《自動化儀表與過程控制》課程教學(xué)大綱

自動化儀表與過程控制AutomaticInstrumentandProcessControl【課程編號】XZ26234【課程類別】專業(yè)限選【學(xué)分?jǐn)?shù)】3【先修課程】自動控制原理、電機(jī)原理【學(xué)時數(shù)】55(理論課37、實(shí)踐課12、研究課6)【適用專業(yè)】自動化一、教學(xué)目的、任務(wù)本課程是一門緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的過程技術(shù)性課程，其內(nèi)容廣泛、有一定的深度和廣度，系統(tǒng)地介紹檢測技術(shù)的基本理論，各類傳感器的基本原理、結(jié)構(gòu)、特性和應(yīng)用，信號調(diào)理技術(shù)，顯示技術(shù)及儀表，各類過程參數(shù)的檢測方法及典型儀表，檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，系統(tǒng)地介紹當(dāng)前在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用比較成成熟的或有一定發(fā)展前景的各類控制方案和控制系統(tǒng)，除理論分析外，還結(jié)合典型的工程實(shí)例，對控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場實(shí)施進(jìn)行深入淺出的探討，包括過程控制裝置、過程建模、單回路控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)、典型單元操作的控制等內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生具有過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、投運(yùn)和參數(shù)整定及分析處理過程控制中各種工程實(shí)際問題的能力。二、課程教學(xué)的基本要求通過上述基本教學(xué)步驟，要求學(xué)生掌握和了解自動化儀表及過程控制裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用要求，掌握過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、參數(shù)整定及系統(tǒng)應(yīng)用問題，使學(xué)生達(dá)到初步具備從事過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的能力。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配（必備項(xiàng)）（一）第一章3學(xué)時（課堂講授學(xué)時+課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時）主要內(nèi)容：自動化儀表的特點(diǎn)；過程控制的特點(diǎn)；自動控制系統(tǒng)的組成；控制系統(tǒng)的幾種分類形式；控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)、儀表的防爆知識。教學(xué)要求：掌握自動化儀表的特點(diǎn)；過程控制的特點(diǎn)；自動控制系統(tǒng)的組成；控制系統(tǒng)的幾種分類形式；控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)、儀表的防爆知識其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：無（二）第二章過程參數(shù)的檢測與變送9學(xué)時（6+3）主要內(nèi)容：參數(shù)檢測與變送概述溫度的檢測與變送壓力的檢測與變送流量的檢測與變送物位的檢測與變送成分的檢測與變送教學(xué)要求：1、掌握參數(shù)檢測與變送基本原理2、掌握溫度的檢測與變送基本理論及方法3、掌握壓力的檢測與變送基本理論及方法4、掌握流量的檢測與變送基本理論及方法5、掌握物位的檢測與變送基本理論及方法6、掌握成分的檢測與變送基本理論及方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：智能儀表認(rèn)識（三）第三章過程控制儀表6學(xué)時（課堂講授學(xué)時+課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時）主要內(nèi)容：1、過程控制儀表概述2、數(shù)字式控制器3、執(zhí)行器4、安全柵教學(xué)要求：1、了解過程控制儀表分類及作用2、掌握數(shù)字式控制器基本結(jié)構(gòu)及工作原理3、掌握執(zhí)行器分類及基本原理4、掌握安全柵分類及實(shí)現(xiàn)方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：（四）第四章被控過程的數(shù)學(xué)模型9學(xué)時（6+3）主要內(nèi)容：1、過程模型基本概念2、解析法建立數(shù)學(xué)模型3、試驗(yàn)法建立數(shù)學(xué)模型教學(xué)要求：1、了解模型的意義及屬性2、掌握解析法建模的基本思路3、掌握試驗(yàn)法建模的基本方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)）：過程控制模型階躍響應(yīng)（五）第五章簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9學(xué)時（6+3）主要內(nèi)容：1、簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、控制方案的確定3、調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)整4、單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例教學(xué)要求：1、了解簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟2、掌握控制方案的確定方法3、掌握常用調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)整理論及基本步驟4、了解單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：單容過程實(shí)驗(yàn)（六）第六章常用高性能過程控制系統(tǒng)9學(xué)時（6+3）主要內(nèi)容：1、串級控制系統(tǒng)2、前饋控制系統(tǒng)3、大滯后過程控制系統(tǒng)教學(xué)要求：1、掌握串級控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟及參數(shù)整定方法2、掌握前饋控制系統(tǒng)作用及引入方法3、了解大滯后過程控制系統(tǒng)一般控制方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)整實(shí)驗(yàn)（七）第七章特殊工藝過程控制7學(xué)時（課堂講授學(xué)時+課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時）主要內(nèi)容：1、比值控制系統(tǒng)2、均勻控制系統(tǒng)3、分程控制系統(tǒng)4、自動選擇性控制系統(tǒng)教學(xué)要求：1、掌握比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)整定方法2、掌握均勻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)整定方法3、了解分程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)整定方法4、了解自動選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)整定方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：（八）第八章復(fù)雜過程控制系統(tǒng)7學(xué)時（課堂講授學(xué)時+課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時）主要內(nèi)容：1、多變量解耦控制系統(tǒng)2、適應(yīng)過程參數(shù)變化的控制系統(tǒng)3、推理控制系統(tǒng)4、預(yù)測控制系統(tǒng)5、模糊控制教學(xué)要求：1、了解多變量解耦控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)理論2、了解適應(yīng)過程參數(shù)變化的控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)理論3、了解推理控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)理論4、了解預(yù)測控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)理論5、了解模糊控制一般設(shè)計(jì)理論其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：（九）第九章基于網(wǎng)絡(luò)的過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)7學(xué)時（課堂講授學(xué)時+課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時）主要內(nèi)容：1、集散控制系統(tǒng)2、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)教學(xué)要求：1、了解集散控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2、了解現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動）：四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法重點(diǎn)、難點(diǎn)：1）各種儀表工作原理；2）調(diào)節(jié)器工作原理；3）單回路、串級、前饋及比值控制基本原理及設(shè)計(jì)分析；4）簡單及高性能過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本課的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，學(xué)生自學(xué)，習(xí)題討論課，實(shí)驗(yàn)，習(xí)題，答疑。五、考核方式及成績評定方式：考試六、教材及參考書目推薦教材：潘永湘.過程控制與自動化儀表（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2013參考書：施仁編，自動化儀表與過程控制（第四版）,北京：電子工業(yè)出版社，2009年

楊三青編,

過程控制，武漢：

華中科技大學(xué)出版社

2008年1月《自動化儀表與過程控制》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱AutomaticInstrumentandProcessControl一、課程基本信息課程代碼：XZ26234周數(shù)/學(xué)時數(shù)：11/55適用專業(yè)：自動化課程類別：限選先修課程：自動控制原理電機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體目的和要求（黑體／小四）1.對學(xué)生的要求:1、掌握基本儀表的常用結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法2、驗(yàn)證簡單回路模型特性3、掌握簡單回路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法4、掌握常規(guī)調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)整方法2.對教師的要求具備過程控制課程儀表及設(shè)計(jì)調(diào)整的理論及實(shí)現(xiàn)的基本技能3.對實(shí)驗(yàn)條件的要求具備能滿足本課程實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容（黑體／小四）此部分要科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一實(shí)驗(yàn)名稱：智能儀表認(rèn)識實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：現(xiàn)場認(rèn)識儀表的結(jié)構(gòu)、功能、人機(jī)界面及接線標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握儀表的結(jié)構(gòu)、功能、人機(jī)界面及接線標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件：備能滿足本課程實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二實(shí)驗(yàn)名稱：過程控制模型階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：建立單容、多容過程的數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證其階躍相應(yīng)曲線實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握單容、多容過程數(shù)學(xué)模型的建立方法，并驗(yàn)證其參數(shù)對階躍相應(yīng)曲線的影響實(shí)驗(yàn)條件：備能滿足本課程實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三實(shí)驗(yàn)名稱：單容過程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：搭建單容、多容實(shí)驗(yàn)回路，并測量其變化過程實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建單容、多容實(shí)驗(yàn)回路，并測量其變化過程實(shí)驗(yàn)條