《热工过程控制仪表课程实习与设计》
课程设计指导书
一、课程设计目的、要求和内容
热工过程控制仪表课程实习与设计是学习热工过程控制仪表课程后的一个重要的综合实践环节。
（一）本课程的教学目的
1、通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。
2、学习仪表控制系统设计的一般方法，掌握仪表控制系统的一般规律。进行仪表控制系统设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。 （二）本课程设计的基本要求
1、能从仪表控制系统功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择传感器，变送器、调节器和执行机构。
2、能按工艺的控制要求，选择相关模块，设计的调节器的组态图，填写相关控制数据表。
3、能考虑仪表安装与调整、使用与维护、经济和安全等问题，对仪表控制系统的安装技术要求进行设计。
4、图面符合国家有关标准，尺寸及公差标注正确，技术要求完整合理。 （三）本课程设计的主要内容
设计内容应是根据被控对象的控制要求，选择过程控制仪表，设计满足控制性能的仪表控制系统。每个学生应完成：总体方案图、接线图，SAMA图，组态图，并撰写设计说明书一份，说明书应包括：确定总体方案，选定传感器，变送器、调节器和执行机构，调节器的组态图，SAMA图等内容。
1、选择仪表（具体型号），设计满足热工控制要求的仪表系统总体方案。（2d） 2、画出仪表系统中各仪表的接线图。（2d） 3、画出系统实现的SAMA图。（2d）
4、画出系统实现的有关组态图和并填写相关组态数据。（2d） 5、撰写设计说明书。（1d） 6、总结答辩。（1d）
二、课程设计的要点
（一）总体方案的要点 1、熟悉被控对象
学生自己查资料，全面了解被控对象的结构和特性。 2、架构控制系统
有两种基本模式，供参考： 单环模式：
R(t)e(t)被控对象Y(t)控制器测量/变送器
图1 单回路控制框图
串级模式：
图2 串级回路控制框图
请根据自己选择的方案进行控制框图的细化。 3、系统控制框图
数显表/报警1检测设备信号变送控制器1被控对象1数显表/报警2信号变送控制器2检测设备执行器被控对象2
图3 控制系统概略图
说明：一定要根据自己选择的方案进行框图细化。 （二）接线图要点 1、基本接线模式
变送器接口有两线制、三线制和四线制：
变送器+电源RL+接受仪表
变送器+电源直流交流电源接受仪表
RL+接受仪表
+变送器RL两线变送器接线 三线变送器接线 四线变送器接线
图4 基本接线方式
2、接线概略图
检测设备名称/端口控制器/数显表名称/端口被控对象1检测设备名称/端口控制器/数显表名称/端口执行器名称/端口被控对象2
图5 系统接线概略图
3、接线详细图
画图时注意：
①要标注清楚设备名称/端口； ②要标注清楚接线端子号； ③要注意区分接线端的正负； ④线不能交叉，如果交叉要用拱桥：
cad不正确bacbd正确
基本要求是：
用户根据你的接线图，就能直接对设备进行接线操作。接线举例如下：
电源12345678910设备A名称或型号11121314151617181920模拟量输入4-20mA1数字量输入设2备3B4名称51设2备C3名4称模拟量输出4-20mA继电器输出电源以设备A为主的接线（电源、DI、DO、AI、AO等）
图6 设备接线图
（三）SAMA图要点
SAMA图“Scientific Apparatus Makers Association ”翻译为中文是美国科学仪器制造协会，英文缩写为SAMA。SAMA图是美国科学仪器制造协会颁布的图例，是目前世界上广泛使用的控制工程图例之一。SAMA图是包括所有控制仪表的控制系统结构图，SAMA图例易于理解，能清楚地表示系统功能，它反映控制系统的全部控制功能和信号处理功能，也反应设计者的设计思想。
在设计热工控制系统时，首先要根据控制过程的要求，按照SAMA图例绘制过程控制系统的SAMA图，然后根据该SAMA图，再进行DCS组态图的设计。
SAMA图是特别重要的一类工程图。目前虽然有一定的标准图例，但各仪表公司在工程设计中还是有自己的一些特殊图形符号。本章将讨论我国常用的控制系统SAMA图，并
介绍二个热工控制系统SAMA图。
1、SAMA图例
SAMA图例的特点是流程比较清楚，特别是对复杂回路画起来和读起来都较容易。SAMA图的输入输出关系及流程方向与DCS控制组态图比较接近，各控制算法都有比较明确的标志，国际上各大的仪表公司多采用SAMA图设计控制工程。
虽然各公司的SAMA图例有些区别，但SAMA图的许多符号是通用的。常用的SAMA图例有四种，分别表示的含意如下：
⑴○表示测量或信号读出功能。一般用来表示从现场传感器或变送器读出信息。 ⑵表示自动信号处理。一般用来表示控制站（柜）中仪表（或算法模块）的功能。 ⑶◇表示手动信号处理。一般用来表示在操作站（器）的功能。 ⑷表示执行机构。一般用来表示安装在现场的电动、气动和液动等执行器。
用SAMA图例表达控制系统工作原理时，常将一些符号画在一起，表示一个具体的模块（仪表）具有哪些功能，这样在SAMA图又清楚地表达了使用多少功能模块。常见SAMA图例按功能进行分类，如表1-7所示。
表1 测量变送器类标准功能图例 图例 名称 图例 名称 图例 名称 图例 名称 图例 T 名称 继电 器线 圈 信号 来源 流量 FE 测量 元件 位置 ZT 变送 器
温度 TT 变送 器 速率 ST 变送 器 压力 PT 变送 器 液位 LT 变送 器 流量 FT 变送 器 成分 AT 分析 变送 器 表2 信号转换类标准功能图例 图例 I/V 名称 电流 -电 压转 换器 频率 -电 压转 换器 电阻 -电 压转 换器 mV/V 图例 R/I 名称 电阻 -电 流转 换器 脉冲 -脉 冲转 换器 热电 势- 电压 转换 图例 P/I 名称 气压 -电 流转 换器 图例 V/I 名称 电压 -电 流转 换器 电流 -气 压转 换器 数字 -逻 辑转 换器 F/V V 脉冲 -电 压转 换器 电压 -气 压转 换器 I/P R/V V/P D/L
0《热工过程控制仪表课程实习与设计》新版指导书2017-3 (1)
