件产品XCOM-PCS，实现与其他计算机系统的通信，具体电文格式参见基本设计规格书通信接口篇。轧线计算机加热炉计算机，精整线计算机，轧线L1，ACC计算机和仪表通信。其中轧线计算机与精整计算机之间运用了iPlature的相关功能，主机之间无需采用电文方式通信。

4.8 报表

报表程序负责工程记录的报表打印。这些报表反映了材料在生产过程中的相关数据，有如下的报表：

工程报表：包括的数据是轧制设定计算所涉及的数据，这些数据包括了材料相关的数据、来自轧制策略的数据、道次计划计算值、材料和轧机操作相关的重要数据。

班报：记录当班生产的产量，质量和停机情况。关于报表，具体格式可与用户商量讨论后确定。

5 结束语

中厚板计算机过程控制系统作为实现八钢信息化目标中的重要环节，其采用先进的工艺模型和控制技术，使厚板质量得到极大进步、生产治理更方便，增强了八钢产品的竞争力，其重要性也会在以后的生产当中越发的凸显。

【参考文献】

[1]丁修.轧制过程自动化[M].北京：冶金工业出版社，2005.

第7篇：过程控制系统范文

摘　要：安全评价是安全生产工作的重要技术支撑，对企业安全生产工作的开展有直接的指导意义。本文根据安全评价过程控制程序要求，结合工作流设计和严格的用户权限控制，提出实现一种基于网络信息化的过程控制管理信息系统。系统通过对合同管理、评价审批、归档管理等安全评价主要流程的管理，实现安对安全评价质量的控制

关键词：安全；控制；信息系统

引言

安全生产是保护和发展社会生产力、促进社会和经济持续健康发展的基本条件，安全评价作为安全生产工作的重要技术手段，在为企业安全管理提供科学依据的同时，也为政府部门安全生产监督管理提供了决策依据。

安全评价作为现代安全管理模式  郝秀清，任建国，樊晶光. 我国安全评价机构现状与分析. 中国安全生产科学技，2007，3(2)：78～82

第8篇：过程控制系统范文

随着新型技术的迅速发展，社会对专业人才要求不断改变，以及学生学习途径的增多，现有“过程控制系统”教学已不能满足培养应用型专业人才的需求，我们在深入分析该课程的教学实际和系统总结教学经验的基础上，针对存在的问题提出了项目式教学思路，并经过多年研究与实践，取得了较好的效果。

实践教学项目的具体目标就是为工程教育创造出一个合理的、完整的、通用的、可概括的实践教学环境。它以专业知识应用能力的构思、设计、实施、运作的过程为载体，工程设计为导向，以项目训练为载体，让学生以主动的、实践的、有机联系课程之间关系的方式学习工程技术，增强实践能力。

“过程控制系统”课程是自动化专业一门实践性很强的专业课，该课程要求“学”与“用”密切联系，是学生多年学校理论学习与走上工作岗位的桥梁，因此该课程的教学重点就是对学生工程应用实践能力的培养。我校建立的省级重点实验室――基于工业4.0实训基地，为该课程实践教学提供了良好的教学平台。

以学生为本，建设实验实训教学中心，提供良好的实践教学环境。实践教学实施的硬件基础是实验实训设备，2015年以来自动化系对相关专业实验室进行整合，以人才培养的需求为出发点，从自动化专业培养方案的高度，合理整合现有实验室和组建新的实验室，与西门子公司联合建立了工业4.0实训基地，该中心占地5000m2，设备仪器投资约1500万，实验设备生均达到1.28万元。形成了新的满足自动化专业人才培养学期的实验教学中心，负责自动化专业“工程技术实践”和“专业综合实践”以及全校电类、控制类课程的实验教学。同时有效利用思源学院省级污水处理厂，学校供暖控制系统及学校恒压供水系统作为综合实践项目。

1 课题描述及项目教学总体构架

1.1 课题描述

“过程控制系统”工程实践项目教学是针对应用型自动化本科专业培养目标而设置的实践教学项目。在现有工业4.0实训基地的基础上，以增强学生工程应用实践能力，完成工程师基本训练为目标，开发出以工程应用能力培养为宗旨，以真实工程实践项目――12项工程实践项目为载体，每个实践项目都通过实验、分析、再设计开发、调试运行等内容融合为一体，在具有模拟工业生产环境下，实现教、学、做相结合，强化学生的综合应用所学知识，解决实际工程问题的能力。

1.2 项目教学总体构架

实践项目载体的选择和实施过程的设计是是顺利开展工程实践能力教学的重点，本课题的项目载体选用真实工业环境为背景――工业4.0实训基地，以完成工程师基本能力的训练为总目标，培训学生工程基础能力、个人能力、人际团队能力、工程系统能力。整个教学内容采用以工作过程为导向，设计若干个子项目，将专业知识内容模块化、任务化，以任务为载体，将自动化专业涉及的课程的知识融合起来。改变过去在“黑板上种田”的单一教学方式。使学生在一种真实的环境中按照企业的标准进行培养，以任务驱动方式展开教学，将“说、学、做”统一起来，使学生在项目完成过程中，强化对知识的理解，学会对知识的应用，让学生能够扎实掌握从事工程技术常规工作所需要的基本理论、基本技能，能适应现代控制系统分析和设计的需要，培养学生对自动化工厂的设计能力、创新能力、工程应用能力

2 课题目标设计

总体目标：通过本课程的学习，使学生具有过程控制系统的设计能力、强化创新能力和工程应用能力。

能力目标：（1）常用自动化仪表的使用、调试、维修、安装能力；（2）设计绘制控制流程图的能力；（3）自动化系统工程的设计、投运、调试等实施能力。

知识目标：（1）熟练掌握控制流程图的识图；（2）熟练掌握自动化仪表的基本知识及其选型方法；（3）掌握自动化系统工程的设计、投运、调试方法；（4）熟练掌握典型控制系统的设计方法；（5）熟练掌握控制参数的整定方法；（6）熟练掌握控制系统相关软件使用；

素质目标：（1）良好的职业道德和职业习惯；（2）熟练的职业技能、较强的创新意识；（3）良好的语言文学表达能力、沟通能力、团队协作精神；（4）安全规范操作意识；（5）严谨踏实的工作作风。

3 构建工程实践教学项目

3.1 实践项目的选用标准

实践项目教学法整个教学模式是以工业4.0实践基地实践项目为中心，围绕达成实践项目的完成来组织教学过程。因此实施实践项目教学的关键是设计恰当的实践项目，实践项目的选用应符合以下标准：

（1）学生的实际水平，恰当的项目要在学生的实际能力之内，同时也是学生乐意去做的项目。

（2）应紧扣教学大纲和教学目标，要以大纲为指引，力求使大纲中的知识点融合到各个项目中去。

（3）项目应有一定的使用?r值。

（4）学生可以在一定的时间范围内自行组织，安排自己的学习行为。

（5）有明确而具体的成果展示，学生能自己克服处理项目工作中出现的困难和问题。

（6）要考虑学校的设备条件，项目要有可操作性。

3.2 工程实践教学项目

结合“做中学”的指导思想和本课题的特点，以能力培养为主线，以实践体系为主体，由简单到复杂，由单一到综合，逐层提高，逐级递进构建工程实践项目结构，按“完成工程师认知训练”到“完成工程师初步训练”向“完成工程师综合训练”延伸，直到完成“初步达到自动化工程师岗位要求”的四级项目训练，使学生能够接受“现场工程师”的完整训练。其课程过程控制系统工程实践教学项目结构如图1所示。

3.3 训练方式

以典型工程项目实施能力为主线，围绕岗位需求为目标进行训练，主要训练方法：（1）零距离接触专业实验室和生产现场；（2）采用任务驱动法、启发式教学、视频演示法、项目教学法、总结归纳法；（3）自动化仪表的实际使用及校验；（4）具体自动控制系统的构建及投运。

3.4 实践项目实施流程

实践项目教学法实施过程中应突出“以实践项目为主线、教师为主导、学生为主体”的特征，实施流程规定为：任务引入―收集信息―制订计划―实施计划―检查评估。第一，教师布置项目任务，学生讨论；第二，学生收集、查阅资料；第三，学生分组讨论，制订、修改计划，教师审查指导评定计划是否合理可行；第四，学生并明确分工合作实施项目计划，完成项目任务；第五，学生白评、小组互评、教师评价。

3.5 展示结果

为了保证工程项目训练效果，在每个项目训练结束时，需要进行实践结果展示，主要内容如下：（1）提交工程文件：自动控制系统工程实践项目设计、编程、调试、工程设计图等工程文件；（2）仪表识别：仪表选用是否合理；（3）项目操作：进行现场工程项目调试、运行，达到预期结果；（4）答辩：对工程综合应用能力考查；（5）提交工程项目实践报告。

第9篇：过程控制系统范文

关键词：系统论原理 建筑工程 投资控制

1 概述

在对建筑工程进行投资的过程中，对项目的投资效益进行详细的追究是所有投资者的最终目的，而以往只将投资的重点仅仅落在项目的实施阶段则不能够很好的对这一要求进行满足，而是应当将项目的整个运行过程视为一个整体，而使用系统论的原理对其进行良好的控制，从而获得更高的投资效益。在一个建筑工程项目的运行过程中，基本上需要经历项目的决策、设计、实施以及评价这四个阶段。尤其在我国目前的现代工程规模中，有着周期长、技术复杂、规模大等特点，而在这个背景下如果想对经济效益进行进一步的保证，就应当在建筑工程运行的全过程中都将其中的各个因素保持在理想的状态。

2 全过程投资控制的原则及方法

2.1 项目投资控制的原则 在项目的全过程控制中，由于项目在各个阶段的投资目标都是一个相关的系统，所以在进行投资控制的过程中就应当对其决策、设计以及施工、结算的过程中对其进行全过程、全方位的控制。

目标控制就是在进行投资控制的过程中，虽然已经强调进行全过程的投资控制，但是在实际的实施过程中，还是应当将预定的总目标有规则的分解成不同的几个分目标来对其逐个的实行，之后再将这些个目标之间的制约因素进行结合性的考虑，从而能够形成一个有机的整体。

主动控制相对于被动控制来说，则是有着较强的积极性。被动控制是当所预定的目标值同实际值有所差异时，对其发生的原因进行分析，并使用相关的措施对其进行处理的一种在事情发生之后对其进行处理的方式，而主动控制同其相比则能够更好的对偏差产生的情况进行避免。

同时，还应当注重将经济同技术进行有效的结合，在某种程度上，技术是对经济进行保证的一种方式，只有在对项目以及方案选择的过程中选用技术先进的方案才能够对经济效果的显著提高进行保证。而将技术同经济进行有效的结合，则能够更好的选用技术可靠而费用则较低的方式来对工程的效益进行提高。

2.2 系统论的原理以及应用方式 通常情况下系统论的原理主要包括：①系统整体性原理。系统整体性原理指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各个作为系统子单元的要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单加和。②系统开放性原理。系统的开放性原理指的是：系统具有不断地与外界环境进行物质、能量、信息交换的性质和功能，系统向环境开放是系统得以向上发展的前提，也是系统得以稳定存在的条件。③系统层次性原理。系统的层次性原理指的是，由于组成系统的诸要素的种种差异包括结合方式上的差异，从而使系统组织在地位与作用，结构与功能上表现出等级秩序性，形成了具有质的差异的系统等级，层次概念就反映这种有质的差异的不同的系统等级或系统中的高级差异性。

系统论的特点就是能够表现出事物的关联性、整体性以及动态平衡性等基本原则。通过对各系统之间的共同点进行整合，再以数学定量的方式对其进行描述。作为系统论而言，其能够从整体出发，对整体中的环境、系统以及功能和目标之间的存在关系进行适当的研究，从而能够以对部分损失进行适当控制方式来达到最好的运行效果。

3 建筑工程各个阶段的投资控制

3.1 决策阶段的投资控制 在抉择阶段进行投资控制可以从经济以及技术上对之前预定的方案进行一系列组合的评价，从而能够制定出较为科学合理的投资估算，而这也正是对项目后续阶段进行投资控制的基本依据。在决策阶段进行投资控制，其主要工作就是应当在适当的建设区域进行合理的选择，并对相关建设标准进行良好的确定、对建筑的施工工艺进行恰当的选择、对相关估算进行细致的审查，从而对市场中的定位进行确定，并以此来使整个项目能够得到正确合理的实施。

3.2 项目设计阶段的投资控制 项目的设计阶段是在对估算进行确定之后，最对投资进行控制的一个重要的阶段，其是对之后项目运行过程中的成本有着决定性的影响，其对投资进行控制主要由以下几个方面来进行：首先，应当对设计概算进行审查，从而能够确保所要投资的概算保证在之前的估算范围之中。而对于部分超出估算的问题，则应当及时的对发生原因进行寻找分析，并及时对其进行修改，从而能够将项目的工程设计成本以及相关的设计费用进行良好的结合。同时，还应当实行严格的奖惩制度，从而对工作设计人员的积极性进行激发，进而获得最好的设计方案。其次，应当进行设计招标。即对我国目前市场经济中的竞争机制进行充分的利用，并以招标的方式对最优方案进行选择。同时，对设计阶段中的技术、施工图纸以及方案的一系列设计都应当以招标的形式来进行，从而保证项目的事务运行能够符合我国市场经济的条件，从而对项目中的各个阶段进行良好的经济核算。之后，对限额进行设计。在这个过程中应当尽量避免出现三超的问题，而应当将设计终点落实在对工程量进行控制中去，并将工程量以及相关的投资额合理的分解到不同的专业之中，并进一步的将其分解到每一个单位工程以及分部工程中去。同时在设计的过程中还要对相关的经济观念进行加强。最后，还应当对价值工程的原理进行良好的运用，对设计过程中可能发生的一系列变更进行严格的控制。同时使用动态管理的方式，以及在设计的每一个阶段中都引进相关的监理制度，以及对设计工作中相关的取费方式进行适当的优化等等。

3.3 工程项目实施阶段的投资控制 在项目的实施阶段中，主要包括在实施之前的一系列准备工作、实施规划、合同管理以及对相关方案进行优化等等。同时还应当对施工中可能用到的场地、材料、设备、技术以及资金进行良好的准备。如果在这个环节没有进行良好的准备，那么则非常容易因为施工过程中的一些突发事件而对后续的工作造成影响。

合同是对工程项目的总体施工进度、成本以及质量进行确定的重要依据，其能够对项目参与方的相关权利以及义务进行明确。而在合同管理的过程中，应当将其贯穿到项目的整个过程中去，由于在项目施工的过程中会有数量庞大的合同，这就需要使用系统论的方式对其进行规划，从而实行有效的合同管理。

在具体实施阶段的控制中，应当以施工进度为节点对其进行全面的控制，并对工程中相关的协调制度进行健全，并以动态控制的方式对其进行实施。通过对施工方案的优化，从而对工程施工的进度、成本、质量这三者之间的关系进行有效且合理的协调。

3.4 竣工后评价阶段的投资控制 在项目竣工之后，为了对结算结果的真实、可靠进行保证，则应当对其中的各种合理因素进行严格的审查，对其中多纳入计算、重复计算的工程量进行排查。并在项目投产之后的评估阶段中对项目运行中之前的决策、设计以及施工阶段再一次进行全过程的评价，从而能够获得准确的投资总额变化、成本变化率等一系列重要的经济指标。

3.5 工程项目投资各个阶段之间的相互影响 投资估算是对整个工程项目限额总值的重要依据，对之后的施工概算等一系列造价工作都会起到重要的影响。而在设计阶段中，则应当对项目建设的具体思路以及内容进行明确的反映，从而有效的对后续施工进行指导，设计工作的深度以及质量也将直接影响到投资项目的可靠性。而实施阶段则是对于施工图纸进行实现的一个过程，其中的每一个设计都是根据施工环境的具体情况来进行的，同时在具体的施工过程中，还经常会遇到很多种突况，从而可能导致设计的变更。而在实际的工程项目建设中，则应当将各个阶段进行有效的协调，从而实现对项目的整体进行优化。

4 结束语

总的来说，使用系统论原理对建筑工程项目实行全过程的投资控制是一种有效且重要的控制办法，是对项目投资严谨性、周密性进行保证的重要根据，也是对项目能否顺利运行的重要保障。这就需要相关项目投资人员在实际的操作过程中，严格实行对项目的全过程投资控制，从而为项目的顺利运行做出重要的保障。

参考文献：

[1]曹蕾，王文进，马斌，马霞霞.房地产开发项目投资决策分析[J].水利与建筑工程学报，2010（01）：65-68.

[2]刘广斌.对建筑工程施工常见质量问题的浅析[J].科技创新导报，2010（34）：45.