過程控制教學大綱

1、過程控制系統(tǒng)及應用課程教學大綱（適用于招收高中、三校畢業(yè)生三年制生產(chǎn)過程自動化技術專業(yè)） 一、課程性質(zhì)與任務(一)課程性質(zhì)本課程是生產(chǎn)過程自動化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，本課程必須在學完工程數(shù)學、石油化工基礎等基礎課程之后開設。（二）課程任務本課程教學的主要任務是使學生獲得必要的自動控制理論和化工過程控制知識，掌握用時域分析法分析自動控制系統(tǒng)的方法，掌握控制系統(tǒng)的類型、特點，注重培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題的能力，為將來從事過程控制技術工作，打下必要的基礎。二、課程目的和要求(一)課程目的本課程教學主要目的是使學生獲得必要的化工過程控制知識，注重培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問

2、題的能力，為將來從事過程控制技術工作，打下必要的基礎。（二）課程要求1、 牢固掌握自動控制系統(tǒng)的組成，及其系統(tǒng)的控制質(zhì)量指標。2、 列寫簡單控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、微分方程、傳遞函數(shù)。3、 牢固掌握控制系統(tǒng)的控制規(guī)律、控制器參數(shù)對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響；牢固掌握被控對象參數(shù)對控制系統(tǒng)質(zhì)量的影響。4、 掌握簡單控制系統(tǒng)的分析、設計、應用及系統(tǒng)投運和控制器參數(shù)整定方法。5、 掌握串級控制系統(tǒng)的特點、應用和設計。6、 基本掌握比值、均勻、前饋、自動選擇等復雜控制系統(tǒng)的組成、特點及應用；了解先進控制技術。三、講授課題（實訓項目）及學時分配表序號講授課題（實訓項目）學時分配講課實訓或?qū)嶒灹曨}課單項時數(shù)合計123

3、456概述控制系統(tǒng)的數(shù)學模型控制系統(tǒng)時域分析法簡單控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)典型設備的控制4410614824862222481616228合計4620874機動224總計48201078四、講授內(nèi)容及要求課題一 概述1、生產(chǎn)過程自動化的發(fā)展和趨勢2、控制系統(tǒng)的組成3、控制系統(tǒng)的主要類型教學目的及要求（1）掌握自動化的定義，了解生產(chǎn)過程自動化的特點，系統(tǒng)分析法，自動化的發(fā)展。（2）掌握自動控制系統(tǒng)的組成、方塊圖、系統(tǒng)反饋意義，系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)、過渡過程形式、系統(tǒng)的質(zhì)量指標。（3）熟悉控制系統(tǒng)的分類方法，掌握開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)區(qū)別及特點，定值系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)分析的內(nèi)容。課題二 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型1、被控

4、對象的微分方程模型2、控制系統(tǒng)中其它環(huán)節(jié)的數(shù)學模型3、傳遞函數(shù)與方塊圖教學目的及要求（1）了解被控對象的數(shù)學模型的推導方法，基本掌握一階液位的對象推導，掌握對象參數(shù)的含義。（2）了解測量元件及變送器、控制閥的對象特性。（3）掌握傳遞函數(shù)的定義和自動控制系統(tǒng)方塊圖的變換及傳遞函數(shù)課題三 控制系統(tǒng)的時域分析方法1、控制系統(tǒng)的過渡過程分析方法2、控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)3、常規(guī)控制規(guī)律對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響4、測量滯后對控制質(zhì)量的影響教學目的及要求（1）了解控制系統(tǒng)的過渡過程分析方法，掌握二階系統(tǒng)的標準數(shù)學模型及階躍響應、系統(tǒng)質(zhì)量指標與衰減系數(shù)的關系。（2）掌握控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)方法及應用（3）掌握

5、基本控制規(guī)律及常用控制規(guī)律、控制規(guī)律及參數(shù)對系統(tǒng)過渡過程和系統(tǒng)質(zhì)量指標的影響。（4）熟悉測量滯后的產(chǎn)生及對系統(tǒng)控制過程的影響，克服測量滯后的方法。課題四 簡單控制系統(tǒng)1、控制系統(tǒng)被控變量與操縱變量的選擇2、對象特性對控制質(zhì)量的影響3、控制閥的選擇4、常規(guī)控制器的控制規(guī)律及其選擇5、系統(tǒng)間關聯(lián)及減少關聯(lián)途徑6、簡單控制系統(tǒng)的整定及投運7、在線控制系統(tǒng)的故障分析教學目的及要求（1）掌握被控變量與操縱變量的選擇原則，并能靈活應用。（2）能夠應用過程控制原理知識分析對象靜態(tài)特性、對象動態(tài)特性對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響。（3）掌握控制閥選擇從那些方面考慮和控制閥開關形式的選擇方法，熟悉控制閥流量特性的選擇及閥

6、門定位器的使用。（4）牢固掌握控制器的規(guī)律及特點，在實際系統(tǒng)應如何選擇，自動控制系統(tǒng)中控制器正、反作用的判斷方法。（5）了解系統(tǒng)間關聯(lián)及減少關聯(lián)途徑（6）掌握簡單控制系統(tǒng)的投運方法及用衰減法和臨界比例度法整定控制器的參數(shù)。課題五 復雜控制系統(tǒng)1、串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，特點，設計，應用，系統(tǒng)的投運方法及控制器參數(shù)整定。2、均勻控制系統(tǒng)的特點，控制方案，應用與參數(shù)整定。3、比值控制系統(tǒng)的控制方案，控制方案的實施，實施中的幾個問題，系統(tǒng)投運與控制器參數(shù)整定。4、前饋控制系統(tǒng)的基本原理，特點，前饋控制的類型，前饋控制的應用場合。5、*選擇控制系統(tǒng)的類型，應用，積分飽和防止措施。6、*預估補償控制系統(tǒng)7、*

7、其它復雜控制系統(tǒng)教學目的及要求（1）掌握串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，特點，設計，應用，熟悉串級系統(tǒng)的投運方法及控制器參數(shù)整定。（2）掌握系統(tǒng)的特點及使用場合，基本掌握控制方案，了解控制器參數(shù)的整定方法。（3）基本掌握系統(tǒng)控制方案和比值系數(shù)的計算，了解控制方案的實施、系統(tǒng)投運與控制器參數(shù)整定。（4）熟悉前饋控制系統(tǒng)的類型及特點，前饋控制的應用場合。（5）了解分程控制系統(tǒng)的作用、類型、應用、設計中的有關問題。課題六 典型設備的控制1、流體輸送設備的控制2、熱交換器的控制3、加熱爐的控制4、鍋爐設備的控制5、精餾塔的控制6、*化學反應器的控制教學目的及要求（1）熟悉離心式泵和容積式泵的工作原理，工作特性，基

8、本控制方案；離心式壓縮機的防喘振控制方案。（2）了解熱交換器的類型，特性，基本控制方案。（3）熟悉加熱爐的控制方案。（4）熟悉鍋爐設備的特性，控制要求，基本控制方案。（5）了解精餾塔的精餾的基本原理，精餾操作中干擾分析，精餾塔的基本控制方案。（6）了解化學反應器的的類型，反應器的控制方案。五、與其他課程的關系1本課程必須在化工檢測技術及儀表后開設。2本課程在化工基礎后開設，教學效果較好。3本了課程要求學生有一定的工程數(shù)學知識。六、大綱說明1. 本大綱適合高中、三職學校畢業(yè)生三年高職高專的生產(chǎn)過程自動化專業(yè)的學生。2課堂教學內(nèi)容可根據(jù)學生的具體情況對*部分進行選擇。3本課程是理論性和實踐性都很強的學科，課堂教學注重學生能力的培養(yǎng)。4課時分配表是一個典型的方案，教學過程中在保證達到教學的基本要求前提下，可以作適當?shù)恼{(diào)整。七、參考教材和文獻（一）參考教材：1蔣慰孫主編,化工過程控制系統(tǒng)，化學工業(yè)出版社，1990年。（二）參考書或參考文獻：1王驥程主編,化