化工電氣儀表編寫大綱

1、化工電氣儀表編寫大綱一、 說明1課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程是利用電氣控制學(xué)科、自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論和技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工 程學(xué)科的，是三年制中職中專以及技工學(xué)?；すに噷I(yè)的一門主要課程。本課程主要內(nèi)容包括：直流電路、電和磁的關(guān)系、交流電路、工業(yè)電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、電氣照明、變壓 器、電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電氣測(cè)量指示儀表、化工企業(yè)供電、電氣安全、化工自動(dòng)化基本知識(shí)、化工生產(chǎn) 過程參數(shù)檢測(cè)及儀表、對(duì)象特性、控制規(guī)律和調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)報(bào)警與連鎖保護(hù)系統(tǒng)等。2課程的任務(wù)和要求本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生對(duì)化工電氣及相應(yīng)的儀表有一個(gè)全面的了解

2、，掌握一般的電工電子知識(shí)及 典型的過程檢測(cè)和控制儀表工作原理和工作性能，能根據(jù)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)和控制要求，選用適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化 儀表和計(jì)算機(jī)組成實(shí)用型過程控制系統(tǒng)；了解主要工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量及物位）的測(cè)量方法及其 儀表的工作原理及特點(diǎn)；能根據(jù)工藝要求，正確地選用和使用常見的測(cè)量?jī)x表及控制儀表；了解化工電氣 及儀表的初步知識(shí)，理解基本控制規(guī)律，能為自控設(shè)計(jì)提供正確的工藝條件和數(shù)據(jù)。本課程的要求是：（1）掌握一般的電工電子知識(shí)和自動(dòng)化儀表的基本知識(shí)；（2）根據(jù)所要解決問題的性質(zhì)，正確選用和使用常見的儀表；（3 ）熟悉各類檢測(cè)器、控制器、執(zhí)行器；（4 ）了解化工企業(yè)的供電特點(diǎn)和化工自動(dòng)化的基本知識(shí)

3、，能根據(jù)需要設(shè)計(jì)出合理的工藝條件；（5）了解各類控制系統(tǒng)的基本原理，熟悉DCS 控制系統(tǒng)的基本操作；（6 ）注重理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。本課程共安排 144 學(xué)時(shí)，其中講授 126 學(xué)時(shí)，實(shí)踐 18 學(xué)時(shí)。二、 教材主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配表早節(jié)內(nèi)容總課時(shí)課時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)第一章直流電路12102第節(jié)電路及基本物理量2第二節(jié)歐姆定律和基爾霍夫定律4第三節(jié)電阻的串聯(lián)并聯(lián)和混聯(lián)2第四節(jié)電功和電功率2第二章磁與電磁862第節(jié)電流的磁場(chǎng)1第二節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用2第三節(jié)磁化與磁性材料1第四節(jié)電磁感應(yīng)定律2早節(jié)內(nèi)容總課時(shí)課時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)第三章正弦交流電路1082第一節(jié)正弦交流電的基本概念2第二節(jié)單相交流電路4第三節(jié)

4、三相交流電路的基本概念2第四章工業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)14104第一節(jié)常用半導(dǎo)體器件4第二節(jié)直流穩(wěn)壓電源2第三節(jié)常用集成電路4第五章變壓器與電動(dòng)機(jī)1082第一節(jié)變壓器2第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)2第三節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)2第四節(jié)直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介2第八章輸配電、照明電路及安全用電862第一節(jié)發(fā)電、輸電和配電概況1第二節(jié)常用照明電路2第三節(jié)安全用電常識(shí)2第四節(jié)低壓防雷裝置1第七章化工自動(dòng)化基本知識(shí)88第一節(jié)化工自動(dòng)化概述2第二節(jié)過程控制系統(tǒng)概述2第三節(jié)過程控制系統(tǒng)的過渡過程4第八章過程檢測(cè)與控制儀表26242第一節(jié)概述2第二節(jié)過程檢測(cè)儀表12第三節(jié)過程控制儀表10第九章過程控制系統(tǒng)16142第一節(jié)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)4第二節(jié)

5、串級(jí)控制系統(tǒng)2第三節(jié)其他復(fù)雜控制系統(tǒng)6第四節(jié)自動(dòng)聯(lián)鎖與報(bào)警系統(tǒng)2第十章集散控制系統(tǒng)1818第一節(jié)概述4早節(jié)內(nèi)容總課時(shí)課時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)第二節(jié)典型集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成4第三節(jié)集散控制系統(tǒng)的操作和顯示4第四節(jié)DCS 系統(tǒng)畫面的識(shí)讀6第十一章典型化工單兀的控制方案1616第一節(jié)流體輸送設(shè)備的控制4第二節(jié)傳熱設(shè)備的控制6第三節(jié)鍋爐設(shè)備的控制2第四節(jié)精餾塔的控制2第五節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的控制2三、課程要求、內(nèi)容本課程分為化工電氣和化工儀表兩篇，共十一章。第一篇化工電氣第一章 直流電路基本要求：掌握直流電路的基本概念，了解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，及電路電阻、電壓和電功的計(jì)算。 第一節(jié)電路及基本物量一、電路和電路圖二、電

6、路中幾個(gè)物理量1電流2電壓3電動(dòng)勢(shì)4.電位三、電阻和電阻率第二節(jié)歐姆定律和基爾霍夫定律一、部分電路歐姆定律二、全電路歐姆定律三、電路的三種狀態(tài)1通路2開路3斷路四、基爾霍夫第一定律五、基爾霍夫第二定律第三節(jié) 電阻的串聯(lián)并聯(lián)和混聯(lián)一、電阻的串聯(lián)及應(yīng)用二、電阻的并聯(lián)及應(yīng)用三、電阻的混聯(lián)電路及應(yīng)用 第四節(jié) 電功和電功率一、電功和電功率1.電功2.電功率二、焦耳 楞次定律三、負(fù)載的額定值本章小結(jié)習(xí)題一實(shí)驗(yàn)一歐姆定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二基爾霍夫定律的驗(yàn)證第二章 磁與電磁基本要求：了解電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理，熟悉鐵磁材料及其用途，理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律。 第一節(jié) 電流的磁場(chǎng)一、磁的基本知識(shí)1.磁鐵及其性質(zhì)2.磁場(chǎng)與

7、磁力線二、電流的磁場(chǎng) 第二節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)體的作用二、磁感應(yīng)強(qiáng)度三、磁通四、磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用1.線圈平面與磁感應(yīng)線平行2.線圈平面與磁感應(yīng)線垂直 第三節(jié) 磁化與磁性材料一、物質(zhì)的磁化二、磁導(dǎo)率三、鐵磁材料 第四節(jié) 電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象2.產(chǎn)生條件二、電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律2.楞次定律三、自感現(xiàn)象與自感系數(shù)1.自感現(xiàn)象2.自感系數(shù)3.自感電動(dòng)勢(shì)四、互感現(xiàn)象與同名端1.互感現(xiàn)象2.互感系數(shù)3.互感電動(dòng)勢(shì)4.互感線圈的同名端本章小結(jié)習(xí)題二實(shí)驗(yàn)三 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)四 互感及同名端第三章 正弦交流電路基本要求 :熟悉交流電和正弦交流電及基本物理量

8、的表述。掌握正弦交流電的波形圖和幾種簡(jiǎn)單交流電路的特點(diǎn) 及其計(jì)算，三相交流電路的產(chǎn)生和表示法。第一節(jié) 正弦交流電的基本概念一、正弦交流電二、正弦交流電的產(chǎn)生三、表征正弦交流電的物理量1.最大值和有效值2.周期與頻率3.相位與相位差四、正弦交流電的三種表示方法1.解析法2.波形圖3.矢量圖表示法第二節(jié) 單相交流電路一、純電阻電路1.電流與電壓的相位關(guān)系2.電流與電壓的數(shù)量關(guān)系3.功率二、電感與純電感電路1.電流與電壓的相位關(guān)系2.電流與電壓的頻率關(guān)系3.電流與電壓的數(shù)量關(guān)系4.功率三、電容與純電容電路1.電流與電壓的相位關(guān)系2.電流與電壓的頻率關(guān)系3.電流與電壓的數(shù)量關(guān)系4.功率四、電阻與電感的

9、串聯(lián)關(guān)系1.電流與電壓的相位關(guān)系2.電流與電壓的頻率關(guān)系3.電流與電壓的數(shù)量關(guān)系4.功率和功率因數(shù)第三節(jié) 三相交流電路的基本概念一、三相交流電二、三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三、三相四線制四、三相負(fù)載的連接方式1.三相負(fù)載的星形連接2.三相負(fù)載的三角形連接3.三相負(fù)載的功率 本章小結(jié) 習(xí)題三 實(shí)驗(yàn)五 常用電工表的使用及相關(guān)參數(shù)、元件的測(cè)量 第四章 工業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ) 基本要求 : 正確認(rèn)識(shí)二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、線性集成電路和集成數(shù)字電路等工業(yè)電子學(xué)知識(shí)。掌握工業(yè)基 本電氣設(shè)備的工作原理及應(yīng)用，學(xué)會(huì)閱讀電路圖。第一節(jié) 常用半導(dǎo)體器件一、晶體二極管1.PN 結(jié)及其特性2.晶體二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型3.晶體

10、二極管的伏安特性曲線4.晶體二極管的主要參數(shù)二、晶體三極管1.晶體三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型2.晶體三極管的電流放大作用3.晶體三極管的輸入、輸出特性曲線4.晶體三極管的主要參數(shù)三、場(chǎng)效應(yīng)管1.場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型2.場(chǎng)效應(yīng)管的電流放大作用3.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)四、晶閘管1.晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)2.晶閘管的工作原理3.晶閘管的主要參數(shù)第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電源一、整流電路1.單相半波整流電路2.單相橋式整流電路3.單相橋式可控整流電路二、濾波電路1.電容濾波電路2.其他類型的濾波電路三、穩(wěn)壓電路1.硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.簡(jiǎn)單串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路第三節(jié) 常用集成電路一、集成電路概述二、集成穩(wěn)壓器1.三

11、端固定式集成穩(wěn)壓器2.集成穩(wěn)壓器的使用三、集成功率放大器四、集成運(yùn)算放大器1.集成運(yùn)放的理想特性2.集成運(yùn)放的應(yīng)用五、數(shù)字集成電路1.數(shù)字電路概述2.集成觸發(fā)器3.計(jì)數(shù)器和寄存器六、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù) / 模轉(zhuǎn)換1.模/數(shù)轉(zhuǎn)換器2.數(shù)/模轉(zhuǎn)換器本章小結(jié)習(xí)題四實(shí)驗(yàn)六 常用半導(dǎo)體器件的簡(jiǎn)單測(cè)試實(shí)驗(yàn)七 簡(jiǎn)單并聯(lián)穩(wěn)壓電源第五章 變壓器與電動(dòng)機(jī)基本要求 : 掌握變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理及應(yīng)用；掌握三相交流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理，并加以 應(yīng)用。第一節(jié) 變壓器一、變壓器的結(jié)構(gòu)與分類1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)2.變壓器的分類二、變壓器的工作原理三、變壓器的功率和效率四、變壓器的銘牌第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)一、

12、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)與調(diào)速四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 第三節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、單相電容式異步電動(dòng)機(jī) 第四節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介一、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理三、直流電動(dòng)機(jī)的分類本章小結(jié)習(xí)題五實(shí)驗(yàn)八 常用低壓電器的認(rèn)識(shí)第六章 輸配電、照明電路及安全用電基本要求 :掌握發(fā)電和輸電的特點(diǎn)，掌握化工企業(yè)供電的特點(diǎn)；對(duì)電氣設(shè)備有了較為全面的認(rèn)識(shí)，具備一些用電 常識(shí)，掌握基本的線路知識(shí)和配電系統(tǒng)的接地制式，加強(qiáng)靜電防護(hù)措施。第一節(jié) 發(fā)電、輸電和配電概況一、電力系統(tǒng)二、廠礦企業(yè)的配電第二節(jié) 常用照明電路一、照明的

13、概念二、白熾燈照明電路三、日光燈照明電路1.日光燈的組成2.日光燈工作原理四、其他電光源1.碘鎢燈2.高壓汞燈3.高壓鈉燈第三節(jié) 安全用電常識(shí)一、常見的觸電方式1.單相觸電2.兩相觸電3.跨步電壓電擊、電流對(duì)人體的傷害1.通過人體的電流值2.人體的電阻值3.電流通過人體時(shí)間的長(zhǎng)短4.電流流過人體的途徑5.電流的頻率6.觸電電壓三、常用的安全用電措施1.安全電壓2.保護(hù)用具3.保護(hù)接地和保護(hù)接零4.靜電的危害與防護(hù)5.注意事項(xiàng)四、觸電急救1.自救2.互救3.醫(yī)務(wù)搶救五、節(jié)約用電第四節(jié) 低壓防雷裝置一、雷電的形成與危害二、避雷針及結(jié)構(gòu)三、避雷器四、防雷保護(hù)措施和防雷設(shè)備安裝本章小結(jié)習(xí)題六實(shí)驗(yàn)九 日

14、光燈電路及功率因數(shù)的提高第二篇 化工儀表第七章 化工自動(dòng)化基本知識(shí)基本要求：對(duì)化工自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識(shí)有所了解，熟悉化工生產(chǎn)過程控制及過程控制系統(tǒng)的組成、過渡 過程等基本知識(shí)。第一節(jié) 化工自動(dòng)化概述一、化工生產(chǎn)和化工過程自動(dòng)控制二、化工儀表簡(jiǎn)介和三、化工過程自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介四、化工過程控制的現(xiàn)狀及發(fā)展第二節(jié) 過程控制系統(tǒng)概述一、過程控制系統(tǒng)的組成1.人工操作與自動(dòng)控制2.過程控制系統(tǒng)的方框圖二、過程控制系統(tǒng)的分類1. 按劃分過程控制類別的方式2. 按設(shè)定值的形式三、過程控制的要求1. 安全性2. 經(jīng)濟(jì)性3. 穩(wěn)定性第三節(jié) 過程控制系統(tǒng)的過渡過程一、系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和干擾作用1.系統(tǒng)的靜態(tài)2.系統(tǒng)的

15、動(dòng)態(tài)3.干擾作用二、過程控制系統(tǒng)的過渡過程及其基本形式三、過程控制系統(tǒng)過渡過程的品質(zhì)指標(biāo)1.最大偏差2.衰減比3.余差4.過渡時(shí)間5.過渡周期本章小結(jié)習(xí)題七第八章 過程檢測(cè)與控制儀表 基本要求：掌握測(cè)量誤差、精度等級(jí)、變差和靈敏度的基本知識(shí)，熟悉常用測(cè)溫元件、變送器和常用 儀表的種類和原理，了解各種過程分析儀器的工作原理。第一節(jié) 概述一、測(cè)量誤差1.測(cè)量與測(cè)量誤差2.測(cè)量誤差的分類二、儀表的主要性能指標(biāo)1.測(cè)量范圍、上下限及量程2.零點(diǎn)遷移和量程遷移3.精度4.靈敏度和分辨率5.變差三、儀表防爆的基本知識(shí)1. 防爆儀表的分類2. 防爆儀表的分級(jí)與分組3. 儀表的防爆措施第二節(jié) 過程檢測(cè)儀表一、

16、壓力檢測(cè)儀表1. 概述2.壓力檢測(cè)的主要方法及分類3.彈性式壓力儀表4.電氣式壓力儀表5.壓力儀表的選用二、物位檢測(cè)儀表1. 概述 2.物位檢測(cè)的主要方法及分類3.靜壓式液位計(jì)4.浮力式液位計(jì)5.電容式液位計(jì)6.超聲波物位計(jì)7.物位儀表的選用三、流量檢測(cè)儀表1. 概述2.差壓式流量計(jì)3.轉(zhuǎn)子式流量計(jì)4.電磁流量計(jì)5.渦街式流量計(jì)6.容積式流量計(jì)7.質(zhì)量流量計(jì)8.超聲波流量計(jì)四、溫度檢測(cè)儀表1. 概述2.膨脹式溫度計(jì)3.熱電偶溫度計(jì)4.熱電阻溫度計(jì)5.溫度顯示儀表五、自動(dòng)成分分析儀表1. 概述2.熱導(dǎo)式氣體分析儀3.紅外線氣體分析儀4.工業(yè)氣相色譜分析儀5.氧化鋯氧分析儀表6.工業(yè) pH 計(jì) 第

17、三節(jié) 過程控制儀表一、過程控制儀表的信號(hào)制及信號(hào)傳輸方式 1.信號(hào)制2.變送器信號(hào)傳輸方式（包括介紹HART 協(xié)議）3.安全柵二、變送器1.差壓變送器（包括介紹智能變送器）2.溫度變送器（包括介紹智能變送器）三、調(diào)節(jié)器1.控制規(guī)律2.AI 人工智能調(diào)節(jié)器四、執(zhí)行器1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥2.電氣閥門定位器3.電磁閥4.電動(dòng)執(zhí)行器5.手動(dòng)、自動(dòng)操作五、可編程序控制器本章小結(jié)習(xí)題八實(shí)驗(yàn)十 無紙記錄儀的組態(tài)第九章 過程控制系統(tǒng)基本要求：了解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的構(gòu)成和投運(yùn)，了解控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的特性及其對(duì)控制品質(zhì)的影響；了 解常見的復(fù)雜控制系統(tǒng)構(gòu)成和特點(diǎn)。第一節(jié) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)一、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的構(gòu)成1.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的

18、構(gòu)成2.被控參數(shù)的選擇3.操作變量的選擇二、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)特性及其對(duì)控制品質(zhì)的影響 1.被控對(duì)象特性及其對(duì)控制品質(zhì)的影響 2.測(cè)量變送環(huán)節(jié)特性及其對(duì)控制品質(zhì)的影響3.執(zhí)行器的特性及其對(duì)控制品質(zhì)的影響三、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的參數(shù)整定1.控制規(guī)律的選擇2.調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定四、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)第二節(jié) 串級(jí)控制系統(tǒng)一、概述二、串級(jí)控制系統(tǒng)的構(gòu)成三、串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)四、串級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用第三節(jié) 其他復(fù)雜控制系統(tǒng)一、比值控制系統(tǒng)二、前饋控制系統(tǒng)三、均勻控制系統(tǒng)四、超馳控制系統(tǒng)五、分程控制系統(tǒng)第四節(jié) 自動(dòng)聯(lián)鎖與報(bào)警系統(tǒng)本章小結(jié)習(xí)題九實(shí)驗(yàn)十一 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)第十章 集散控制系統(tǒng)基本要求：掌握集散型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、構(gòu)成，了解集散型控制系統(tǒng)的操作和各種畫面。 第一節(jié) 概述一、集散控制系統(tǒng)的基本概念1.集散控制系統(tǒng)的發(fā)展2.集散控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)二、集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)三、集散控制系統(tǒng)的硬件與軟件 第二節(jié) 典型集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成一、TDC 3000 系統(tǒng)二、CENTUM 系統(tǒng)三、CS 3000 系統(tǒng)四、JX300XP 系統(tǒng)第三節(jié) 集散控制系統(tǒng)的操作和顯示一、集散控制系統(tǒng)的操作方式二、顯示畫面第四節(jié) DCS 系統(tǒng)畫面的識(shí)讀一、儀表識(shí)圖的基本知識(shí)二、鍋爐 DCS 畫面的識(shí)讀三、甲醇合成工段 DCS 畫面的識(shí)讀 本章小結(jié)習(xí)題十 第十一章 典型化工單元的控制方案 基