工业过程控制智能仪表课程单元教学设计.doc

工业过程控制智能仪表课程单元教学设计本次课标题1走进流程工业授课班级电气3121/3122上课时间周一第1/2节 周三第3/4节（以进度最前的电气3121班为例）上课地点5413教学目的本课程主要介绍过程控制系统涉及到的各类仪表的原理与应用，包含补充部分自动控制原理的基础。仪表应用是研究如何获取流程工业生产过程中的信息，自控理论是研究如何对生产过程进行有效控制。在内容的安排上以自动控制系统为主线，按工艺参数的检测方法及其仪表的工作原理及特点，按照控制规律设计控制方案来建立课程的整体结构；以各种控制系统的应用为重点，以工艺参数的检测方法及其仪表的工作原理及特点为依托，以控制系统的建立为目的来安排整个课程内容。教学目标能力（技能）目标知识目标1、能够对过程的自控系统及相应的仪表有一个全面的了解；2、能够根据工业过程被控对象特点，正确选用传感器，执行器，过程控制通道，正确选择控制方案，设计控制规律，初步掌握建立实际工业过程控制系统的方法，初步了解工业过程控制系统的实现和整定方法，提高对工业过程控制系统分析和实践能力；3、能够查阅自动检测与控制资料，跟踪新技术的应用；4、对计算机控制有初步认识。1、 熟悉过程特性分析方法，各种测控仪表的基本工作原理和应用；2、 理解自动控制系统的基本概念，组成、分类、工作原理及性能指标；3、 掌握简单控制系统的设计、投运及参数整定方法；4、 了解计算机控制的基本组成、典型应用方式;了解自动控制系统的典型应用。重点难点及解决方法1、 温度、压力、流量和物位的检测仪表和控制仪表工作原理及性能指标；2、 理解基本控制规律，分析控制参数；3、 根据控制要求选择合适的控制方案；4、 常用检测仪表和控制仪表的应用，包括看懂说明书，正确地完成接线、安装、调试和故障处理；分析典型控制方案的应用。5、 结合图片、模型、实物和动画对比讲授，掌握常规传感器的结构、原理、特性和转换电路；6、 列举典型应用实例进行的分析；7、 通过理论题练习、实验和实训，让学生动手、动脑直至设计简单检测系统；8、 课外辅导、答疑。培养学生学会查阅各种器件手册和相关资料，并熟悉查找器件的各种途径。参考资料1、过程控制仪表及装置丁炜主编，电子工业出版社，20112、过程自动化仪表 孙自强主编，华东理工大学出版社，1993。3 常规工业产品说明书步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍（自动化仪表重要性）课程介绍课程设置培养目标学习内容课程目标考核方法评分标准教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答15分钟告知-1（教学内容、目的）自动控制系统的组成、表示方法、过度过程和系统品质指标能够判断系统品质，能够读懂系统流程图。图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答10分钟知识点引入理解自动调节系统组成实例一 液位调节 人工操作与自动操作比较，总结自动调节系统的组成。实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答15分钟（二）20分钟操练表示方法方块图表示方法流程图表示方法符号意义字母意义教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示20分钟内容深化过度过程过度过程动态特性静态特性实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答（三）15分钟训练项目1：过渡过程四种形式项目2：五种品质指标启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组讨论代表发言20分钟总结品质指标是衡量控制系统的重要标准。教师讲授提问课件5分钟作业后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍（压力检测重要性）压力是日常生活、工业生产非常关键的参数，是工业控制的重要指标。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）压力单位与压力的三种表达方式常用的压力测量方式，重点是电气测量当今常用的智能压力变送器的应用压力计的选择与安装达到能够正确测量压力，使用压力变送器图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入压力测量实例一 各种车辆的轮胎压力，压力锅 合适的压力可以保证正常工作，否则将造成危害。实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练表示方法压力表示绝对、相对、真空压力单位国际单位为帕斯卡单位转换教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示15分钟内容深化压力测量方法 液柱式压力计 活塞式压力计 弹性式压力计 电气式压力计实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答25分钟训练项目1：对所举例子进行压力测量项目2：智能压力变送器与手持编程器项目3： 压力计的选择与安装启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言25分钟总结品质指标是衡量控制系统的重要标准。教师讲授提问课件5分钟作业5分钟步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍（流量检测概念）流量是日常生活、工业生产非常关键的参数，是工业控制的重要指标。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）流量单位与流量的三类测量方式，重点是差压测量当今常用的差压变送器的应用、选择与安装达到能够正确测量流量，使用流量计图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入流量测量实例一 家庭自来水流量检测体积流量、质量流量与瞬时流量、累计流量。实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练流量概念练习差压变送器练习安装方式练习教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示60分钟内容深化转子流量计电磁流量计容积流量计质量流量计实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练项目1：对所举例子进行流量测量项目2：差压变送器的安装项目3：流量计的选择与安装启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结流量测量有三大类，根据不同对象选择合适的方法教师讲授提问课件5分钟作业5分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍（物位检测概念）物位是日常生活、工业生产非常关键的参数，是工业控制的重要指标。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）物位单位与物位的七类测量方式，重点是差压测量当今常用的差压变送器的应用、选择与安装达到能够正确测量物位，使用物位计图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入物位测量实例一 家庭抽水马桶水位检测体积物位、质量物位与瞬时物位、累计物位。实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练物位概念练习差压变送器练习安装方式练习教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示30分钟内容深化电容式物位计核辐射物位计雷达式物位计称重式物位计实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答25分钟训练项目1：对所举例子进行物位测量项目2：差压变送器的安装项目3：物位计的选择与安装启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言10分钟总结物位测量有七大类，根据不同对象选择合适的方法教师讲授提问课件5分钟作业作业 P57-6，8 5分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍（温度检测概念）温度是日常生活、工业生产非常关键的参数，是工业控制的重要指标。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）温度单位与温度的三类测量方式，重点是电偶、电阻测量当今常用温度计的应用、选择与安装达到能够正确测量温度，使用温度计图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入温度测量实例一 体温、水杯、CPU风扇温度检测实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练温度概念练习膨胀式温度计压力式温度计辐射式温度计教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示60分钟内容深化热电偶温度计热电阻温度计电动温度计的二次仪表实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练项目1：对所举例子进行温度测量项目2：温度变送器的应用项目3：温度计的选择与安装启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结温度测量有三大类，根据不同对象选择合适的方法教师讲授提问课件5分钟作业 5分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍模拟仪表是常见的的简单测量仪表，展示动圈仪表和记录仪。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）了解显示仪表种类掌握模拟仪表的测量方法会选用模拟仪表图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入-1温度测量实例一 常见的显示仪表实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练-1动圈显示基本原理温度补偿电压、电流显示教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示20分钟内容深化-1热电偶显示热电偶接线热电阻显示热电阻接线注意事项实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答15分钟训练-1项目1：型号分析项目2：测量信号选择项目3：仪表应用启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言20分钟操练-2电子电位差计热电偶测量电路图电子电桥热电阻测量电路图教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示15分钟内容深化-2以上两种测量比较实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答5分钟总结模拟显示测量有两大类，根据不同对象选择合适的方法教师讲授提问课件5分钟步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍展示数字显示仪表的几种形式和计算机控制系统。展示实际各类仪表选型和使用说明。教师讲授-本门课程的重要性板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）l 了解数字仪表的测量原理l 会选用数字仪表l 会使用数字仪表l 了解计算机测量显示图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入温度测量实例一 光柱显示仪表和数字显示仪表实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练A/D转换电子计数器寄存器非线形补偿标度变换译码器显示器教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示65分钟内容深化无纸无笔记录仪虚拟仪表PLC显示实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练项目1：光柱仪表项目2：显示仪表项目3：无纸无笔记录仪启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结根据不同对象选择合适的显示方法教师讲授提问课件5分钟作业 5分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍展示水位双位控制系统教师讲授板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）1、掌握控制仪表的作用2、掌握双位控制规律，实现双位控制。图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入实例一 抽水马桶水位控制实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练控制仪表的作用给定值测量值基地控制仪表单元控制仪表计算机控制仪表教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示25分钟内容深化双位控制系统双位控制特点双位控制示意双位控制过程实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答15分钟训练项目1：水位控制项目2：温度控制启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言15分钟总结常用简单控制方法教师讲授提问课件5分钟作业 5分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍介绍几种比例控制产品教师讲授板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）1、掌握比例控制规律和比例度2、掌握比例控制过程3、了解比例度对控制过程的影响4、会正确分析控制规律5、会计算比例控制输出图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入实例一 水位控制动画实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练比例控制概念给定值测量值偏差比例度练习教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示65分钟内容深化比例度对过渡过程的影响。过大过小合适实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练放大倍数与比例度1、 比例度大2、 比例度小启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结比例控制的特点教师讲授提问课件5分钟作业 P143-5，85分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍介绍几种积分控制产品教师讲授板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）1、掌握积分控制规律2、掌握积分控制过程3、了解积分度对控制过程的影响4、会正确分析控制规律5、会计算积分控制输出图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入实例一 水位控制动画实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练积分控制概念给定值测量值偏差积分练习教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示65分钟内容深化积分对过渡过程的影响。过大过小合适实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练积分时间启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结积分控制的特点教师讲授提问课件5分钟作业 P143-10，125分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍介绍几种微分控制产品教师讲授板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）1、掌握微分控制规律2、掌握微分控制过程3、了解微分度对控制过程的影响4、会正确分析控制规律5、会计算微分控制输出图片展示讲授（口述）课件展示实物展示课件演示个别回答5分钟知识点引入实例一 水位控制动画实物展示教师演示实物展示课件动画小组讨论代表发言个别回答5分钟操练微分控制概念给定值测量值偏差微分练习教师示范同学练习教师点评实物展示实际操作课件分组练习教师提示65分钟内容深化微分对过渡过程的影响。过大过小合适实物展示教师演示实物展示操作演示课件学生提问教师回答45分钟训练微分时间启发诱导重点讲解个别指导课件板书传感器说明书小组操作代表发言45分钟总结微分控制的特点教师讲授提问课件5分钟作业 P143-15，165分钟后记步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配介绍介绍几种调节器产品教师讲授板书教师提问课件演示个别回答5分钟告知（教学内容、目的）1、掌握模拟调节器2、掌握数字调节器3、了解计