《化工儀表及自動(dòng)化》(1)課程教學(xué)大綱

《化工儀表及自動(dòng)化》教學(xué)大綱課程名稱：化工儀表及自動(dòng)化課程類別（必修/選修）：選修課程英文名稱：ChemicalInstrumentationandAutomation總學(xué)時(shí)/周學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2/2其中實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0先修課程：大學(xué)物理、電子電工技術(shù)、儀器分析、高等數(shù)學(xué)、有機(jī)化學(xué)后續(xù)課程支撐：化工原理、儀器分析、化工制圖、化學(xué)反應(yīng)工程開課學(xué)院：化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院答疑時(shí)間、地點(diǎn)與方式：1.課堂：每次上課的課前、課間和課后進(jìn)行答疑；2.課外：可直接到12F202辦公室進(jìn)行答疑；3.線上：建立微信課程群，實(shí)施線上答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（）課程論文（）其它（）使用教材：1.《化工儀表及自動(dòng)化》，厲玉鳴主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社（第五版），2011。教學(xué)參考資料：1.《過程自動(dòng)化及儀表》，俞金壽主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002；2.《化工自動(dòng)化及儀表》，楊麗明主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002。課程簡(jiǎn)介：《化工儀表及自動(dòng)化》是化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課和制藥工程專業(yè)的學(xué)科選修課。該課程從自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念入手，系統(tǒng)地講述構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)基本環(huán)節(jié)，包括被控對(duì)象、測(cè)量元件及變送器、顯示儀表、自動(dòng)控制儀表、執(zhí)行器等；以及簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)、新型控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；最后結(jié)合化工生產(chǎn)過程講述幾種典型化工單元操作的控制方案。通過對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基本的自動(dòng)控制方面的知識(shí)；通過對(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)。課程教學(xué)目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐：課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求目標(biāo)1：掌握化工儀表及自動(dòng)化的基本概念、理論和專業(yè)知識(shí)1-3掌握各化工儀表及自動(dòng)化中的基本概念、原理和方法1具備從事化學(xué)化工領(lǐng)域工作所需的自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，能夠用于解決復(fù)雜工程問題目標(biāo)2：掌握主要工藝參數(shù)(溫度、壓力等)的檢測(cè)方法及其儀表的工作原理及特點(diǎn)2-3能夠針對(duì)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)或者過程選擇一種相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)推理，給出結(jié)論2運(yùn)用數(shù)學(xué)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)化、化工基礎(chǔ)科學(xué)理論和工程知識(shí)的能力目標(biāo)3：具備基本自動(dòng)化儀表分析和應(yīng)用能力，為自控設(shè)計(jì)提供正確的工藝條件和數(shù)據(jù)4-1能夠設(shè)計(jì)針對(duì)儀表及自動(dòng)化工程問題的解決方案，并獲得和實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理4提高利用化工儀表及自動(dòng)化的觀點(diǎn)、方法來分析、解決化工生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究中有關(guān)實(shí)際問題的能力目標(biāo)4：激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣，培養(yǎng)化工行業(yè)職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任感7-2能針對(duì)實(shí)際的化工生產(chǎn)，通過自動(dòng)化系統(tǒng)知識(shí)分析項(xiàng)目工藝的科學(xué)性7能夠理解和評(píng)價(jià)化工儀表相關(guān)問題的解決方案理論教學(xué)進(jìn)程表周次教學(xué)主題授課教師學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)內(nèi)容（重點(diǎn)、難點(diǎn)、課程思政融入點(diǎn)）教學(xué)模式（線上/混合式/線下教學(xué)方法作業(yè)安排支撐課程目標(biāo)1化工儀表及自動(dòng)化緒論張存芳2化工生產(chǎn)自動(dòng)化以及自動(dòng)化生產(chǎn)的目的、發(fā)展情況及趨勢(shì)（重點(diǎn)）；自動(dòng)化在化學(xué)工程中的應(yīng)用情況，本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)以及對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求（難點(diǎn)）。課程思政融入點(diǎn)：1）介紹儀表及自動(dòng)化發(fā)展歷史，向?qū)W生傳遞勇攀科學(xué)高峰的社會(huì)主義核心價(jià)值觀線上課堂講授與討論課后作業(yè)：化工生產(chǎn)自動(dòng)化的概念及目的?；ぷ詣?dòng)化發(fā)展趨勢(shì)目標(biāo)一2自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念張存芳2自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)化的主要內(nèi)容（重點(diǎn)）；自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及方框圖表示方法（難點(diǎn)）線上講授與討論課后作業(yè)：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖的表示方法目標(biāo)二3管道及儀表流程圖，自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類張存芳2控制點(diǎn)工藝流程圖圖形符號(hào)表示方法、常規(guī)控制流程圖（重點(diǎn)）；自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類（難點(diǎn)）線上講授與討論課堂討論：正確識(shí)讀常規(guī)控制流程圖目標(biāo)二4自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)張存芳自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)（重點(diǎn)）；影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素（難點(diǎn)）線上講授與討論課后作業(yè)：關(guān)于自動(dòng)控制系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)的計(jì)算目標(biāo)二5過程特性及其數(shù)學(xué)模型張存芳2化工過程的特點(diǎn)及其描述方法；對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立（重點(diǎn)）：機(jī)理建模一階對(duì)象和二階對(duì)象，實(shí)驗(yàn)建模線上講授與討論課堂討論：關(guān)于對(duì)象模型建立的方法目標(biāo)二6描述對(duì)象特性的參數(shù)張存芳2（重點(diǎn)）放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間（難點(diǎn)）線上講授與討論課后作業(yè)：有關(guān)對(duì)象特性參數(shù)的計(jì)算目標(biāo)二7檢測(cè)儀表的概述張存芳2測(cè)量過程與測(cè)量誤差（重點(diǎn)）；儀表的性能指標(biāo)與儀表的分類（難點(diǎn)）線下講授與討論課后作業(yè)：儀表準(zhǔn)確度等級(jí)和靈敏度的計(jì)算目標(biāo)二8壓力檢測(cè)及儀表張存芳測(cè)壓儀表、彈簧式壓力計(jì)（重點(diǎn)）；壓力計(jì)的選用與安裝（難點(diǎn)）線下講授與討論課后作業(yè)：壓力計(jì)選用目標(biāo)二9流量檢測(cè)及儀表張存芳2概述、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（重點(diǎn)）；電磁流量計(jì)、流量計(jì)的選型（難點(diǎn)）線下講授與討論課堂討論：各種流量計(jì)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合目標(biāo)二10物位檢測(cè)及儀表張存芳2物位檢測(cè)儀表的分類、差壓式液位變送器（重點(diǎn)）；物位測(cè)量?jī)x表的選型（難點(diǎn)）線下講授與討論課堂討論：差壓式液位變送器零點(diǎn)遷移問題目標(biāo)二11溫度檢測(cè)及儀表張存芳2熱電偶和熱電阻溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)組成和測(cè)量原理，補(bǔ)償導(dǎo)線的選用與冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎㄖ攸c(diǎn)）；溫度儀表的選用與安裝（難點(diǎn)）線下講授與討論課堂討論：冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒繕?biāo)二12自動(dòng)控制儀表張存芳控制儀表的發(fā)展情況，基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響（重點(diǎn)）；雙位控制、比例控制、積分控制、微分控制的特點(diǎn)及模型（難點(diǎn)）線下講授與討論課后作業(yè)：幾種控制理論的模型的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合目標(biāo)三13執(zhí)行器張存芳2氣動(dòng)執(zhí)行器、電-氣轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)執(zhí)行器（重點(diǎn)）；執(zhí)行器氣開氣閉形式及其選擇、控制閥的流量特性（難點(diǎn)）線下講授與討論課后作業(yè)：執(zhí)行器的正、反作用，控制閥的流量特性目標(biāo)三14簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)張存芳2簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，被控變量的選擇操、縱變量的選擇（重點(diǎn)）測(cè)量元件特性的影響（難點(diǎn)）線下講授與討論課后作業(yè)：被控變量、操縱變量的選擇原則目標(biāo)三15復(fù)雜控制系統(tǒng)張存芳2串級(jí)控制系統(tǒng)組成原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；串級(jí)控制系統(tǒng)主、付控制器控制規(guī)律的選擇（重點(diǎn)）；其他復(fù)雜控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及組成（難點(diǎn)）。線下講授與討論課堂討論：常見復(fù)雜控制系統(tǒng)的基本原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。目標(biāo)三16典型化工單元的控制方案張存芳2流體輸送設(shè)備的自動(dòng)控制（重點(diǎn)）；傳熱設(shè)備的自動(dòng)控制（難點(diǎn)）線下講授與討論課堂討論：離心式壓縮機(jī)防喘振控制的一般方法目標(biāo)四合計(jì)32課程考核課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核內(nèi)容評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例（%）權(quán)重（%）作業(yè)出勤率考試文獻(xiàn)檢索目標(biāo)一1-3自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)化的主要內(nèi)容自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成方框圖表示方法3010015目標(biāo)二2-3自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素放大系數(shù)、時(shí)間常