化工自動(dòng)化儀表教學(xué)大綱-

1、中國(guó)海洋大學(xué)本科生課程大綱課程名稱化工自動(dòng)化儀表Automatic Instrument of ChemicalIndustry課程代碼081104201267課程屬性專業(yè)知識(shí)課時(shí)/學(xué)分32/2課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)責(zé)任教師李春虎課外學(xué)時(shí)課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修課程介紹1. 課程描述：化工自動(dòng)化是利用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論和技術(shù)服務(wù)于化 學(xué)工程學(xué)科的，是化工工藝人員和化工過(guò)程自動(dòng)化人員必須掌握的一門專業(yè)課，它介紹自 動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、原理及合理自動(dòng)控制方案的確定方法。2. 設(shè)計(jì)思路：通過(guò)對(duì)常見熱工參數(shù)的測(cè)量原理、常規(guī)儀表

2、的基本功能、自動(dòng)控制系統(tǒng)基于微分方程的 基本分析方法等有一個(gè)基本性的及系統(tǒng)性的了解，從而便于在生產(chǎn)實(shí)踐中能根據(jù)生產(chǎn)工藝及 自動(dòng)控制兩個(gè)方面的要求，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供合理的、準(zhǔn)確的工藝條件及數(shù)據(jù)；能 在生產(chǎn)開停車過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)和分析出現(xiàn)的一些問(wèn)題和現(xiàn)象，以便提出正確的解決方法。本課程各部分的內(nèi)容和基本要求如下：（一）緒論1、主要內(nèi)容：自動(dòng)化的目的、發(fā)展歷史、及本課程的性質(zhì)、目的等。2、教學(xué)要求：i. 理解本課程的性質(zhì)、目的。ii. 了解自動(dòng)化的目的。iii. 了解自動(dòng)化的發(fā)展歷史。（二）第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1、主要內(nèi)容：化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及方塊圖、自動(dòng)控制系

3、統(tǒng)的分類、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò) 程和品質(zhì)指標(biāo)、工藝管道及控制流程圖。2、教學(xué)要求：i. 掌握自動(dòng)化控制的基本組成及方塊圖。ii. 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程和品質(zhì)指標(biāo)。iii. 理解化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容。iv. 理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類。V. 了解工藝管道及控制流程圖。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：自動(dòng)調(diào)右系統(tǒng)的組成，自動(dòng)涮肖系統(tǒng)方塊圖及其分類，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及品質(zhì)指標(biāo)。難點(diǎn)：自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，方塊圖的表示法和過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)。（三）第二章過(guò)程特性及其數(shù)學(xué)模型1、主要內(nèi)容：化工過(guò)程的特點(diǎn)及其描述方法、化工數(shù)學(xué)模型的建立、描述對(duì)象特性的參數(shù)。2、教學(xué)要求：i. 掌握化工數(shù)學(xué)模型的建立方法。ii

4、. 掌握描述對(duì)象特性的參數(shù)含義、意義及獲取方法。iii. 理解化工過(guò)程的特點(diǎn)及英描述方法。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：化工對(duì)象的特點(diǎn)及其描述方法，描述對(duì)象特性的參數(shù)，對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)取。難點(diǎn)：模型的建立及求解。（四）第三章檢測(cè)儀表與傳感器1、主要內(nèi)容：測(cè)疑過(guò)程與測(cè)量誤差、工業(yè)儀表的分類、儀表性能指標(biāo)、各類壓力、流量、物位、溫度等檢測(cè)儀表、現(xiàn)代化 檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展。2、教學(xué)要求：i. 掌握儀表性能指標(biāo)。ii. 掌握各種壓力檢測(cè)儀表的性能和原理。iii. 掌握各種流量檢測(cè)儀表的性能和原理。iv. 掌握各種物位檢測(cè)儀表的性能和原理。v. 掌握各種溫度檢測(cè)儀表的性能和原理vi. 理解測(cè)量過(guò)程與測(cè)疑誤差

5、。vii. 理解工業(yè)儀表的分類。viii. 了解現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：儀表性能指標(biāo)、各類參數(shù)儀表的性能和原理。難點(diǎn)：壓力儀表、溫度儀表的性能和原理。（五）第四章自動(dòng)控制儀表1、主要內(nèi)容：基本控制規(guī)律及英對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響、模擬式控制器、數(shù)字式控制器、可編程序控制器。2、教學(xué)要求:i. 掌握雙位控制、比例控制、積分控制及微分控制的基本規(guī)律對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響。ii. 了解模擬式控制器。iii. 了解數(shù)字式控制器。iv. 了解可編程序控制器。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：控制器的基本規(guī)律難點(diǎn)：比例控制、積分控制、微分控制對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響及其實(shí)驗(yàn)求解。（六）第五章執(zhí)行器1、主要內(nèi)

6、容：氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器、電-氣轉(zhuǎn)換器及泄位器、數(shù)字閥與智能控制閥。2、教學(xué)要求:i. 掌握氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類。ii. 掌握控制閥的流量特性。iii. 理解控制閥的選擇、安裝及維護(hù)。iv. 了解電-氣轉(zhuǎn)換器及閥門泄位器。v. 了解數(shù)字閥與智能控制閥。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類、控制閥的流量特性。難點(diǎn)：控制閥的理想流量特性及工作流量特性。（七）第六章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)1、主要內(nèi)容：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)訃、控制器參數(shù)的工程整左。2、教學(xué)要求：i. 掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。ii. 掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。iii. 掌握各變疑、控制規(guī)律等的選擇。iv. 掌

7、握測(cè)量元件特性的影響。v. 掌握控制器參數(shù)的工程整左。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)汁、控制器參數(shù)的工程整左。難點(diǎn)：被控變疑、操縱變量的選擇、控制器控制規(guī)律的選擇。（八）第七章復(fù)雜控制系統(tǒng)1、主要內(nèi)容：串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、選擇性控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)、多沖量控 制系統(tǒng)。2、教學(xué)要求：i. 掌握串級(jí)、均勻、比值、前饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用。ii. 理解選擇性、分程、多沖量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：各種復(fù)雜控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用。難點(diǎn)：串級(jí)、均勻、比值、前饋控制系統(tǒng)。（九）第十章典型化工單元的控制方案。1、主要內(nèi)容：典型化工單元的控制方案、

8、傳熱設(shè)備的自動(dòng)控制、鍋爐設(shè)備的自動(dòng)控制、精餾塔的自動(dòng)控制。2、教學(xué)要求：i. 理解兩側(cè)均無(wú)相變、載熱體進(jìn)行冷凝、冷卻劑進(jìn)行汽化三種不同換熱器的自動(dòng)控制方案。ii. 理解鍋爐系統(tǒng)的單沖量、雙沖呈:、三沖量等幾種不同的液位控制系統(tǒng)。iii. 理解精餾塔的提憾段溫控、精餾段溫控、雙溫差控制等幾種不同控制方案。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：幾種典型的化工單元的自動(dòng)控制方案。難點(diǎn)：精懈塔的幾種不同自動(dòng)控制方案。3. 課程與英他課程的關(guān)系：課程內(nèi)容以大學(xué)物理、電工學(xué)的相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，與化工原理緊密聯(lián)系。學(xué)生在掌握了一定工藝類知識(shí)后再進(jìn)行儀表和過(guò)程控制系統(tǒng)方面的學(xué)習(xí)。二、課程目標(biāo)通過(guò)對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基本

9、的自動(dòng)控制方面的知識(shí)：通過(guò)對(duì)常見熱工參數(shù)的測(cè)量原理、常規(guī)儀表 的基本功能、自動(dòng)控制系統(tǒng)基于微分方程的基本分析方法等有一個(gè)基本性的及系統(tǒng)性的了解，從而便于在生產(chǎn)實(shí)踐中 能根據(jù)生產(chǎn)工藝及自動(dòng)控制兩個(gè)方而的要求，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)汁提供合理的、準(zhǔn)確的工藝條件及數(shù)據(jù)：能在生產(chǎn) 開停車過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)和分析出現(xiàn)的一些問(wèn)題和現(xiàn)象，以便提出正確的解決方法；能在處理各類技術(shù)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)用一些 控制論、系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)來(lái)分析思考，尋求考慮整體條件、考慮事物間相互關(guān)聯(lián)的綜合解決方法。三、學(xué)習(xí)要求要完成所有的課程任務(wù)，學(xué)生必須：（1）按時(shí)上課，上課認(rèn)真聽講，積極參與課堂討論、隨堂練習(xí)和測(cè)試。本課程將包含隨堂練習(xí)、討論

10、等課堂活 動(dòng)，課堂表現(xiàn)和出勒率是成績(jī)考核的組成部分。（2）按時(shí)完成常規(guī)練習(xí)作業(yè)。這些作業(yè)要求學(xué)生按書而形式提交，只有按時(shí)提交作業(yè)，才能掌握課程所要求的 內(nèi)容。延期提交作業(yè)需要提前得到任課教師的許可。（3）完成教師布置的一泄疑的諸如總結(jié)、綜述類作業(yè)。這些作業(yè)能加深對(duì)課程內(nèi)容的理解、促進(jìn)同學(xué)間的相互-1 -學(xué)習(xí).并能引導(dǎo)對(duì)某些問(wèn)題和理論的更深入探討。四、教學(xué)進(jìn)度序號(hào)專題主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容或課外竦習(xí)等1緒論緒論1自動(dòng)化的目的、發(fā)展歷史、及本課程的性 質(zhì)、目的等。2第一章自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本概念2化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容、自動(dòng)控制系統(tǒng)的 基本組成及方塊圖、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類、自 動(dòng)控制系

11、統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程和品質(zhì)指標(biāo)、工藝管道 及控制流程圖。3第二章過(guò)程特性及苴數(shù)學(xué)模型3化工過(guò)程的特點(diǎn)及其描述方法、化工數(shù)學(xué)模型的建立、描述對(duì)象特性的參數(shù)4第三章檢測(cè)儀表與傳感器10測(cè)疑過(guò)程與測(cè)疑誤差、工業(yè)儀表的分類、 儀表性能指標(biāo)、各類壓力、流量、物位、溫度 等檢測(cè)儀表、現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā) 展。5第四章自動(dòng)控制儀表2基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響、 模擬式控制器、數(shù)字式控制器、可編程序控制 器。6第五章執(zhí)行器2氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器、電-氣轉(zhuǎn)換器 及定位器、數(shù)字閥與智能控制閥。7第六章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)4簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制器參數(shù)的工程整泄。8第七章復(fù)雜控制系統(tǒng)4

12、串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、比值控制系 統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、選擇性控制系統(tǒng)、分程控 制系統(tǒng)、多沖疑控制系統(tǒng)。9第十章2典型化工單元的控制方案、傳熱設(shè)備的自動(dòng) 控制、鍋爐設(shè)備的自動(dòng)控制、精憾塔的自動(dòng)控 制。10習(xí)題課習(xí)題課2習(xí)題課五、參考教材與主要參考書1. 厲玉鳴主編，化工儀表及自動(dòng)化（第四版），化學(xué)工業(yè)岀版社，2009年2. 厲玉鳴主編，化工儀表及自動(dòng)化例題習(xí)題集（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社，2010年3. 俞金壽主編，過(guò)程自動(dòng)化及儀表（第一版），化學(xué)工業(yè)出版社，2003年4. 楊麗明主編，化工自動(dòng)化及儀表（第一版），化學(xué)工業(yè)出版社，2004年六、成績(jī)?cè)u(píng)定（-）考核方式 _: A.閉卷考試B.開

13、卷考試C.論文D.考查E.英他（二）成績(jī)綜合評(píng)分體系：成績(jī)綜合評(píng)分體系比例1.課下作業(yè)152.上課表現(xiàn)153.期末考試成績(jī)70總計(jì)100附：作業(yè)和平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1）作業(yè)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分1嚴(yán)格按照作業(yè)要求并及時(shí)完成，基本概念清晰，解決問(wèn)題的方案正確、合理，能提出不同90-100 分2基本按照作業(yè)要求并及時(shí)完成，基本概念基本淸晰，解決問(wèn)題的方案基本正確、基本合理。70-80 分3.不能按照作業(yè)要求，未及時(shí)完成，基本概念不淸晰，解決問(wèn)題的方案基本不正確、基本不40-60 分4不能按照作業(yè)要求，未及時(shí)完成，基本概念不清晰，不能制上正確和合理解決問(wèn)題的方案。0-30 分2）課堂討論及平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課堂討論、平常表現(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分1.資料的查閱、知識(shí)熟練運(yùn)用，積極參與討論、能闡明自己的觀點(diǎn)和想法，能與其他同學(xué)合90-100 分2.基本做到資料的査閱、知識(shí)的運(yùn)用，能參與討論、能闡明自己的觀點(diǎn)和想法，能與其他