《環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化》教學(xué)大綱

《環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03158411課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）先修課程：環(huán)境學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程CAD應(yīng)用技術(shù)、電工與電子學(xué)等后續(xù)課程：污廢水處理設(shè)施運(yùn)營與維護(hù)、畢設(shè)設(shè)計(jì)（論文）等適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化》是環(huán)境工程專業(yè)選修課。該課程以自動(dòng)化過程控制理論為基礎(chǔ)，主要講授環(huán)境工程中遇到的各種檢測(cè)儀表，以及自動(dòng)化控制方法。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生了解環(huán)境工程自動(dòng)化的基本知識(shí)、理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、基本原理及各環(huán)節(jié)的作用；培養(yǎng)學(xué)生能夠初步進(jìn)行環(huán)境工程中用到儀表的選擇、應(yīng)用、維護(hù)，掌握單回路系統(tǒng)控制方法，能在自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)和分析出現(xiàn)的一些問題和現(xiàn)象，以便提出正確的解決辦法，為今后從事環(huán)境工程自動(dòng)控制、儀表維護(hù)，以及進(jìn)一步深造奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和工程技術(shù)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握常用環(huán)境工程過程控制儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其選擇方法及校驗(yàn)方法，掌握常用環(huán)境工程污染物自動(dòng)檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其選擇方法及校驗(yàn)方法，掌握典型環(huán)境工程控制系統(tǒng)工作原理，理解控制系統(tǒng)性能指標(biāo)，了解儀表與控制系統(tǒng)的最新發(fā)展和工程應(yīng)用。課程目標(biāo)2：根據(jù)工藝要求，具備正確地選用和使用常見的測(cè)量儀表和調(diào)節(jié)儀表的能力，具備初步自動(dòng)控制系統(tǒng)需求分析和控制方案設(shè)計(jì)能力。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、善于思考、勇于創(chuàng)新的工作態(tài)度；引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，樹立正確的職業(yè)理想。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)環(huán)境工程畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1能夠針對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問題特別是裝備制造業(yè)環(huán)境污染問題，提出解決問題的技術(shù)方案。課程目標(biāo)1：掌握常用環(huán)境工程過程控制儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其選擇方法及校驗(yàn)方法，掌握常用環(huán)境工程污染物自動(dòng)檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，及其選擇方法及校驗(yàn)方法，掌握典型環(huán)境工程控制系統(tǒng)工作原理，理解控制系統(tǒng)性能指標(biāo)，了解儀表與控制系統(tǒng)的最新發(fā)展和工程應(yīng)用。H4.研究4.2能夠設(shè)計(jì)方案，選用或搭建實(shí)驗(yàn)裝置，采用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，安全地開展實(shí)驗(yàn)，能采集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。課程目標(biāo)2：根據(jù)工藝要求，具備正確地選用和使用常見的測(cè)量儀表和調(diào)節(jié)儀表的能力，具備初步自動(dòng)控制系統(tǒng)需求分析和控制方案設(shè)計(jì)能力。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、善于思考、勇于創(chuàng)新的工作態(tài)度；引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，樹立正確的職業(yè)理想。M5.使用現(xiàn)代工具5.1針對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問題，能開發(fā)、選擇和使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)。5.2能開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問題進(jìn)行預(yù)測(cè)、模擬，并理解其局限性。課程目標(biāo)2：根據(jù)工藝要求，具備正確地選用和使用常見的測(cè)量儀表和調(diào)節(jié)儀表的能力，具備初步自動(dòng)控制系統(tǒng)需求分析和控制方案設(shè)計(jì)能力。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、善于思考、勇于創(chuàng)新的工作態(tài)度；引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，樹立正確的職業(yè)理想。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配該課程的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)1.2過程特性及其數(shù)學(xué)模型教學(xué)要求：了解自動(dòng)控制的主要內(nèi)容、掌握自動(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)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)、工藝管道及控制流程圖，了解化工過程的特點(diǎn)及其描述方法，掌握對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立、描述對(duì)象特性的參數(shù)。重點(diǎn)：控制系統(tǒng)分類及其性能指標(biāo)。難點(diǎn)：控制系統(tǒng)分類及其性能指標(biāo)。21、22.壓力檢測(cè)儀表與傳感器2.1彈簧管壓力表的認(rèn)識(shí)與校驗(yàn)2.2壓力表的安裝2.3智能差壓變送器的安裝與組態(tài)教學(xué)要求：了解測(cè)量誤差及處理方法，熟悉檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)，掌握壓力的定義，表壓、絕對(duì)壓力及真空度之間的關(guān)系，掌握常用壓力表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，掌握壓力表的選擇方法及校驗(yàn)方法，了解智能型儀表的發(fā)展概況。重點(diǎn)：掌握常用壓力表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，掌握壓力表的選擇方法。難點(diǎn)：常用壓力表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理。21、23.物位檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)、安裝與維護(hù)3.1差壓式液位計(jì)的安裝與維護(hù)3.2浮力式液位計(jì)的安裝與維護(hù)教學(xué)要求：了解物位的定義及測(cè)量目的，掌握常見物位檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，熟悉常見位檢測(cè)儀表的安裝要求，了解物位檢測(cè)儀表的發(fā)展概況。重點(diǎn)：常見物位檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及其安裝要求。難點(diǎn)：物位檢測(cè)儀表的工作原理。41、24.流量檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)、安裝與維護(hù)4.1差壓式流量計(jì)的安裝與維護(hù)4.2電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試教學(xué)要求：了解流量的定義及常見單位，掌握常見流量儀表的結(jié)構(gòu)組成與工作原理小掌握流量儀表選擇方法及標(biāo)定方法、掌握常見流量檢測(cè)儀表的安裝要求，了解流量儀表的發(fā)展概況。重點(diǎn)：常見流量儀表的結(jié)構(gòu)組成與工作原理，選擇方法及標(biāo)定方法，安裝要求難點(diǎn)：常見流量儀表工作原理及標(biāo)定方法41、35.溫度檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)、安裝與維護(hù)5.1熱電偶的認(rèn)識(shí)與安裝5.2一體化溫度變送器的認(rèn)識(shí)與校驗(yàn)5.3常用溫度顯示儀表的認(rèn)識(shí)與使用教學(xué)要求：掌握溫度測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握常用溫度儀表的結(jié)構(gòu)組成與工作原理，掌握溫度儀表的選擇方法及校驗(yàn)方法，了解新型顯示儀表的發(fā)展概況。重點(diǎn)：常用溫度儀表的結(jié)構(gòu)組成與工作原理，選擇方法及校驗(yàn)方法。難點(diǎn)：常用溫度儀表的工作原理。21、36.污染物成分自動(dòng)分析儀表的認(rèn)識(shí)6.1工業(yè)pH計(jì)、DO儀的認(rèn)識(shí)與調(diào)校6.2其他成分分析儀表教學(xué)要求：掌握常用污染物成分自動(dòng)分析儀表的選擇方法、使用及校驗(yàn)方法重點(diǎn)：常用污染物成分自動(dòng)分析儀表的選擇方法、使用及校驗(yàn)方法。難點(diǎn)：常用污染物成分自動(dòng)分析儀表的校驗(yàn)方法。82、37.控制儀表的認(rèn)識(shí)與使用7.1PID調(diào)節(jié)器的分析與使用7.2C3000數(shù)字式控制器的認(rèn)識(shí)與使用教學(xué)要求：掌握控制規(guī)律的定義、類型及特點(diǎn)，掌握常用控制儀表結(jié)構(gòu)組成與工作原理，掌握控制儀表的選擇方法、使用及校驗(yàn)方法。重點(diǎn)：常用控制儀表結(jié)構(gòu)組成與工作原理，選擇方法、使用及校驗(yàn)方法。難點(diǎn)：常用控制儀表的工作原理。51、28.環(huán)境工程自動(dòng)控制系統(tǒng)8.1環(huán)境工程自動(dòng)化的概念8.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及方塊圖8.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類8.4自動(dòng)化控制系統(tǒng)案例教學(xué)要求：掌握自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，控制系統(tǒng)的需求分析、方案設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：控制系統(tǒng)的需求分析、方案設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：控制系統(tǒng)的需求分析、方案設(shè)計(jì)。51、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程是一門以實(shí)踐運(yùn)用為目的的專業(yè)選修課程，課堂教學(xué)以講授為主、答疑解惑為輔，使用多媒體、板書，作業(yè)等方式共同實(shí)施。課堂一般按照回顧上次課主要內(nèi)容、回答作業(yè)中存在的問題，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理等模塊進(jìn)行，保證學(xué)生對(duì)已講過內(nèi)容的理解和掌握。由于學(xué)時(shí)大幅縮短，本課程可采用課下自學(xué)、輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)通預(yù)習(xí)答疑等靈活的教學(xué)模式，保證支撐畢業(yè)要求的所有指標(biāo)點(diǎn)有著落，從而培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決工程智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)問題的能力。六、課程資源1.教材：（1）崔福義.《給排水工程儀表與控制》[M].中國建筑工業(yè)出版社，2020.72.參考書：（1）李留格.《環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化》[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2013.3（2）邵裕森.《過程控制工程》[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2016.12（3）厲玉鳴.《化工儀表及自動(dòng)化（第四版）》[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3.期刊：（1）陳金雷.淺析工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2022,42(21):183-185.（2）張家良.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下課程目標(biāo)達(dá)成情況評(píng)價(jià)——以“自動(dòng)化儀表與過程控制系統(tǒng)”課程為例[J].西部素質(zhì)教育,2022,8(16):138-141.（3）徐生盼,穆飛虎,王飛等.化工儀表與自動(dòng)化課程教學(xué)改革與探討[J].廣州化工,2022,50(03):164-165.（4）\t"/webvpn/LjE1NS4yMTcuMTY0LjE2OS4yMTY=/LjE1OC4yMTEuMTYzLjEwMy4yMDAuMjEyLjE2NC4xNjIuMTQ2LjIxMS4xNTQuMTcy/kcms2/article/_blank"DavidCuriel,\t"/webvpn/LjE1NS4yMTcuMTY0LjE2OS4yMTY=/LjE1OC4yMTEuMTYzLjEwMy4yMDAuMjEyLjE2NC4xNjIuMTQ2LjIxMS4xNTQuMTcy/kcms2/article/_blank"FernandoVeiga,\t"/webvpn/LjE1NS4yMTcuMTY0LjE2OS4yMTY=/LjE1OC4yMTEuMTYzLjEwMy4yMDAuMjEyLjE2NC4xNjIuMTQ2LjIxMS4xNTQuMTcy/kcms2/article/_blank"AlfredoSuarez,\t"/webvpn/LjE1NS4yMTcuMTY0LjE2OS4yMTY=/LjE1OC4yMTEuMTYzLjEwMy4yMDAuMjEyLjE2NC4xNjIuMTQ2LjIxMS4xNTQuMTcy/kcms2/article/_blank"PedroVillanueva.AdvancesinRoboticWeldingforMetallicMaterials:ApplicationofInspection,Modeling,MonitoringandAutomationTechniques[J].2023,13(03).4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）胡連華等.過程控制工程[EB/OL].北京：中國大學(xué)慕課，2021./course/SUST-1462055168?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg.（2）張悅等.自動(dòng)化專業(yè)概論[EB/OL].北京：中國大學(xué)慕課，2021./course/NCEPUB-1001635002?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題和討論問題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?44階段測(cè)驗(yàn)12（1）主要考核學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次階段測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以階段測(cè)試成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?45作業(yè)16（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?37期末考核60（1）大作業(yè)100分，以大作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。（2）主要考核土壤的基本特性及形成過程，土壤污染、土壤環(huán)境容量、土壤背景值等基本概念，土壤污染物基本特性，土壤污染狀況調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及修復(fù)方案，各種土壤污染修復(fù)技術(shù)原理、工藝、適用條件及影響因素，土壤污染修復(fù)效果評(píng)估等內(nèi)容?！獭獭?31720合計(jì)：100分362836八、考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、期末大作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己顺煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），考核方式、試題類型可根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握；課堂表現(xiàn)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%），過程性考核和大作業(yè)分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)30積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動(dòng)。階段測(cè)驗(yàn)30階段測(cè)試中的概念、思