化工儀表及其自動化課程整體教學(xué)方案計(jì)劃設(shè)計(jì)

1、化工儀表及自動化課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)（2012 - 2013 學(xué)年 第1學(xué)期）、管理信息課程名稱：化工儀表及自動化課程代碼：N201478學(xué)分：4學(xué)時(shí)：48課程類型：核心課程授課對象：3111 3112 3113先修課程：后修課程：化工生產(chǎn)仿真訓(xùn)練、頂崗實(shí)習(xí)、化工主控操作等課程組成員簽名：陳亞東、李勇、何明紅2013 年 9 月 02 日專業(yè)（教研室）意見同意專業(yè)主任（簽字）:2013年 月 日分院職教能力培訓(xùn)與測評評委會意見分院評委（簽字）：分院蓋章2013年 月曰二、課程設(shè)計(jì)2.1課程目標(biāo)2.1.1職業(yè)能力目標(biāo)1能掌握化工儀表在煉油、化工生產(chǎn)中的重要地位。2能根據(jù)化工工藝條件進(jìn)行常規(guī)儀表的選型

2、。3能順利進(jìn)行化工儀表的使用與調(diào)校。4能根據(jù)工藝條件進(jìn)行常規(guī)儀表的安裝。5能根據(jù)工藝參數(shù)、工藝條件進(jìn)行簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制規(guī)律的選擇及參數(shù)的整定6能根據(jù)儀表的表象進(jìn)行故障的分析、判斷并排故。2.1.2知識目標(biāo)1熟悉儀表在現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要地位。2了解化工儀表的檢測原理、組成結(jié)構(gòu)、適用范圍、安裝注意事項(xiàng)與原理3掌握化工自動控制系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)4掌握自動化基本控制規(guī)律對過渡過程的影響并掌握簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組部 成及設(shè)計(jì)要素。5掌握執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)分類、適用范圍及安裝維護(hù)注意事項(xiàng)。2.1.3素質(zhì)目標(biāo)1樹立安全生產(chǎn)意識，建立正確防火、防爆、防毒。2明確本崗位與其它工序操作人員及現(xiàn)場操作人員的關(guān)系，解決生

3、產(chǎn)中的問 題。3能深入思考可能出現(xiàn)的問題，正確應(yīng)對并迅速作出反應(yīng)，如不能解決及時(shí)匯 報(bào)或報(bào)修。2. 2課程教學(xué)活動設(shè)計(jì)2. 2. 1課程內(nèi)容設(shè)計(jì)序號模塊（或項(xiàng)目）名稱學(xué)時(shí)1化工儀表及自動化在化工生產(chǎn)中的重要性與主要內(nèi)容22化工檢測儀表的基本知識、性能指標(biāo)23壓力檢測及儀表64流量檢測及儀表85物位檢測及儀表46溫度檢測及儀表57顯示儀表28化工自動化基礎(chǔ)69數(shù)學(xué)建模概念110執(zhí)行器單兀611控制儀表6合計(jì)482. 2. 2能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)編號能力訓(xùn)練項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)能力目標(biāo)主要支撐知識訓(xùn)練方式地點(diǎn)結(jié)果（可展示）1-1化工儀表及自動化緒論2了解化工儀 表及自動化 過程控制在 化工生產(chǎn)的 重要地位及

4、發(fā)展史1、了解化工儀表 及自動化過程控 制在化工生產(chǎn)的 重要地位2、了解自動化過 程的發(fā)展史討論、敘述21011-2測量誤差 與化工儀 表的檢測 特性2掌握儀表的 檢測性能指 標(biāo)，掌握國家 的統(tǒng)一規(guī)定 的精度等級， 并能根據(jù)測 量誤差確定 儀表的精度 等級，判斷儀 表的合格是 否，同時(shí)通過 工藝的要求 確定所需的 儀表精度等 級，會檢定壓 力表1、掌握儀表的檢 測性能特性。2、掌握儀表引用 誤差、談判的計(jì) 算，從而確定儀 表的精度等級。討論、敘述，作業(yè)2101作業(yè)1-3壓力檢測及儀表6會根據(jù)測量判斷被檢儀1、強(qiáng)調(diào)工程上的 壓力概念及有關(guān)討論、敘述，動畫，2101作業(yè)表是否合格。 能根據(jù)工藝 需

5、求及提供 的附表正確 選用不同型 號及相應(yīng)精 度等級的壓 力計(jì)。能根據(jù) 被測工藝介 質(zhì)的不同確 定大致取壓 口。會正確鋪 設(shè)導(dǎo)壓管、正 確安裝壓力 計(jì)及隔離罐。術(shù)語。2、掌握各種壓力 計(jì)的測壓原理， 重點(diǎn)是彈簧力壓 力計(jì)與電容式壓 力變送器。3、掌握壓力計(jì)的 選用原則、壓力 計(jì)安裝注意事 項(xiàng)。4、了解彈簧管壓 力表的一些型號 代表的意思，包 括軸向、徑向、 浸油、表面直徑、 有邊、無邊等等。5、了解彈簧管壓 力表的檢定步驟 及注意事項(xiàng)。作業(yè)1-4流量檢測及儀表8對流量計(jì)有 感性及理性 的認(rèn)識。能根 據(jù)被測工藝 介質(zhì)不同確 定大致設(shè)計(jì) 取壓口，會正 確鋪設(shè)導(dǎo)壓 管、及設(shè)計(jì)安 裝其中的各 種附件。

6、會根 據(jù)示值誤差 判斷故障原1、了解流量的基 本概念及分類。2、掌握差壓式流 計(jì)的測量原理、 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的 類型及取壓方 法、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝 置的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng) 用場合。3、掌握引起差壓 流量計(jì)的測量誤討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)因。）能正確 確啟用、停用 差壓變送器。 會對轉(zhuǎn)子流 量計(jì)進(jìn)行示 值修正。（6） 能根據(jù)不同 的流體狀態(tài) 選用合適的 流量計(jì)。差的幾點(diǎn)原因，4、明確流量計(jì)正 確安裝及正確使 用方法。5、掌握橢圓齒輪 流量計(jì)的工作原 理及使用特點(diǎn)。6、了解其它流量計(jì)的測量原理及 使用特點(diǎn)。1-5物位檢測及儀表4對液位計(jì)有 感性及理性 的認(rèn)識。會根 據(jù)工藝條件 計(jì)算測量范 圍，并根據(jù)測 量范圍

7、選擇 量程范圍。會 根據(jù)安裝特 點(diǎn)計(jì)算零點(diǎn) 遷移，并能通 過零點(diǎn)遷移 提高儀表的 靈敏度及精 確度。1、物位的基本概 念及分類。2、掌握差壓式液 位變送器的測量 原理。及由于工 藝需要及安裝引 起零點(diǎn)遷移問題 及調(diào)整方法。3、了解變浮力式 與恒浮力式液位 計(jì)的測量原理及 應(yīng)用場合。4、掌握電容式物 位計(jì)的測量原 理、及相應(yīng)的液 位與料位的測量 方法及影響此類 儀表靈敏度的因 素及應(yīng)用特點(diǎn)。5、其它液位計(jì)、討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)液位控制開關(guān)的 測量原理及經(jīng)典 線路。1-6溫度檢測及儀表5會根據(jù)被測 介質(zhì)及被測 溫度選用合 適的溫度計(jì)。會根據(jù)學(xué)到 的理論知識 正確選用熱 電偶補(bǔ)償導(dǎo) 線、正確

8、接入 熱電偶補(bǔ)償 導(dǎo)線及第三 導(dǎo)體。會正確 修正由于熱 電偶熱電偶 冷端溫度而 引起的測量 誤差。會準(zhǔn)確 安裝測溫元 件及變送器。并會根據(jù)故 障表象判斷 故障原因。1、常用溫度計(jì)的 種類及特點(diǎn)。2、掌握雙金屬溫 度計(jì)的工作原理 及在化工生產(chǎn)中 的應(yīng)用范圍。3、掌握熱電偶溫 度計(jì)的測量原 理、常用熱電偶 的種類、結(jié)構(gòu)及 使用范圍。掌握 執(zhí)電偶補(bǔ)償導(dǎo)線 的選用原則及正 確安裝方法。掌 握關(guān)于熱電偶冷 端溫度被償?shù)膸?種方法。4、掌握熱電阻的 測量原理、及與 熱電偶的最大區(qū) 另掌握工業(yè)中 常用熱電阻的種 類及應(yīng)用場合，特 別提出熱電阻的引線方法及如此 引線的原因。討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)5、了解

9、熱電偶、熱電阻溫度變送器的電路構(gòu)成。6、掌握測溫元件 的正確安裝方法 及具體布線要 求。1-7顯示儀表2會根據(jù)測溫 一次元件的 型號選用顯 示儀表。會根 據(jù)故障現(xiàn)象 判斷顯示器 可能存在的 故障原因。了 解各橋臂電 阻的作用。1、了解動圈式儀 表2、掌握自動電子電位差計(jì)的工作 原理了解典型 XW系列電位差 計(jì)測量橋路的原 理圖，。3、掌握自動平衡 電橋的工作原理 及典型線路。4、掌握電子平衡 電橋與自動電子 電位差計(jì)的比 較。5、了解數(shù)顯儀表及無紙記錄儀的 結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)1-8化工自動化基礎(chǔ)6根據(jù)簡單工 藝流程圖繪 制控制系統(tǒng) 方框圖。根據(jù) 工藝流程圖 明確被控對 象

10、、操縱變 量、控制變量1、掌握化工自動 化主要內(nèi)容。2、掌握自動控制 系統(tǒng)的基本組討論、敘 述、仿真演 示2101、 4408作業(yè)及干攏因素。 能根據(jù)過渡 過程曲線，圖 判斷控制系 統(tǒng)的優(yōu)劣。會 計(jì)算取大偏 差、衰減比、 余差及過渡 時(shí)間，并明確 衰減比的范 圍。成、方塊圖表示 方法。及各個環(huán) 節(jié)在整個控制系 統(tǒng)的作用。3、熟悉控制系統(tǒng) 的分類。4、掌握自動控制 系統(tǒng)的四個基本 過渡過程及控制 系統(tǒng)的幾個質(zhì)量 指標(biāo)。1-9過程建模1能描述壓力、溫度、 液位、流量的 特性參數(shù)特 占八、1、研究對象特性 及系統(tǒng)建模的重 要性。2、了解建模的幾 種方法。3、掌握描述對象 特性的參數(shù)。討論、敘述210

11、11-10執(zhí)行器6感性認(rèn)識各 種閥門。會根 據(jù)工藝條件 正確選用控 制閥特別是 氣開閥、氣關(guān) 閥。具備氣動 調(diào)節(jié)閥安裝 及維護(hù)的相 關(guān)知識。具備 電-氣閥門定 位調(diào)整的相 關(guān)知識。1、掌握執(zhí)行器在 整個控制系統(tǒng)中 的作用。2、掌握氣動執(zhí)行 器的組成、結(jié)構(gòu) 與分類。重點(diǎn)是 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制 機(jī)構(gòu)的正作用、 反作用及適用場 合。3、掌握控制閥的討論、敘述、仿真演示2101四個基本流量特 性，成因原因及 適用的工藝場 合，了解在實(shí)際 生產(chǎn)中發(fā)生的畸 變及使用原則。4、掌握控制閥的 選用原則特別是 氣開、氣關(guān)的選 用。5、掌握氣動執(zhí)行 器的安裝和維護(hù) 注意事項(xiàng)。6、了解電動執(zhí)行 器的組成及工業(yè) 生產(chǎn)中使

12、用的優(yōu) 缺點(diǎn)。7、了解電氣轉(zhuǎn) 換器、閥門定位 器的工作原理及 其在執(zhí)行器動作 中的重要作用。1-10自動控制儀表6畫出各控制 規(guī)律作用下， 在階躍干擾 下的控制器 開環(huán)特性圖。 根據(jù)過渡過 程的曲線圖 指出引成此 曲線圖的原 因比如：比例 度設(shè)置過大、1、掌握控制器在整個控制系統(tǒng)中的作用。2、掌握基本控制 及其中系統(tǒng)過渡 過程的影響，重 點(diǎn)是 P、PI、PID討論、敘 述、仿真演 示及操作2101、 4408仿真操作積分時(shí)間過 小、微分時(shí)間 太長等。會通 過p、1參數(shù) 的調(diào)整得到 理想的控制 曲線，從而加 深對控制規(guī) 律的進(jìn)一步 了解?？刂?。明確放大 倍數(shù)、比例度、 積分時(shí)間、微分 時(shí)間所代表

13、的具 體意乂及在控制 中各自的優(yōu)缺點(diǎn) 及使用場合。3、引入控制器的 正、反作用，無 干擾切換等概念2. 2. 3教學(xué)進(jìn)度表序號周次學(xué)時(shí)單元標(biāo)題主要教學(xué)內(nèi)容教學(xué)組織形式作業(yè)形式113緒論儀表特性參數(shù)化工自動化的重要性及主要內(nèi)容儀表的性能指標(biāo)講解、描述、討論查閱資料223儀表特性參數(shù) 壓力檢測及儀表儀表的性能指標(biāo)工程壓力概念及各彈簧管壓力表的檢測原理講解、描述書面習(xí)題333壓力檢測及儀表彈簧管式壓力表的選型原則 電容式壓力表的檢測原理及選型 導(dǎo)壓管及附件安裝要求與原因講解、描述、討論書面習(xí)題查閱資料443壓力檢測及儀表流量檢測及儀表其他壓力表的檢測原理 流量的概念、流量計(jì)的分類講解、描述、討論書面

14、習(xí)題553流量檢測及儀表差壓流量計(jì)的原理及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、差壓流量計(jì)的安裝要求講解、描述查閱資料663流量檢測及儀表其它流量計(jì)的檢測原理及應(yīng)用場合講解、描述、討論書面習(xí)題773物位檢測及儀表物位的概念及各物位計(jì)的分類； 差壓式物位計(jì)的工作原理及零點(diǎn) 遷移的計(jì)算及應(yīng)用。講解、描述、討論書面習(xí)題883物位檢測及儀表溫度檢測及儀表其他物位檢測儀表的檢測原理及 適用場合溫度檢測的重要性及檢測方法及 儀表分類、簡單溫度計(jì)的介紹熱電偶溫度計(jì)的工作原理、種類 應(yīng)用場合講解、描述、討論書面習(xí)題查閱資料993溫度檢測及儀表幾個熱電偶定律及有關(guān)溫度補(bǔ)償 方法；正確查讀分度表熱電阻工作原理種類應(yīng)用場合及 具體接線

15、方法對測量誤差的影 響。測溫元件的安裝事項(xiàng)及原因講解、描述、查表書面習(xí)題10103顯示儀表自動電子電位差計(jì)、自動平衡電 橋的工作原理、新型顯示儀表及 其它顯示儀表的基本知識自動控講解、描述、討論查閱資料自動控制基礎(chǔ)制系統(tǒng)的內(nèi)容、組成11113自動控制基礎(chǔ)自動控制系統(tǒng)方框圖；自動控制 系統(tǒng)的分類；自動控制系統(tǒng)的過 渡過程的靜態(tài)與動態(tài)；自動控制 系統(tǒng)的過渡過程講解、描述書面習(xí)題查閱資料12123自動控制基礎(chǔ)過程建模自動控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)好壞的主要因素研究對象特性及系統(tǒng)建模的重要 性及方法。描述對象特性的幾個 重要性講解、描述、仿真演示書面作業(yè)13133執(zhí)行器各種閥門的認(rèn)識、氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類

16、、控制閥的流量特性講解、描述、演示書面作業(yè)查閱資料14143執(zhí)行器控制閥的選擇、安裝和維護(hù)；電 動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用；電氣閥 門定位器的結(jié)構(gòu)與作用講解、描述、討論書面作業(yè)查閱資料15153自動控制儀表概述、基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng) 過渡過程的影響，雙位控制、比 例控制、積分控制講解、描述、演示書面作業(yè)查閱資料16163自動控制儀表基本控制規(guī)律對過渡過程的影 響，仿真操作；模擬控制器、數(shù) 字控制器講解、操練、討論操作、實(shí)驗(yàn)三、教學(xué)材料教材：化工儀表及自動化厲玉鳴 化學(xué)工業(yè)出版社參考資料：集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用常慧玲 化學(xué)工業(yè)出版社化工仿真操作實(shí)訓(xùn)陳群化學(xué)工業(yè)出版社儀器設(shè)備：在教學(xué)過程中，應(yīng)用多媒體、投影儀等教學(xué)資源輔助教學(xué)及仿真軟件四、教學(xué)組織形式1 在教學(xué)過程中的第一學(xué)期教學(xué)內(nèi)容主要以理論知識為主，配要仿真操作，從操 作中加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解。為2 在教學(xué)過程中，實(shí)行理論實(shí)踐一體化教學(xué)，廣泛應(yīng)用圖片、動畫等教學(xué)資源輔 助教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的成就動機(jī)。3教學(xué)過程中采用討論、提問、及小組個人訓(xùn)練等形式，強(qiáng)化學(xué)生思考和分析解 決問題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，同時(shí)強(qiáng)化安全教育，