一份好的课程设计报告，需要组员配合完成，下面是过程控制课程设计报告，为大家提供参考。
一、课程设计目的：
1.熟悉并熟练掌握组态王软件； 2.通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识； 3.了解典型工业生产过程(锅炉设备)的工艺流程和控制要求； 4.加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，提高解决实际工程问题的能力； 5.培养自主查找资料、收索信息的能力以及实践动手能力与合作精神。
二、组态王简介：
“组态王”是运行于 Microsoft Windows 200/ 中文平台的中文界 面软件，充分利用了 windows 图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点， 并且采用了多线程。 COM 组件等新技术， 实现了实时多任务， 软件运行稳定可靠。
“ 组 态 王 ” 软 件 包 括 由 工 程 浏 览 器 (TouchExplorer) 、 工 程 管 理 器 (Proj-Manager)和画面运行系统（TouchVew）三大部分组成。在工程浏览中可以 查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库构造、定义外部设备等工作；工程 管理器中内嵌了画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开 发和运行由工程浏览器调用画面制作系统 touchMak 和运行系统 touchVew 来完 成。
三、锅炉设备的的控制原理及工艺流程：
锅炉是过程工业中不可缺少的动力设备，它所产生的蒸汽不仅能够为蒸馏、 化学反应、干燥、蒸发等过程提供热源，而且，还可以作为风机、压缩机、泵类 驱动透平的动力源。随着石油化学工业生产规模不断强化，生产设备不断革新， 作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高参数、高效率方向发展。为确保 安全，稳定生产，对锅炉设备的自动控制就显得十分重要。为实现调节任务，将 锅炉设备控制划分为若干个控制系统，主要控制系统有：
（1） 给水自动控制系统（即锅炉汽包水位的控制） 操纵变量是给水流量， 它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应蒸汽量，维持汽包中水位在工艺 允许范围内。维持汽包中水位在给定范围内是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件，使锅炉正常运行的主要标志之一。 由于锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的、相互关联的复杂控 制系统，汽包液位控制与给水控制、蒸汽压力控制、送风控制、炉膛负压控制等 有关。汽包水位在外界扰动作用下的变化过程与蒸汽流量 D、补充给水量 W、 补充水温 T、炉膛热负荷（燃料量 M） 、汽包蒸汽压力 PD 等参数有关，其中影响 作用较大的主要是蒸汽流量 D、炉膛热负荷（燃料量 M） 、补充给水量 W。 汽包液位控制分为三种：单冲量控制、双冲量控制、三冲量控制。
（2）锅炉燃烧的自动控制 有三个被控变量，蒸汽压力（或负荷） 、烟气成分（反 映燃烧经济性指标）和炉膛负压。而操纵变量亦有三个：燃料量、送风量和引风 量。这三个被控变量和操纵变量互相关联，需要统筹兼顾，从而组成合适的燃烧 系统控制方案，以满足燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要；保证燃烧的 经济性和锅炉的安全性。炉膛负压保持在一定的范围内。
第一个任务是维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应， 必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。 第二个任务是保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使它 与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。 第三个任务是调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。 对于一台锅炉， 燃烧过程的这三项调节任务是不可分隔的， 对调节系统设计时应加以注 意。
（3）过热蒸汽系统的自动控制 以过热蒸汽温度为被控变量，喷水量为操纵 变量组成的温度控制系统，以使过热器出口温度保持在允许范围内，并保证管壁 温度不超过允许的工作温度。 控制方案选择： 单回路控制方案：在运行过程中。改变减温水流量，实际上是改变过热器 出口蒸汽的热焙，亦改变进口蒸汽温度，如下图所示。从动态特性上看，这种调 节方法是最不理想的，但由于设备简单，因此，应用得最多。 减温器有表面式和喷水式两种。减温器应尽可能地安装在靠近蒸汽出口处， 但一定要考虑过热器材科的安全问题，这样能够获得较好的动态特蛀。但作为控制对象的'过热器，由于管壁金属的热容量比较大，使之有较大的热惯性。加上管 道较长有一定的传递滞后，如果用下图所示的控制系统，调节器接受过热器出口 蒸汽温度 t 变化后，调节器才开始动作，去控制减温水流量 w .w 的变化又要经 过一段时向才能影响到蒸汽温度 t 这样，既不能及早发现扰动，又不能及时反映 控制的效果，将使蒸汽温度 t 发生不能允许的动态偏差。影响锅炉生产的安全和 经济运行。
改变减温水量控制蒸汽温度系统
实际中过热蒸汽控制系统常采用减温水流量作为操纵变量，但由于控制通道 的时间常数及纯滞后均较大，组成单回路控制系统往往不能满足生产的要求。因 此常采用串级控制系统，减温器出口温度为副参数，以提高对过热蒸汽温度的控 制质量。 串级控制方案：过热器出口蒸汽温度串级控制系统的方框图如下图所示。 采用两级调节器，这两级调节器串在一起，各有其特殊任务，调节阀直接受调节 器 1 的控制，而调节器 1 的给定值受到调节器 2 的控制，形成了特有的双闭环系 统，由副调节器调节器和减温器出口温度形成的闭环称为副环。由主调节器和主 信号—出口蒸汽温度，形成的闭环称为主环，可见副环是串在主环之中。
过热蒸汽温度串级调节系统原理图
调节器 2 称主调节器，调节器 1 称为副调节器。将过热器出口蒸汽温度调节 器的输出信号，不是用来控制调节阀而是用来改变调节器 2 的给定值，起着最后 校正作用。 串级系统是一个双回路系统，实质上是把两个调节器串接起来，通过它们的 协调工作， 使一个被控量准确地保持为给定值。 通常串级系统副环的对象惯性小， 工作频率高，而主环惯性大，工作频率低。为了提高系统的控制性能，希望主副 环的工作频率相差三倍以上，以免频率相近时发生共振现象面破坏正常工作。串 级控制系统可以看作一个闭合的副回路代替了原来的一部分对象， 起了改善对象 特征的作用。除了克服落在副环内的扰动外，还提高了系统的工作频率，加快过 渡过程。 串级控制由于副环的存在，改善了对象的特性，使等效副对象的时间常数减 小，系统的工作频率提高。同时，由于串级系统具有主、副两只控制器，使控制 器的总放大倍数增大，系统的抗干扰能力增强，因此，一般来说串级控制系统的 控制质量要比单回路控制系统高。
四、工程建立：
设计思路：首先，一打开运行，就是进入首页，点击“锅炉控制”进入主界 面，动作之前，先要给定“水位设定值” ，然后点击自动按钮，就可以观察实时 曲线；也可以将开关打到手动状态进行手动控制。
设计过程： （一）首先建立工程“锅炉控制” ，进入画面界面，点击新建工程画面，进 入开发系统界面，确定背景属性，打开工具栏，使用图库（快捷键 F2）创建所 需的器件：锅炉汽包、炉膛、各种阀门等；并设计水流的动态表示； （二）设置串口； （三）然后打开数据词典， 定义所需的变量， 注意其变量类型及其后续设置； （四）接下来就是动画连接，双击画面上的器件，输入变量，或点击“？” 进入变量浏览器选择所需变量，当设定完成后，进入工程浏览器双击“应用程序 命令语言”输入控制程序。
工程创建过程的截图显示：
（一）系统变量定义：
（二）动画连接：
（三）图形界面的设计：
（四）自动运行结果： （设定值为 30 时）
（五）手动控制运行结果：
五、系统软件编译：
if(本站点手自动转换开关==0) {if(本站点给水阀==1) {本站点汽包水位=本站点汽包水位+1; 本站点给水流量=本站点给水流量+1; } else {本站点给水流量=0;} if((本站点空气阀==1)&&(本站点燃料阀==1)) {本站点燃料流量=本站点燃料流量+1; 本站点空气流量=本站点空气流量+1; 本站点炉膛压力=本站点炉膛压力-1; } else
{本站点空气流量=0; 本站点燃料流量=0; 本站点炉膛压力=99; } if((本站点饱和蒸汽阀==1)&&(本站点过热蒸汽阀==1)&&(本站点给水 阀==0)) {本站点饱和蒸汽流量=本站点饱和蒸汽流量+1; 本站点饱和蒸汽温度=本站点饱和蒸汽温度+1; 本站点饱和蒸汽压力=20; 本站点过热蒸汽温度=本站点过热蒸汽温度+1; 本站点过热蒸汽压力=20; 本站点汽包水位=本站点汽包水位-1; } if((本站点饱和蒸汽阀==1)&&(本站点过热蒸汽阀==1)) {本站点饱和蒸汽流量=本站点饱和蒸汽流量+1; 本站点饱和蒸汽温度=本站点饱和蒸汽温度+1; 本站点饱和蒸汽压力=20; 本站点过热蒸汽温度=本站点过热蒸汽温度+1; 本站点过热蒸汽压力=20; } else if((本站点饱和蒸汽阀==1)&&(本站点过热蒸汽阀==0)) {本站点过热蒸汽压力=10; 本站点饱和蒸汽压力=10; 本站点过热蒸汽温度=20; 本站点饱和蒸汽温度=本站点饱和蒸汽温度+1; } else if((本站点饱和蒸汽阀==0)&&(本站点过热蒸汽阀==1)) {本站点饱和蒸汽流量=0; 本站点饱和蒸汽温度=20;
本站点饱和蒸汽压力=10; 本站点过热蒸汽温度=20; 本站点过热蒸汽压力=10; } if(本站点汽包水位>=80) {本站点汽包水位=本站点汽包水位-1; 本站点给水阀=0; } } else {if(本站点汽包水位<本站点汽包水位设定) else="" if="">本站点汽包水位设定) {本站点过热蒸汽阀=1; 本站点饱和蒸汽阀=1; 本站点给水阀=0; 本站点给水流量=0; 本站点汽包水位=本站点汽包水位-1; } else if(本站点汽包水位设定==本站点汽包水位) {本站点过热蒸汽阀=1; 本站点饱和蒸汽阀=1; 本站点给水流量=20;
本站点汽包水位=本站点汽包水位+1; 本站点给水阀=1; } if(本站点汽包水位>=10) {本站点燃料阀=1; 本站点空气阀=1; 本站点空气流量=本站点空气流量+1; 本站点燃料流量=本站点燃料流量+1; 本站点炉膛压力=本站点炉膛压力-1; } else{本站点空气流量=0; 本站点燃料流量=0; 本站点燃料阀=0; 本站点空气阀=0; } }
六、课程设计感想：
通过这次课程设计，我们熟练掌握了组态王软件 6.52 版的使用。 使我对组态软件有了更深刻的理解，特别是组态王软件的应用、组态王软件 的系统开发过程。在画面加工上做的更美观，立体感更强。使我得到了一次用专 业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。相信以后在使用组态软件设 计能够更全面，设计出更方便的实现监控和控制的功能，同时让我在使用编程技 巧的熟悉度向前迈了一大步。
七、参考文献：
《过程控制工程》 孙洪程 李大宇 翁维勤编著 高等教育出版社 出版
人民邮电 《可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术》 郭宗仁 吴弈锋 郭宁明编著 出版社 出版
《组态软件控制技术》 覃贵礼 吴尚庆编著 北京理工大学出版社 出版
《过程控制》 金以慧 编著 清华大学出版社 出版
