《過程控制工程課程設(shè)計(jì)》課程介紹與教學(xué)大綱

《過程控制工程課程設(shè)計(jì)》課程簡介課程編號(hào)：06024803課程名稱：過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)CourseDesignofProcessControlEngineering學(xué)分：2學(xué)時(shí)：2周（實(shí)驗(yàn)：2周上機(jī)：0課外實(shí)踐：0）適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器建議修讀學(xué)期：7開課單位：電氣與信息工程學(xué)院先修課程：自動(dòng)檢測技術(shù)與儀表、控制儀表及裝置、過程控制工程、集散系統(tǒng)及現(xiàn)場總線考核方式與成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告與答辯（實(shí)驗(yàn)60%設(shè)計(jì)報(bào)告與答辯40%）教材與主要參考書目：控制工程項(xiàng)目指南一過程自動(dòng)化工程孫洪程馬昕謝非編高等教育出版社2011.10《深入淺出過程控制-小鍋帶你學(xué)過控》張昕，張貝克編著高等教育出版社2013.10過程控制工程設(shè)計(jì)（第二版）孫洪程，李大宇編化學(xué)工業(yè)出版社2009.3組態(tài)軟件控制技術(shù)覃貴禮北京理工大學(xué)出版社2009.8內(nèi)容概述：《過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》是測控技術(shù)與儀器專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)必修課程。在完成《過程控制工程》課程學(xué)習(xí)后，以流程工業(yè)工藝過程為對(duì)象，依據(jù)工藝提出的要求，選用合適控制方案、控制算法，儀表與裝置，完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要任務(wù)：要求根據(jù)所提供的工藝對(duì)象，通過分析其對(duì)象動(dòng)態(tài)特性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案,在實(shí)驗(yàn)室SMPT-1000設(shè)備上實(shí)施并投入運(yùn)行。并提交設(shè)計(jì)報(bào)告一份。《過程控制工程課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：06024803課程名稱：過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)CourseDesignofProcessControlEngineering學(xué)分：2學(xué)時(shí)：2周（實(shí)驗(yàn)：2周上機(jī)：0課外實(shí)踐：0）適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器建議修讀學(xué)期：7開課單位：電氣與信息工程學(xué)院測控系先修課程：自動(dòng)檢測技術(shù)與儀表、控制儀表及裝置、過程控制工程、PLC系統(tǒng)及應(yīng)用一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)《過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》是測控技術(shù)與儀器專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)必修課程。在完成《過程控制工程》課程學(xué)習(xí)后，以流程工業(yè)工藝過程為對(duì)象，依據(jù)工藝提出的要求，選用合適控制方案、控制算法，儀表與裝置，完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。要求掌握控制理論及控制工程的基本理論，熟悉自動(dòng)化技術(shù)工具（控制及檢測儀表）的使用方法及型號(hào)、規(guī)格、價(jià)格等信息，工程實(shí)際知識(shí)，如：工程設(shè)計(jì)的程序和方法、儀表安裝方式及常用設(shè)備材料的規(guī)格、型號(hào)等。在經(jīng)過一次控制工程設(shè)汁的全面訓(xùn)練后.將使學(xué)生深深體會(huì)到各專業(yè)課程所學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合和綜合應(yīng)用的重要性。主要任務(wù)：要求根據(jù)所提供的工藝對(duì)象，通過分析其對(duì)象動(dòng)態(tài)特性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案,在實(shí)驗(yàn)室SMPT-1000設(shè)備上實(shí)施并投入運(yùn)行。并提交設(shè)計(jì)報(bào)告一份。具體課程目標(biāo)可以細(xì)化為：1、能夠依據(jù)設(shè)計(jì)題目，通過查閱資料，進(jìn)行系統(tǒng)分析（包括工藝流程分析、控制需求分析、對(duì)象特性分析?、系統(tǒng)安全要求等）及方案設(shè)計(jì)。.能夠依據(jù)控制工程理論、技術(shù)手冊(cè)，開展控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：①基礎(chǔ)控制系統(tǒng)及開車順序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（包括控制回路、控制算法、被控變量、操縱變量、控制規(guī)律、閥門特性、順序邏輯、安全保障等功能設(shè)計(jì)）；②安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（包括聲光報(bào)警、安全聯(lián)鎖、緊急停車、安全儀表等功能設(shè)計(jì)）；③綠色生產(chǎn)、節(jié)能減排降耗方面的考慮；④控制系統(tǒng)管道儀表流程圖（包括基礎(chǔ)控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)等）。.能夠應(yīng)用SiemensPCS7或者GEPAC系統(tǒng)、儀表手冊(cè)等技術(shù)資料，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備選擇、系統(tǒng)連接及軟件設(shè)計(jì)：①系統(tǒng)設(shè)備選擇（包括控制器、測量變送裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，DCS規(guī)模、10模塊配置、儀表盤、控制柜、配電裝置等）；②系統(tǒng)連接（用工程語言描述系統(tǒng)的連接）。.能夠應(yīng)用SMPT-1000或者GE綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)際調(diào)試。

.能夠在團(tuán)隊(duì)中，與同學(xué)合作、分工，共同完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。.能夠按照設(shè)計(jì)說明書規(guī)范，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。7.今后，能應(yīng)用控制工程知識(shí)、理論、技術(shù)等分析解決流程工業(yè)控制問題。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系:畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1-4具有測控技術(shù)與儀器專業(yè)知識(shí)，能夠綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)流程工業(yè)測控技術(shù)與智能儀器儀表領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬和求解。12-3能夠查閱相關(guān)文獻(xiàn)，優(yōu)化模型；并能通過分析、計(jì)算和模擬得出結(jié)論。13-1能夠分析流程工業(yè)系統(tǒng)或工程及相關(guān)智能儀表應(yīng)用的特定需求確定具體的設(shè)計(jì)或研發(fā)目標(biāo)，給出解決方案1、23-2能夠根據(jù)系統(tǒng)或工程目標(biāo)選取適當(dāng)?shù)膬x表設(shè)備與基礎(chǔ)器件并確定設(shè)計(jì)或研發(fā)方案，并能針對(duì)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)給出優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法。33-3能夠在社會(huì)、安全、環(huán)境等現(xiàn)實(shí)因素的約束下對(duì)設(shè)計(jì)或研發(fā)方案的可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)。3、74-3能夠通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)流程工業(yè)測控技術(shù)和智能儀表等復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析和解釋，并得到合理有效的結(jié)論。4、78-2在工程實(shí)踐中，能夠從多元價(jià)值觀角度考慮問題的解決方案、方法，遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范。29-2能夠進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，在相關(guān)設(shè)計(jì)和研發(fā)等團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)相應(yīng)的角色。510-1能夠撰寫測控技術(shù)與儀器專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)等報(bào)告或展示。4、610-2能夠就測控技術(shù)與儀器專業(yè)報(bào)告和文稿進(jìn)行陳述發(fā)言、提問和回答。6二、教學(xué)內(nèi)容、基本要求及學(xué)時(shí)分配課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)(☆)難點(diǎn)(A)學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)備注控制工程設(shè)計(jì)的方法AIT'/組態(tài)軟件A自學(xué)PLC或DCS控制系統(tǒng)A自學(xué)管道儀表流程圖B自學(xué)圖例符號(hào)的統(tǒng)一規(guī)定B自學(xué)（教學(xué)基本要求：A-熟練掌握；B-掌握；C-了解）三、課程設(shè)計(jì)報(bào)告基本要求按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的課題以及給出的設(shè)計(jì)任務(wù)，確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析系統(tǒng)的特點(diǎn)和系統(tǒng)特性，按給定的被控對(duì)象設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)室連接系統(tǒng)部件、構(gòu)造硬件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)主要包括控制器、執(zhí)行器（即電動(dòng)調(diào)節(jié)閥）、檢測裝置（即傳感器）、水泵、以及監(jiān)控計(jì)算機(jī)。跟硬件系統(tǒng)配套的軟件包括組態(tài)軟件和PLC的編程軟件。本課題主要任務(wù)就是完成PLC程序的編寫。根據(jù)所給課題的任務(wù)要求連好被控對(duì)象、控制器、執(zhí)行器、檢測裝置、計(jì)算機(jī)等硬件部分。通過用控制器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聯(lián)機(jī)調(diào)試、執(zhí)行、觀察結(jié)果，達(dá)到預(yù)期應(yīng)用功能和控制目的，完成設(shè)計(jì)任務(wù)書。1、能夠查閱工藝過程相關(guān)資料。2、依據(jù)工藝要求分析、比較、設(shè)計(jì)方案（對(duì)其合理性、工作原理及工作過程做出說明）。3、被控對(duì)象以及儀器儀表的描述、建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。4、控制方案的選擇及其論述，控制系統(tǒng)方框圖及其說明，畫出控制系統(tǒng)連線示意圖及并加以說明。5、PLC控制系統(tǒng)（主要指的是作為控制器的PLC部分）的設(shè)計(jì)包括I/O分析、PLC選型、存儲(chǔ)容量核算、外部電路及接線設(shè)計(jì)、梯形圖與程序設(shè)計(jì)等。用PLC的編程軟件編寫控制器應(yīng)用程序，并調(diào)試。6、整個(gè)控制系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試并記錄測試曲線。7、撰寫規(guī)范化的課程設(shè)計(jì)報(bào)告一份。四、建議實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配在實(shí)驗(yàn)室SMPT-1000實(shí)驗(yàn)設(shè)備上實(shí)施并投入運(yùn)行五、教學(xué)方法與教學(xué)手段分3-4人為小組以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為主，實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)交流為輔六、考核方式與成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告與答辯（實(shí)驗(yàn)60%設(shè)計(jì)報(bào)告與答辯40%）七、教材與主要參考書目控制工程項(xiàng)目指南一過程自動(dòng)化工程孫洪程馬昕謝非編高等教育出版社2011.10《深入淺出過程控制-