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1、河南城建学院计算机控制技术课程设计任务书班 级 0914101/2/3 专 业 电气工程及其自动化 课程名称 计算机控制技术 指导教师 王 广 王整风 王 宪 韩耀飞 赵张飞 陈国振 电气与信息工程学院2013年 6 月计算机控制技术课程设计任务书一、设计时间及地点1、设计起止时间： 2013.6.242013.6.28 2、地点： 教室、图书馆、机房、实验室二、设计目的和要求 1、设计目的通过对一个实用计算机控制系统的设计，培养学生综合运用所学理论知识，理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。提高学生的工程认知和初步实践能力，获得控制技术工程的基本训练。2、设计要求完成所选题目的分析与
2、设计，进行系统总体方案的设计、论证和选择；系统硬件设计和软件设计；课程设计报告的整理工作。三、设计题目和内容1、电阻加热炉温度控制系统设计对象模型：，Td=350s，Kd=50，=10s电阻加热炉功率800w，220v交流供电。控温范围：50350；保温阶段控制精度：1。2、汽包水位控制系统设计（1）在给水量W作用下的动态特性：，水位响应速度（2）在蒸汽流量D扰动下的动态特性： K2H2的放大倍数；T2H2的时间常数D蒸汽流量；W给水流量；H0水位设定值；H水位测量值；H2水面下汽包总容积变化引起的水位响应。 13、饮水机温度控制系统设计（1）基本要求：可实时监测和显示饮水机水箱温度，可人为设
3、置水温上、下限。（2）主要指标：温控范围：70100温控精度：14、水塔水位控制系统设计基本要求：水位控制范围105cm 控制精度：0.4cm 显示：十进制数码水塔模型： 5、电阻加热电炉温度控制系统设计（1）系统概述：利用大功率可控硅控制电阻丝所加电压，改变电阻丝的发热，改变炉内温度。可控硅输入0+5V时对应炉温0500，温度传感器测量值亦对应为0+5V。对象特性：，T=30s，=10s（2）技术指标：温控范围：0500恒温控制：误差2LED实时显示，精度1采用直接数字控制算法温度超出预置温度5时报警6、十字路口交通信号灯控制系统设计控制要求（1）系统工作受开关控制,起动开关 ON 则系统工
4、作;起动开关 OFF 则系统停止工作.（2）控制对象有八个:东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个,东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个,东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个,东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个.（3）控制规律: 高峰时段按时序图二运行, 正常时段按时序图三运行,晚上时段按提示警告方式运行,规律为: 东,南,西,北四个黄灯全部闪亮,其余灯全部熄灭,黄灯闪亮按亮 0.4 秒,暗 0.6 秒的规律反复循环。 2高峰时段, 正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行。 37、全自动洗衣机控制系统设计控制要求:(1) 按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到高(中, 低
5、)水位,关水2秒后开始洗涤(2) 洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒(3) 如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒(4) 开始清洗,重复(1)(4),清洗两遍(5) 清洗完成,报警3秒并自动停机(6) 若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)输入点: 输出点:启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002高水位 10003 手动脱水 10011 正转及脱水 00003中水位 10004 反转 00004低水位 10005 排水 00005排空检测 10006 报警 000
6、06高水位检测 10007中水位检测 10008138、五层电梯控制系统设计控制要求:（1）.系统应具备:有司机,无司机,消防三种工作模式.（2）.系统应具备下列几项控制功能: 1)自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤). 2)自动响应轿厢服务指令信号. 3)自动完成轿厢层楼位置显示(二进制方式). 4)自动显示电梯运行方向. 5)具有电梯直达功能和反向最远停站功能.（3）.系统提供的输入控制信号: AYS 向上行驶按钮 AYX 向下行驶按钮 YSJ 有/无司机选择开关 1YC 一楼行程开关 2YC 二楼行程开关 3YC 三楼行程开关 4YC 四楼行程开关 5YC 五楼行程开关 A1J 一楼
7、指令按钮 A2J 二楼指令按钮 A3J 三楼指令按钮 A4J 四楼指令按钮 A5J 五楼指令按钮 AJ 指令专用开关(直驶) ZXF 置消防开关 A1S 一楼上召唤按钮 A2S 二楼上召唤按钮 4A2X 二楼下召唤按钮 A3S 三楼上召唤按钮 A3X 三楼下召唤按钮 A4S 四楼上召唤按钮 A4X 四楼下召唤按钮 A5X 五楼下召唤按钮（4）系统需要输出的开关控制信号: KM 开门显示 GM 关门显示 MGB 门关闭显示 DCS 上行显示 DCX 下行显示 S 上行继电器(控制电动机正转) X 下行继电器(控制电动机反转) YX 运行显示 A LED 七段显示器 a 段发光二极管 B LED
8、七段显示器 b 段发光二极管 C LED 七段显示器 c 段发光二极管 D LED 七段显示器 d 段发光二极管 E LED 七段显示器 e 段发光二极管 F LED 七段显示器 f 段发光二极管 G LED 七段显示器 g 段发光二极管 1DJA 一楼指令信号登记显示 2DJA 二楼指令信号登记显示 3DJA 三楼指令信号登记显示 4DJA 四楼指令信号登记显示 5DJA 五楼指令信号登记显示 1DAS 一楼上召唤信号登记显示 2DAS 二楼上召唤信号登记显示 2DAX 二楼下召唤信号登记显示 3DAS 三楼上召唤信号登记显示 3DAX 三楼下召唤信号登记显示 4DAS 四楼上召唤信号登记显
9、示 4DAX 四楼下召唤信号登记显示 5DAX 五楼下召唤信号登记显示9、双闭环直流电动机数字调速系统设计设计内容及要求1）直流电动机主要数据：型号：Z2-41；参数：Pe=3kw，Ued=220V，Ied=94A，ned=1500r/min电枢回路总电阻 R=2.5电磁时间常数 TL=0.017s机电时间常数 TM=0.076s 5 电动势系数 Ce=0.1352v/rmin晶闸管装置放大倍数 Ks=53晶闸管整流电路滞后时间 Ts=0.0017s2）主要技术指标调速范围：0-1500r/min，电流过载倍数：1.5调速控制精度：0.1%（额定转速） 3）主要要求：直流电动机的控制电源采用晶
10、闸管装置，在其输入电压为0-5v时可以输出0-264V电压，为电动机提供最大25A输出电流。电流传感器采用霍尔电流传感器，其原副边电流比为1000:1，额定电流50A，采用双闭环（速度环和电流环）控制方式。完成直流电动机转速、电流控制系统设计。 设计控制系统主机、过程通道电路，包括元器件选择。画出系统控制图软件设计，转速、电流控制采用PI控制算法，设计增量式PI控制算法，绘出程序流程图，设计算法程序，进行数字仿真。10、冷却风机控制系统设计 某烧结厂冷却风机有四台110KW电机，要求根据用风量的大小调整开机的数量，开机时，风机要按照1号、2号、3号、4号的顺序起动；为减少电机起动时对电网的冲击
11、，采用软启动器进行起动；为降低控制设备的成本，采用一台软启动器，当1号风机完成起动，电动机转速达到额定转速，切换到直接运行方式，同时将软启动器退出，再按相同的方法依次起动2号、3号、4号风机，每一台风机都具有单独停止功能；整个系统具有完整的指示和保护功能。11、热蒸汽加热控制系统设计0.040.8水箱温度1.25冷进水热出水加热系统结构图 热加热系统如图示。T=0.2s，要求在常值输入时稳态误差小于2%，相位裕度400，幅值裕度6dB。 12、变频恒压供水控制系统设计 系统技术要求：（1）供水压力正常设定值0.5MPa，最大供水压力0.6MPa，最小供水压力0.1MPa，压力允许波动范围1%。
12、 （2）采用4台水泵供水，能实现手动、自动控制。 6（3）水泵机组采用循环软启工作方式；停泵采用先启先停。 （4）水泵流量、扬程和功率分别为6.3m3/h，8m，1.5kM。 四、设计过程安排 序号设计内容时间要求备注1熟悉题目、查阅资料0.5天熟悉内容和要求2拟订设计步骤，进行分析计算2.5天完成理论分析计算3装置选型或仿真实验，整理设计文档1.5天完成装置选型或计算机仿真4答辩0.5天五、设计成果的编制 1、写出设计说明书、给出计算过程 2、画出必要的接线图六、评分标准及成绩评定评定方法：采用答辩形式考查 ，成绩采取五级记分制。由指导教师根据学生在设计中的综合情况和评分标准确定成绩。评分标
13、准1、优秀（1）遵守纪律，勤于钻研，能按时按量出色地完成任务书中规定的任务，能熟练运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，在课题的设计中有独到的见解；（2）设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整， 7图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；2、良好（1）工作努力，遵守纪律，能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能较好地运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力；（2）设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；3、中等（1）工作较努力，遵守纪律，基本上
14、能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能基本正确运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力；（2）设计说明书内容完备，分析基本正确，概念较清楚，书写较工整，图纸齐全、符合国家有关标准；4、及格（1）工作态度及表现一般，在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务，基本达到了教学要求，但分析解决问题的能力较差，在非主要问题上存在错误；（2）设计说明书内容基本正确，书写较工整，图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则性错误；5、有下列情况之一者成绩视为不及格（1）工作不努力，有违纪行为，表现差；（2）未能达到设计所规定的基本要求，或设计中有原则性错误；（3）弄虚作假，有抄袭行为，或部分内容由其他学生代做；（4）设计说明书概念不清，图纸不齐全或不符合国家标准； 8