化工儀表及其自動化課程整體教學方案計劃設計

1、化工儀表及自動化課程整體教學設計（2012 - 2013 學年 第1學期）、管理信息課程名稱：化工儀表及自動化課程代碼：N201478學分：4學時：48課程類型：核心課程授課對象：3111 3112 3113先修課程：后修課程：化工生產(chǎn)仿真訓練、頂崗實習、化工主控操作等課程組成員簽名：陳亞東、李勇、何明紅2013 年 9 月 02 日專業(yè)（教研室）意見同意專業(yè)主任（簽字）:2013年 月 日分院職教能力培訓與測評評委會意見分院評委（簽字）：分院蓋章2013年 月曰二、課程設計2.1課程目標2.1.1職業(yè)能力目標1能掌握化工儀表在煉油、化工生產(chǎn)中的重要地位。2能根據(jù)化工工藝條件進行常規(guī)儀表的選型

2、。3能順利進行化工儀表的使用與調(diào)校。4能根據(jù)工藝條件進行常規(guī)儀表的安裝。5能根據(jù)工藝參數(shù)、工藝條件進行簡單控制系統(tǒng)的設計、控制規(guī)律的選擇及參數(shù)的整定6能根據(jù)儀表的表象進行故障的分析、判斷并排故。2.1.2知識目標1熟悉儀表在現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要地位。2了解化工儀表的檢測原理、組成結(jié)構(gòu)、適用范圍、安裝注意事項與原理3掌握化工自動控制系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)4掌握自動化基本控制規(guī)律對過渡過程的影響并掌握簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組部 成及設計要素。5掌握執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)分類、適用范圍及安裝維護注意事項。2.1.3素質(zhì)目標1樹立安全生產(chǎn)意識，建立正確防火、防爆、防毒。2明確本崗位與其它工序操作人員及現(xiàn)場操作人員的關系，解決生

3、產(chǎn)中的問 題。3能深入思考可能出現(xiàn)的問題，正確應對并迅速作出反應，如不能解決及時匯 報或報修。2. 2課程教學活動設計2. 2. 1課程內(nèi)容設計序號模塊（或項目）名稱學時1化工儀表及自動化在化工生產(chǎn)中的重要性與主要內(nèi)容22化工檢測儀表的基本知識、性能指標23壓力檢測及儀表64流量檢測及儀表85物位檢測及儀表46溫度檢測及儀表57顯示儀表28化工自動化基礎69數(shù)學建模概念110執(zhí)行器單兀611控制儀表6合計482. 2. 2能力訓練項目設計編號能力訓練項目名稱學時能力目標主要支撐知識訓練方式地點結(jié)果（可展示）1-1化工儀表及自動化緒論2了解化工儀 表及自動化 過程控制在 化工生產(chǎn)的 重要地位及

4、發(fā)展史1、了解化工儀表 及自動化過程控 制在化工生產(chǎn)的 重要地位2、了解自動化過 程的發(fā)展史討論、敘述21011-2測量誤差 與化工儀 表的檢測 特性2掌握儀表的 檢測性能指 標，掌握國家 的統(tǒng)一規(guī)定 的精度等級， 并能根據(jù)測 量誤差確定 儀表的精度 等級，判斷儀 表的合格是 否，同時通過 工藝的要求 確定所需的 儀表精度等 級，會檢定壓 力表1、掌握儀表的檢 測性能特性。2、掌握儀表引用 誤差、談判的計 算，從而確定儀 表的精度等級。討論、敘述，作業(yè)2101作業(yè)1-3壓力檢測及儀表6會根據(jù)測量判斷被檢儀1、強調(diào)工程上的 壓力概念及有關討論、敘述，動畫，2101作業(yè)表是否合格。 能根據(jù)工藝 需

5、求及提供 的附表正確 選用不同型 號及相應精 度等級的壓 力計。能根據(jù) 被測工藝介 質(zhì)的不同確 定大致取壓 口。會正確鋪 設導壓管、正 確安裝壓力 計及隔離罐。術語。2、掌握各種壓力 計的測壓原理， 重點是彈簧力壓 力計與電容式壓 力變送器。3、掌握壓力計的 選用原則、壓力 計安裝注意事 項。4、了解彈簧管壓 力表的一些型號 代表的意思，包 括軸向、徑向、 浸油、表面直徑、 有邊、無邊等等。5、了解彈簧管壓 力表的檢定步驟 及注意事項。作業(yè)1-4流量檢測及儀表8對流量計有 感性及理性 的認識。能根 據(jù)被測工藝 介質(zhì)不同確 定大致設計 取壓口，會正 確鋪設導壓 管、及設計安 裝其中的各 種附件。

6、會根 據(jù)示值誤差 判斷故障原1、了解流量的基 本概念及分類。2、掌握差壓式流 計的測量原理、 標準節(jié)流裝置的 類型及取壓方 法、標準節(jié)流裝 置的優(yōu)缺點及應 用場合。3、掌握引起差壓 流量計的測量誤討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)因。）能正確 確啟用、停用 差壓變送器。 會對轉(zhuǎn)子流 量計進行示 值修正。（6） 能根據(jù)不同 的流體狀態(tài) 選用合適的 流量計。差的幾點原因，4、明確流量計正 確安裝及正確使 用方法。5、掌握橢圓齒輪 流量計的工作原 理及使用特點。6、了解其它流量計的測量原理及 使用特點。1-5物位檢測及儀表4對液位計有 感性及理性 的認識。會根 據(jù)工藝條件 計算測量范 圍，并根據(jù)測 量范圍

7、選擇 量程范圍。會 根據(jù)安裝特 點計算零點 遷移，并能通 過零點遷移 提高儀表的 靈敏度及精 確度。1、物位的基本概 念及分類。2、掌握差壓式液 位變送器的測量 原理。及由于工 藝需要及安裝引 起零點遷移問題 及調(diào)整方法。3、了解變浮力式 與恒浮力式液位 計的測量原理及 應用場合。4、掌握電容式物 位計的測量原 理、及相應的液 位與料位的測量 方法及影響此類 儀表靈敏度的因 素及應用特點。5、其它液位計、討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)液位控制開關的 測量原理及經(jīng)典 線路。1-6溫度檢測及儀表5會根據(jù)被測 介質(zhì)及被測 溫度選用合 適的溫度計。會根據(jù)學到 的理論知識 正確選用熱 電偶補償導 線、正確

8、接入 熱電偶補償 導線及第三 導體。會正確 修正由于熱 電偶熱電偶 冷端溫度而 引起的測量 誤差。會準確 安裝測溫元 件及變送器。并會根據(jù)故 障表象判斷 故障原因。1、常用溫度計的 種類及特點。2、掌握雙金屬溫 度計的工作原理 及在化工生產(chǎn)中 的應用范圍。3、掌握熱電偶溫 度計的測量原 理、常用熱電偶 的種類、結(jié)構(gòu)及 使用范圍。掌握 執(zhí)電偶補償導線 的選用原則及正 確安裝方法。掌 握關于熱電偶冷 端溫度被償?shù)膸?種方法。4、掌握熱電阻的 測量原理、及與 熱電偶的最大區(qū) 另掌握工業(yè)中 常用熱電阻的種 類及應用場合，特 別提出熱電阻的引線方法及如此 引線的原因。討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)5、了解

9、熱電偶、熱電阻溫度變送器的電路構(gòu)成。6、掌握測溫元件 的正確安裝方法 及具體布線要 求。1-7顯示儀表2會根據(jù)測溫 一次元件的 型號選用顯 示儀表。會根 據(jù)故障現(xiàn)象 判斷顯示器 可能存在的 故障原因。了 解各橋臂電 阻的作用。1、了解動圈式儀 表2、掌握自動電子電位差計的工作 原理了解典型 XW系列電位差 計測量橋路的原 理圖，。3、掌握自動平衡 電橋的工作原理 及典型線路。4、掌握電子平衡 電橋與自動電子 電位差計的比 較。5、了解數(shù)顯儀表及無紙記錄儀的 結(jié)構(gòu)與特點。討論、敘述、作業(yè)2101作業(yè)1-8化工自動化基礎6根據(jù)簡單工 藝流程圖繪 制控制系統(tǒng) 方框圖。根據(jù) 工藝流程圖 明確被控對 象

10、、操縱變 量、控制變量1、掌握化工自動 化主要內(nèi)容。2、掌握自動控制 系統(tǒng)的基本組討論、敘 述、仿真演 示2101、 4408作業(yè)及干攏因素。 能根據(jù)過渡 過程曲線，圖 判斷控制系 統(tǒng)的優(yōu)劣。會 計算取大偏 差、衰減比、 余差及過渡 時間，并明確 衰減比的范 圍。成、方塊圖表示 方法。及各個環(huán) 節(jié)在整個控制系 統(tǒng)的作用。3、熟悉控制系統(tǒng) 的分類。4、掌握自動控制 系統(tǒng)的四個基本 過渡過程及控制 系統(tǒng)的幾個質(zhì)量 指標。1-9過程建模1能描述壓力、溫度、 液位、流量的 特性參數(shù)特 占八、1、研究對象特性 及系統(tǒng)建模的重 要性。2、了解建模的幾 種方法。3、掌握描述對象 特性的參數(shù)。討論、敘述210

11、11-10執(zhí)行器6感性認識各 種閥門。會根 據(jù)工藝條件 正確選用控 制閥特別是 氣開閥、氣關 閥。具備氣動 調(diào)節(jié)閥安裝 及維護的相 關知識。具備 電-氣閥門定 位調(diào)整的相 關知識。1、掌握執(zhí)行器在 整個控制系統(tǒng)中 的作用。2、掌握氣動執(zhí)行 器的組成、結(jié)構(gòu) 與分類。重點是 執(zhí)行機構(gòu)、控制 機構(gòu)的正作用、 反作用及適用場 合。3、掌握控制閥的討論、敘述、仿真演示2101四個基本流量特 性，成因原因及 適用的工藝場 合，了解在實際 生產(chǎn)中發(fā)生的畸 變及使用原則。4、掌握控制閥的 選用原則特別是 氣開、氣關的選 用。5、掌握氣動執(zhí)行 器的安裝和維護 注意事項。6、了解電動執(zhí)行 器的組成及工業(yè) 生產(chǎn)中使

12、用的優(yōu) 缺點。7、了解電氣轉(zhuǎn) 換器、閥門定位 器的工作原理及 其在執(zhí)行器動作 中的重要作用。1-10自動控制儀表6畫出各控制 規(guī)律作用下， 在階躍干擾 下的控制器 開環(huán)特性圖。 根據(jù)過渡過 程的曲線圖 指出引成此 曲線圖的原 因比如：比例 度設置過大、1、掌握控制器在整個控制系統(tǒng)中的作用。2、掌握基本控制 及其中系統(tǒng)過渡 過程的影響，重 點是 P、PI、PID討論、敘 述、仿真演 示及操作2101、 4408仿真操作積分時間過 小、微分時間 太長等。會通 過p、1參數(shù) 的調(diào)整得到 理想的控制 曲線，從而加 深對控制規(guī) 律的進一步 了解?？刂啤Ｃ鞔_放大 倍數(shù)、比例度、 積分時間、微分 時間所代表

13、的具 體意乂及在控制 中各自的優(yōu)缺點 及使用場合。3、引入控制器的 正、反作用，無 干擾切換等概念2. 2. 3教學進度表序號周次學時單元標題主要教學內(nèi)容教學組織形式作業(yè)形式113緒論儀表特性參數(shù)化工自動化的重要性及主要內(nèi)容儀表的性能指標講解、描述、討論查閱資料223儀表特性參數(shù) 壓力檢測及儀表儀表的性能指標工程壓力概念及各彈簧管壓力表的檢測原理講解、描述書面習題333壓力檢測及儀表彈簧管式壓力表的選型原則 電容式壓力表的檢測原理及選型 導壓管及附件安裝要求與原因講解、描述、討論書面習題查閱資料443壓力檢測及儀表流量檢測及儀表其他壓力表的檢測原理 流量的概念、流量計的分類講解、描述、討論書面

14、習題553流量檢測及儀表差壓流量計的原理及相關標準節(jié)流裝置、差壓流量計的安裝要求講解、描述查閱資料663流量檢測及儀表其它流量計的檢測原理及應用場合講解、描述、討論書面習題773物位檢測及儀表物位的概念及各物位計的分類； 差壓式物位計的工作原理及零點 遷移的計算及應用。講解、描述、討論書面習題883物位檢測及儀表溫度檢測及儀表其他物位檢測儀表的檢測原理及 適用場合溫度檢測的重要性及檢測方法及 儀表分類、簡單溫度計的介紹熱電偶溫度計的工作原理、種類 應用場合講解、描述、討論書面習題查閱資料993溫度檢測及儀表幾個熱電偶定律及有關溫度補償 方法；正確查讀分度表熱電阻工作原理種類應用場合及 具體接線

15、方法對測量誤差的影 響。測溫元件的安裝事項及原因講解、描述、查表書面習題10103顯示儀表自動電子電位差計、自動平衡電 橋的工作原理、新型顯示儀表及 其它顯示儀表的基本知識自動控講解、描述、討論查閱資料自動控制基礎制系統(tǒng)的內(nèi)容、組成11113自動控制基礎自動控制系統(tǒng)方框圖；自動控制 系統(tǒng)的分類；自動控制系統(tǒng)的過 渡過程的靜態(tài)與動態(tài)；自動控制 系統(tǒng)的過渡過程講解、描述書面習題查閱資料12123自動控制基礎過程建模自動控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)好壞的主要因素研究對象特性及系統(tǒng)建模的重要 性及方法。描述對象特性的幾個 重要性講解、描述、仿真演示書面作業(yè)13133執(zhí)行器各種閥門的認識、氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類

16、、控制閥的流量特性講解、描述、演示書面作業(yè)查閱資料14143執(zhí)行器控制閥的選擇、安裝和維護；電 動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與應用；電氣閥 門定位器的結(jié)構(gòu)與作用講解、描述、討論書面作業(yè)查閱資料15153自動控制儀表概述、基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng) 過渡過程的影響，雙位控制、比 例控制、積分控制講解、描述、演示書面作業(yè)查閱資料16163自動控制儀表基本控制規(guī)律對過渡過程的影 響，仿真操作；模擬控制器、數(shù) 字控制器講解、操練、討論操作、實驗三、教學材料教材：化工儀表及自動化厲玉鳴 化學工業(yè)出版社參考資料：集散控制系統(tǒng)的應用?；哿?化學工業(yè)出版社化工仿真操作實訓陳群化學工業(yè)出版社儀器設備：在教學過程中，應用多媒體、投影儀等教學資源輔助教學及仿真軟件四、教學組織形式1 在教學過程中的第一學期教學內(nèi)容主要以理論知識為主，配要仿真操作，從操 作中加強學生對理論知識的理解。為2 在教學過程中，實行理論實踐一體化教學，廣泛應用圖片、動畫等教學資源輔 助教學，提高學生學習興趣，激發(fā)學生的成就動機。3教學過程中采用討論、提問、及小組個人訓練等形式，強化學生思考和分析解 決問題的能力，嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，同時強化安全教育，