《化工儀表自動(dòng)化》課程教學(xué)大綱

1、化工儀表及自動(dòng)化教學(xué)大綱課程編碼：06100614課程英文譯名：Chemical Industry Instrument and Automation課程類別：專業(yè)課開課對(duì)象：化學(xué)工程與工藝、制藥工程專業(yè)開課學(xué)期：第5學(xué)期學(xué)分：2.5學(xué)分 總學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí) 講課：32學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)：16學(xué)時(shí)一、說 明【目的任務(wù)】本課程是化工專業(yè)的一門重要的綜合性技術(shù)學(xué)科，其教學(xué)目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行化工測(cè)量?jī)x表及化工自動(dòng)化等方面知識(shí)的初步教育，使學(xué)生在從事化工及相關(guān)專業(yè)的科學(xué)研究、教學(xué)和實(shí)際生產(chǎn)中能夠具體運(yùn)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生了解化工自動(dòng)化的基本知識(shí)，能初步提出合理的控制方案，了解化工對(duì)象的基本特性及基本調(diào)節(jié)規(guī)律，

2、了解主要工藝參數(shù)的基本測(cè)量方法和儀表的工作原理和特點(diǎn)，正確選用和使用常見的測(cè)量?jī)x表和調(diào)節(jié)儀表，從而在實(shí)際的化工生產(chǎn)實(shí)踐中有初步的運(yùn)用。【教學(xué)安排】本課程為考試課，在第5期完成，總學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)，理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)。二、學(xué)時(shí)分配章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)一緒論1二自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念2三過程特性及其數(shù)學(xué)模型 3四檢測(cè)儀表與傳感器6五自動(dòng)控制儀表6六執(zhí)行器4七簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)6八復(fù)雜控制系統(tǒng)4九實(shí) 驗(yàn)16合計(jì)48三、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章 緒論（1學(xué)時(shí)） 【教學(xué)要求】通過對(duì)緒論的講解，使學(xué)生了解化工儀表概念、意義、發(fā)展過程以及學(xué)習(xí)要求等?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、化工儀表的概念二、課程的性質(zhì)與任務(wù)三、學(xué)習(xí)要求第

3、二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念（2學(xué)時(shí)） 【教學(xué)要求】通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、組成及影響控制系統(tǒng)的主要品質(zhì)指標(biāo)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)信號(hào)和連鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)操縱系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成人工控制方式、自動(dòng)控制方式三、工藝管道及控制流程圖圖形符號(hào)、字母代號(hào)、儀表位號(hào)四、自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖、方塊圖和工藝流程圖的區(qū)別、自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)五、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)六、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過度過程和品質(zhì)指標(biāo)控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)、控制系統(tǒng)的過度過程、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)、影響控制系統(tǒng)過度過

4、程品質(zhì)的主要因素第三章 過程特性及其數(shù)學(xué)模型（3學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】通過對(duì)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握如何在自動(dòng)控制系統(tǒng)各組成部分的關(guān)系的基礎(chǔ)上、建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、化工對(duì)象的特點(diǎn)及其描述方法基本概念、數(shù)學(xué)模型的分類。二、對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立建立模型的目的、建立模型的機(jī)理、實(shí)驗(yàn)建立模型三、描述對(duì)象特性的參數(shù)放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)、滯后時(shí)間第四章 檢測(cè)儀表與傳感器（6學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種檢測(cè)儀表的類型、檢測(cè)原理和適用特點(diǎn)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、概述測(cè)量過程與測(cè)量誤差、儀表的性能指標(biāo)、工業(yè)儀表的分類二、壓力檢測(cè)儀表壓力單位及測(cè)壓儀表、彈性式壓力計(jì)、電氣式壓力計(jì)、智能型壓

5、力變送器、壓力計(jì)的選用及安裝三、流量檢測(cè)儀表概述、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)。四、物位檢測(cè)儀表差壓式液位變送器、電容式物位傳感器、核輻射物位計(jì)、稱重式液罐計(jì)量?jī)x五、溫度檢測(cè)儀表溫度檢測(cè)方法、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、電動(dòng)溫度變送器、測(cè)溫元件的安裝。六、顯示儀表DDZ- = 3 * ROMAN III型顯示儀表、電動(dòng)記錄儀、光柱顯示報(bào)警指示計(jì)、數(shù)字式顯示儀表、新型顯示記錄儀表第五章 自動(dòng)控制儀表（6學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】學(xué)生通過本章的學(xué)習(xí)，能夠掌握基本控制規(guī)律、控制器的類型和控制原理【教學(xué)內(nèi)容】一、概述基地式控制儀表、單元組合式控制儀表

6、、以微處理器為單元的控制裝置二、基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過度過程的影響雙位控制、比例控制、積分控制、微分控制三、模擬式控制器構(gòu)成原理及部件、氣動(dòng)控制器、電動(dòng)控制器、DDZ- = 3 * ROMAN III型電動(dòng)控制器四、數(shù)字式控制器單回路數(shù)字控制器、可編程控制器第六章 執(zhí)行器（4學(xué)時(shí)） 【教學(xué)要求】學(xué)生通過本章的學(xué)習(xí)，了解各種執(zhí)行器的類型、工作原理和適用特點(diǎn)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類、閥的流量特性、控制閥的選擇、氣動(dòng)執(zhí)行器的維護(hù)與安裝二、電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、工作原理三、電氣轉(zhuǎn)換器及閥門定位器電氣轉(zhuǎn)換器、閥門定位器第七章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生

7、掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成，各組成單元的選用原則和調(diào)試方法?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成控制系統(tǒng)的組成、控制系統(tǒng)的方塊圖二、被控變量的選擇概念、選擇原則三、操縱變量的選擇操縱變量、對(duì)象的特性對(duì)操縱變量的影響、操縱變量的選擇原則四、測(cè)量元件特性的影響測(cè)量元件的時(shí)間常數(shù)、測(cè)量元件的純滯后、信號(hào)的傳送滯后五、控制器控制規(guī)律的選擇控制器控制規(guī)律的確定、控制器正反作用的確定 六、控制器參數(shù)的工程整定臨界比例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗(yàn)湊試法第八章 復(fù)雜控制系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解復(fù)雜控制系統(tǒng)的組成和類型，掌握常用復(fù)雜控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所擔(dān)負(fù)的任務(wù)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控

8、制系統(tǒng)的特點(diǎn)、主副控制器控制規(guī)律及正反作用的選擇、控制器參數(shù)的工程整定二、均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)目的及方案三、比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)概述及類型四、前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、形式及其應(yīng)用場(chǎng)合五、選擇性控制系統(tǒng)基本概念、類型、積分飽和及其防止六、分程控制系統(tǒng) 分程控制系統(tǒng)概述、應(yīng)用場(chǎng)合及控制過程中的問題第九章 實(shí)驗(yàn)（16學(xué)時(shí)）【教學(xué)要求】通過實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生鞏固控制系統(tǒng)的理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力，加深對(duì)控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)一 DBW電動(dòng)溫度變送器的調(diào)校【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私怆妱?dòng)溫度變送器的結(jié)構(gòu)；掌握熱電偶的使用；掌握電動(dòng)溫度變送器與檢測(cè)元件的配套使用；學(xué)會(huì)電動(dòng)溫度變送器在不同的輸入信

9、號(hào)下與不同零點(diǎn)遷移、量程范圍時(shí)的調(diào)校方法?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】DBW電動(dòng)溫度變送器的使用和調(diào)校。實(shí)驗(yàn)二 XWC系列自動(dòng)平衡記錄儀主要技術(shù)指標(biāo)的檢查與使用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私庾詣?dòng)平衡記錄儀的結(jié)構(gòu)和各主要組件的作用；了解自動(dòng)平衡記錄儀主要技術(shù)指標(biāo)檢查裝置和學(xué)習(xí)操作使用方法；測(cè)試自動(dòng)平衡記錄儀的精度?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】自動(dòng)平衡記錄儀主要技術(shù)指標(biāo)的檢查與使用。實(shí)驗(yàn)三 基本調(diào)節(jié)規(guī)律與電動(dòng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹渴煜ず?jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成、各部分功能和接線方式；掌握控制器參數(shù)對(duì)過渡過程的影響及控制器、執(zhí)行器的操作使用；掌握控制器參數(shù)P、I、D的整定方法及其對(duì)過渡過程的影響，合理整定控制器參數(shù)，提高控制質(zhì)量?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】基本調(diào)節(jié)規(guī)律與電動(dòng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用和參數(shù)整定。實(shí)驗(yàn)四 DCS控制系統(tǒng)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私釪CS控制系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)；掌握DCS溫度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法；學(xué)