過程控制教學大綱

過程控制系統(tǒng)及應用課程教學大綱（合用于招收高中、三校畢業(yè)生三年制生產過程自動化技術專業(yè)）

一、課程性質與任務(一)課程性質本課程是生產過程自動化專業(yè)的重要專業(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重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)的措施，掌握控制系統(tǒng)的類型、特點，重視培養(yǎng)學生理論聯(lián)絡實際、分析問題、處理問題的能力，為未來從事過程控制技術工作，打下必要的基礎。二、課程目的和規(guī)定(一)課程目的本課程教學重要目的是使學生獲得必要的化工過程控制知識，重視培養(yǎng)學生理論聯(lián)絡實際、分析問題、處理問題的能力，為未來從事過程控制技術工作，打下必要的基礎。（二）課程規(guī)定1、

牢固掌握自動控制系統(tǒng)的構成，及其系統(tǒng)的控制質量指標。2、

列寫簡樸控制系統(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)控制質量的影響；牢固掌握被控對象參數(shù)對控制系統(tǒng)質量的影響。4、

掌握簡樸控制系統(tǒng)的分析、設計、應用及系統(tǒng)投運和控制器參數(shù)整定措施。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)的構成、特點及應用；理解先進控制技術。三、講講課題（實訓項目）及課時分派表序號講講課題（實訓項目）課時分派講課實訓或試驗習題課單項時數(shù)合計123456概述控制系統(tǒng)的數(shù)學模型控制系統(tǒng)時域分析法簡樸控制系統(tǒng)復雜控制系統(tǒng)經典設備的控制44106148

2486

2222

481616228合計4620874機動2

24總計48201078四、講授內容及規(guī)定課題一

概述1、生產過程自動化的發(fā)展和趨勢2、控制系統(tǒng)的構成3、控制系統(tǒng)的重要類型教學目的及規(guī)定（1）掌握自動化的定義，理解生產過程自動化的特點，系統(tǒng)分析法，自動化的發(fā)展。（2）掌握自動控制系統(tǒng)的構成、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)的質量指標。（3）熟悉控制系統(tǒng)的分類措施，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)分析的內容。課題二

控制系統(tǒng)的數(shù)學模型1、被控對象的微分方程模型2、控制系統(tǒng)中其他環(huán)節(jié)的數(shù)學模型3、傳遞函數(shù)與方塊圖教學目的及規(guī)定（1）理解被控對象的數(shù)學模型的推導措施，基本掌握一階液位的對象推導，掌握對象參數(shù)的含義。（2）理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)的時域分析措施1、控制系統(tǒng)的過渡過程分析措施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)控制質量的影響4、測量滯后對控制質量的影響教學目的及規(guī)定（1）理解控制系統(tǒng)的過渡過程分析措施，掌握二階系統(tǒng)的原則數(shù)學模型及階躍響應、系統(tǒng)質量指標與衰減系數(shù)的關系。（2）掌握控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)措施及應用（3）掌握基本控制規(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)質量指標的影響。（4）熟悉測量滯后的產生及對系統(tǒng)控制過程的影響，克服測量滯后的措施。課題四

簡樸控制系統(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、簡樸控制系統(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規(guī)定（1）掌握被控變量與操縱變量的選擇原則，并能靈活應用。（2）可以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措施，熟悉控制閥流量特性的選擇及閥門定位器的使用。（4）牢固掌握控制器的規(guī)律及特點，在實際系統(tǒng)應怎樣選擇，自動控制系統(tǒng)中控制器正、反作用的判斷措施。（5）理解系統(tǒng)間關聯(lián)及減少關聯(lián)途徑（6）掌握簡樸控制系統(tǒng)的投運措施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)構造，特點，設計，應用，系統(tǒng)的投運措施及控制器參數(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，控制方案的實行，實行中的幾種問題，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，前饋控制的應用場所。5、*選擇控制系統(tǒng)的類型，應用，積分飽和防止措施。6、*預估賠償控制系統(tǒng)7、*其他復雜控制系統(tǒng)教學目的及規(guī)定（1）掌握串級控制系統(tǒng)的構造，特點，設計，應用，熟悉串級系統(tǒng)的投運措施及控制器參數(shù)整定。（2）掌握系統(tǒng)的特點及使用場所，基本掌握控制方案，理解控制器參數(shù)的整定措施。（3）基本掌握系統(tǒng)控制方案和比值系數(shù)的計算，理解控制方案的實行、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，前饋控制的應用場所。（5）理解分程控制系統(tǒng)的作用、類型、應用、設計中的有關問題。課題六經典設備的控制1、流體輸送設備的控制2、熱互換器的控制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規(guī)定（1）熟悉離心式泵和容積式泵的工作原理，工作特性，基本控制方案；離心式壓縮機的防喘振控制方案。（2）理解熱互換器的類型，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，控制規(guī)定，基本控制方案。（5）理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）理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，教學效果很好。3．本了課程規(guī)定學生有一定的工程數(shù)學知識。六、大綱闡明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過程自動化專業(yè)的學生。2．課堂教學內容可根據(jù)學生的詳細狀況對*部分進行選擇。3．本課程是理論性和實踐性都很強的學科，課堂教學重視學生能力的培養(yǎng)。4．課時分派表是一種經典的方案，教學過程中在保證到達教學的基本規(guī)定前提下，可以作合適的調整。七、參照教材和文獻（一）參照教材：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）參照書或參照文獻：1．王驥程主編,