《化工儀表及自動化》課程標準

1、課程標準化工儀表及自動化（化工機械與設備專業(yè)）負責人：李燕霞參與者：王小平、康文芬 2014年11月化工儀表及自動化課程標準【總學時】80【總學分】4【開設學期及周學時分配】第四學期，每周4學時【適用專業(yè)】化工機械與設備【教材】化工儀表及自動化（第三版），樂建波主編一、課程性質和任務 1、課程性質本課程是我?；C械與設備專業(yè)的核心課程與訓練項目之一，是具體體現(xiàn)和實現(xiàn)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標的重要課程之一?；x表與自動化是以石油、化工、冶金、輕工等行業(yè)的自動化為背景，將化工原理、生產工藝與設備、儀表及自動化技術相結合的一門綜合性的技術學科。它應用自動控制學科、儀器儀表學科及計算機學科的理論與技術服

2、務于化學工程學科。通過本課程的學習，使化工工藝技術人員在了解和熟悉生產工藝的同時，具備相應的自動控制的知識。本課程強調工程觀點，提倡理論與實際的結合，著重對學生設計能力的訓練及提高學生分析問題與解決問題的能力。 2、課程任務本課程介紹常用化工儀表的基本常識、自動控制的基本規(guī)律和控制方法。主要內容有：儀表的種類、控制方法、自控方案的制定等。通過本課程的學習，使學生能夠了解化工自動化的基礎知識，初步掌握它們在化工中的基本應用，培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力，拓寬知識面，使學生掌握化工儀表及自動化的相關知識，具備化工生產過程中化工儀表及自動化設備管理和維護保養(yǎng)的初步能力，進一步提升學生的職業(yè)崗位綜合

3、能力和職業(yè)素養(yǎng)。二、課程設計本課程采用了綜合化、模塊化的設計方法，每個模塊均采用了理論實踐一體化的思路，力求體現(xiàn)“做中學”、“學中做”的教學理念；本課程內容的選擇上降低理論重心，突出實際應用，注重培養(yǎng)學生的應用能力和解決問題的實際工作能力；本課程的內容組織形式上強調學生的主體性，在每個模塊實施時，先提出學習目標，再進行任務分析，使學生在開始就知道學習的任務和要求，引起學生的注意，利于學生在任務驅動下，自主學習、自我實踐。以化工生產過程為主，選擇典型的儀表配置和控制方案。通過學習該課程，了解化工生產過程常用的儀表的種類、結構和性能，掌握儀表流程圖的繪制和儀表的配置，能為相關的行業(yè)進行生產過程的自

4、動化控制構思和開發(fā)自動調節(jié)的方案。三、課程目標以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，確定課程的教學目標，強調理論和實際相結合，提高分析和解決工程實際問題的能力。注重對學生理論知識、職業(yè)技能、職業(yè)素質的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生具有運用基礎理論來分析和解決化工生產中各種化工儀表及自動化設備故障及操作的能力。學習科學探究方法，發(fā)展自主學習能力，養(yǎng)成良好的思維習慣和職業(yè)規(guī)范，培養(yǎng)既懂化工機械與設備專業(yè)的理論知識,又具備操作技能的骨干技術人員。 1、理論知識目標（1）了解化工自動化的主要內容。（2）牚握自動調節(jié)系統(tǒng)的組成及自動調節(jié)系統(tǒng)方塊圖及其分類。（3）掌握自動調節(jié)系統(tǒng)的過渡過程及品質指標。（4）掌握測量各種參數(shù)儀表的性能和原

5、理,如:壓力測量及變送，流量的測量及變送，液位的測量及變送，溫度檢測儀表及選用。（5）了解自動電子電位差計和自動電子平衡電橋的作用原理。（6）理解自動控制儀表基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響。（7）掌握氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器、電-氣轉換器及電-氣閥門定位器的作用方式及其流量特性。（8）掌握簡單控制系統(tǒng)的設計原則及調節(jié)規(guī)律的選擇原則和參數(shù)的整定方法。（9）理解并掌握各種復雜控制系統(tǒng)的特點及應用,如:串級控制系統(tǒng)，比值控制系統(tǒng)，分程控制系統(tǒng)，選擇控制系統(tǒng)，前饋控制系統(tǒng)。（10）掌握典型化工操作的控制方案,如流體輸送設備的控制方案，傳熱設備的控制方案，鍋爐設備的控制方案，化學反應器設備的控制方案

6、，精餾塔設備的控制方案。2、職業(yè)技能目標（1）掌握常用工業(yè)過程控制系統(tǒng)的組成原理與性能特點，熟悉其適用場合。理解被控參數(shù)、調節(jié)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，掌握被控參數(shù)與調節(jié)參數(shù)的合理確定方法。 （2）掌握常用過程檢測儀表的結構與測量原理；理解各種PID控制規(guī)律對系統(tǒng)的作用，并掌握其使用方法。（3）掌握各種化工測量儀表的原理、結構、功能、進而會選用儀表。 （4）掌握自動控制系統(tǒng)的基本知識，包括系統(tǒng)的組成、控制規(guī)律、對象特性、簡單控制系統(tǒng)及復雜控制系統(tǒng)。能讀懂簡單自控方案圖紙。（5）掌握實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的控制儀表及裝置的原理、結構、功能及如何選用。（6）了解自控技術的新發(fā)展及新型的檢測和控制裝置。3、職

7、業(yè)素質目標學生通過該課程的學習，對自動化系統(tǒng)及儀表在生產過程中的應用有正確的認識，為今后從事工藝生產操作，提高生產操作水平打下一定的基礎。 當學生畢業(yè)后成為化工工藝專業(yè)技術操作人員時，能在生產控制、管理和調度中正確地選用和使用常見的測量儀表和控制裝置，面對大量先進的自動化生產成套設備及裝置，能在生產開、停車過程中了解自控系統(tǒng)的投運方法和參數(shù)整定，并對生產過程自動化及儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展有所認識，以促進生產操作水平的提高。并了解化工廠常用的儀器的特性及使用性能，了解化工生產過程中各工段常用的自動化儀表的應用及控制方案，分析說明其生產過程中各種變量的檢測和控制的依據(jù)，熟練掌握儀表代號，會看儀表圖紙。四

8、、課程內容根據(jù)化工機械與設備專業(yè)的培養(yǎng)目標對課程教學內容進行解構和重構，各部分知識內容要求及能力內容要求如下表所示。項目學習任務知識目標能力目標 理論 論 學時 時實訓學時總學時項目一緒論化工自動化的發(fā)展狀況、意義及目的了解化工自動化的發(fā)展狀況、意義及目的掌握化工儀表及自動化系統(tǒng)的分類11項目二化工測量儀表任務一測量儀表的基礎知識了解測量過程與測量誤差，儀表的性能指標及分類掌握測量誤差55任務二壓力測量了解壓力測量及變送掌握壓力檢測儀表的性能和工作原理44任務三流量測量了解流量的測量及變送掌握流量檢測儀表的性能和工作原理55任務四物位測量了解物位的測量及變送掌握差壓式液位變送器的性能和工作原理

9、44任務五溫度測量了解溫度檢測儀表及選用掌握熱電偶溫度計的性能和工作原理55任務六顯示儀表了解自動電子電位差計的作用原理及自動電子平衡橋的作用原理及數(shù)字式顯示儀表的特點及分類掌握自動電子電位差計的測量橋路及數(shù)字式顯示儀表的基本組成22項目三自動成分分析儀任務一熱導式氣體分析器了解熱導式氣體分析器的測量原理掌握熱導式H2分析器的結構22任務二氧化鋯分析儀了解氧化鋯分析儀的作用原理掌握氧化鋯分析儀的結構組成11任務三原子吸收分光光度計原子吸收分光光度法的概念、原子吸收光譜分析法的優(yōu)點掌握原子吸收分光光度計的結構及原理22任務四傅里葉變換紅外光譜儀了解傅里葉變換紅外光譜儀的結構及工作原理了解傅里葉變

10、換紅外光譜儀的結構及工作原理11任務五氣相色譜分析儀了解氣相色譜分析儀的優(yōu)點并掌握氣相色譜分析中的一些基本知識掌握氣相色譜分析儀的組成及工藝流程22任務六工業(yè)PH值酸度計掌握PH計的測量原理掌握電極的結構11任務七微量水分析儀掌握濕度的定義及表示方法微量水分析儀的組成及使用11任務八有害氣體報警器了解有害氣體報警器分類及常用的檢測器有害氣體報警器的結構及其選用11項目四自動控制儀表任務一模擬式控制器了解基型控制器的基本構成原理及部件掌握DDZ型電動控制器11任務二基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響了解基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響掌握雙位控制、比例控制、積分控制、微分控制55任務三單元

11、組合儀表了解單元組合儀表與自動控制系統(tǒng)掌握DDZ-型儀表的分類、特點及命名22項目五執(zhí)行器任務一氣動薄膜調節(jié)閥了解氣動執(zhí)行器的結構與分類及作用方式掌握氣動執(zhí)行器的結構及工作原理224任務二閥門定位器了解電氣轉化換器及電氣閥門定位器的結構了解電氣轉化換器及電氣閥門定位器的作用方式及其流量特性112項目六化工自動化基礎任務一化工自動化的主要內容了解化工自動化的主要內容掌握化工自動化的主要內容11任務二自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖及其分類熟悉自動控制系統(tǒng)的組成，自動調節(jié)系統(tǒng)方塊圖及其分類掌握自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖的表示法11任務三自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質指標了解自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質指標

12、掌握自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質指標224任務四簡單控制系統(tǒng)的結構與組成了解簡單控制系統(tǒng)的結構與組成掌握簡單控制系統(tǒng)的結構與組成112任務六控制器參數(shù)的工程整定了解調節(jié)系統(tǒng)的投運及操作中常見問題。掌握控制器參數(shù)的工程整定11任務七串級控制系統(tǒng)了解串級控制系統(tǒng)的特點及應用掌握串級控制系統(tǒng)主副控制器正反作用的選擇11任務八均勻控制系統(tǒng)了解均勻控制系統(tǒng)的特點掌握均勻控制系統(tǒng)的特點、控制方案及應用11任務九比值控制系統(tǒng)了解比值控制系統(tǒng)的特點掌握比值控制系統(tǒng)的特點、控制方案及應用11任務十多沖量控制系統(tǒng)多沖量控制系統(tǒng)的特點多沖量控制系統(tǒng)的特點、控制方案及應用11任務十一流體輸送設備的控制方案了解流體輸送

13、設備的控制方案掌握離心泵、離心式壓縮機的防喘控制11任務十二傳熱設備的自動控制了解并掌握傳熱設備的自動控制掌握冷卻劑進行汽化的冷卻器自動控制11任務十三精餾塔的自動控制了解并掌握精餾塔的自動控制掌握精餾塔的溫差控制及雙溫差控制11任務十四化學反應器的自動控制了解并掌握化學反應器的自動控制掌握釜式反應器的溫度自動控制11項目七集散控制系統(tǒng)與智能儀表任務一集散型控制系統(tǒng)的概述了解集散型控制系統(tǒng)的基本概念、特點及發(fā)展概況了解集散型控制系統(tǒng)的基本概念、特點及發(fā)展概況11任務二集散型控制系統(tǒng)的體系結構了解集散型控制系統(tǒng)的體系結構及其各層的功能集散型控制系統(tǒng)的體系結構及其各層的功能22任務三集散型控制系統(tǒng)

14、的構成了解DCS系統(tǒng)的構成和人-機接口的構成DCS系統(tǒng)的構成和人-機接口的構成123任務四集散型控制系統(tǒng)的組態(tài)了解DCS型控制系統(tǒng)組態(tài)的過程掌握組態(tài)的而設置及其運行測試123任務五集散型控制系統(tǒng)的投用操作了解DCS的投用操作流程熟悉DCS的投用操作流程及數(shù)據(jù)記錄112任務六智能儀表了解智能測量控制儀表、智能壓力變送器掌握智能測量控制儀表的組成、智能壓力變送器各部分的作用11合計6911805、 實施建議 1、教學建議 （1）課程組織形式在教學過程中，對于不同的教學內容，按遞進關系和難度級別進行，以確保本課程教學目標的實現(xiàn)。本課程從應用的角度出發(fā)，其過程采取“階段性、梯次遞進”、“由簡到難”的原

15、則，以項目為向導，以典型工作任務為主，設立課程教學項目，通過教師指導學生展開自主學習完成工作任務或項目，實現(xiàn)對工作過程的認識和對完成工作任務的體驗，從而形成職業(yè)崗位能力。（2）教學方法化工儀表及自動化課程的學習，以教師講授為主，采用多媒休教學，教學中靈活運用啟發(fā)式、問題式、討論式教學，增強教學互動，調動學生學習的主動性和積極性，逐步提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力。 2、教材編寫（1）根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的總體設計思想及本課程的教學目標要求選用合適的理論實踐一體化課程教材。（2）根據(jù)中職院校的教學特點及專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程標準開發(fā)校本教材，教材開發(fā)的建議為：組織開發(fā)專業(yè)主干課

16、程系列教材，以更好地實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標；開發(fā)教材的主編和主審，須是直接參與人才培養(yǎng)方案和課程標準制訂的骨干教師；教材結構和內容須符合人才培養(yǎng)方案和課程標準提出的要求，講究“實在”、“實效”，編排時要符合中職教學的特點和要求；選取的項目或課題應將企業(yè)的實際應用和學校的實際有機結合，由淺入深，由簡到繁，循序漸進，符合學生的學習基礎和認知規(guī)律的原則；教材編寫應充分體現(xiàn)理論實踐一體化教學的特點，理論知識和實踐操作有機結合，內容的選擇力求明確，可操作性強，便于貫徹“做中學、學中做”的理念；教材語言平實、圖文并茂，便于學生自主學習。注重新技術、新知識、新方法的介紹，適度關注學生的可持續(xù)發(fā)展，為學有余力的

17、學生留下進一步拓展知識能力的內容和空間。教材：依據(jù)本課程教學標準要求，教材采用化工儀表及自動化 主編：樂建波 化學工業(yè)出版社 2010年1月出版主要參考書：1、化工過程控制工程 王驥程主編 化學工業(yè)出版社2、化工自動化及儀表 楊麗明/張光新編著 化學工業(yè)出版社3、過程自動化及儀表 俞金壽 主編 化學工業(yè)出版社4、過程控制儀表 劉巨良主編 化學工業(yè)出版社5、化工儀表及自動化 厲玉鳴主編 化學工業(yè)出版社6、化工儀表及自動化 鐘漢武主編 化學工業(yè)出版社3、教學評價（1）評教在任課教師中定期展開互評與自評，以聽課、說課、集體備課為途徑，鼓勵創(chuàng)新，注重典型，營造良好的學術教學范圍。定期召開學生評教座談會，了解學生對