2015第一学期专业课课程大纲之化工仪表及自动化.doc

化工仪表及自动化Chemical Instruments and Automation【课程编号】BJ27312【课程类别】专业基础【学分数】2【编写日期】2010.5.25【学时数】40【先修课程】大学物理、电工、化工原理【适用专业】化学工程与工艺 一、教学目的、任务化工仪表及自动化是化学工程与工艺专业的专业必修课和制药工程专业的学科选修课。该课程从自动控制系统的基本概念入手，系统地讲述构成自动控制系统的各个基本环节，包括被控对象、测量元件及变送器、显示仪表、自动控制仪表、执行器等；以及简单控制系统、复杂控制系统、新型控制系统与计算机控制系统；最后结合化工生产过程讲述几种典型化工单元操作的控制方案。二、课程教学的基本要求通过对本门课程的学习，使学生掌握基本的自动控制方面的知识，明确自动控制系统的组成和基本控制规律，掌握检测控制仪表的结构、原理和使用方法，初步学会现代化生产过程自动控制系统控制方案设计的基本方法。三、教学内容和学时分配 （2 + 5 + 4 + 11 + 3 + 4 + 5 + 4 + 2 = 40） 绪论 2 学时1、化工自动化的意义及目的2、化工自动化的发展概况3、化工仪表及自动化系统的分类教学要求了解化工自动化的发展概况，理解化工自动化的意义及目的，掌握化工仪表及自动化系统的分类。第一章 自动控制系统基本概念 5学时主要内容：1、自动化的主要内容、自动控制系统的组成；2、工艺管道及控制流程图、自动控制系统方块图；3、自动控制系统的分类、自动控制系统的过渡过程和品质指标。教学要求：掌握自动控制系统的组成与方块图、工艺管道及控制流程图、自动控制系统的过渡过程和品质指标。其它教学环节： 第二章 过程特性及其数学模型 4学时 1、被控对象的特点及其描述方法；2、对象数学模型的建立、描述对象特性的参数。教学要求： 掌握对象的特点及其描述方法、描述对象特性的参数。其它教学环节：1学时 习题第三章 检测仪表与传感器 11学时主要内容：1、测量过程与测量误差、仪表的性能指标、工业仪表的分类；2、压力检测及仪表；3、流量检测及仪表；4、物位检测及仪表；5、温度检测及仪表；6、现代检测技术与传感器的发展教学要求： 了解压力单位及测压仪表、节流现象与流量基本方程式、物位检测的意义及主要类型、测温仪表的分类和温度检测的基本原理。理解并掌握各类压力计的机构原理和工作原理、压力计的选用及安装、各类流量计的机构原理和工作原理。理解零点迁移的原理并掌握具体的计算方法，掌握各类液位测量仪表的测量原理和使用场合，理解热电偶温度计、热电阻温度计、温度变送器的测量原理，掌握补偿导线与冷端温度补偿的方法及相关计算，温度变送器实现远传的方法。其它教学环节：2学时 习题第四章 显示仪表 3 学时主要内容：、模拟式显示仪表； 、数字式显示仪表；、新型显示仪表。教学要求： 了解新型显示仪表的发展趋势。理解模拟式显示仪表原理以及工作原理分析。掌握自动平衡电子电位差计、电子自动平衡电桥和数字式显示仪表的工作原理。其它教学环节：第五章 自动控制仪表 4 学时 主要内容：1、基本控制规律及其对系统过渡过程的影响；2、模拟式控制器； 3、数字式控制器； 4、可编程序控制器。教学要求： 理解基本控制规律的含义及作用。掌握各种基本控制规律的特点；熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响。掌握过度过程的概念，各种调节规律对过度过程的影响。其它教学环节：1学时 习题第六章 执行器 5 学时主要内容： 、气动执行器； 、电动执行器； 、电-气转换器及电-气阀门定位器； 、数字阀与智能控制阀。教学要求：了解执行器的作用及种类，理解气动执行器的结构与工作原理，掌握执行机构正反作用、控制机构正反装、执行器气开气关形式及其选择，理解控制阀的流量特性及其种类，了解电动执行器的组成及作用。 其它教学环节：1学时习题课第七章 简单控制系统 4 学时主要内容： 、简单控制系统的结构与组成； 、简单控制系统的设计； 、控制器参数的工程整定。教学要求：了解简单控制系统的结构、组成及作用；掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般原则；了解各种基本控制规律的特点及应用场合；掌握控制器正、反作用确定的方法；掌握控制器参数工程整定的方法。 其它教学环节：1学时习题课第八章 复杂控制系统 2 学时主要内容： 、串级控制系统； 、均匀控制系统； 、比值控制系统； 、前馈控制系统；5、选择性控制系统；6、分程控制系统。教学要求：了解每种控制系统的结构、工作过程、特点及应用场合；了解比值控制系统的各种类型。其它教学环节：四、教学重点、难点及教学方法重点：自动控制系统的基本知识，包括系统的组成，控制规律，对象特性，简单控制系统及复杂控制系统。各种化工测量仪表的原理，结构，功能，如何选用仪表。自动控制系统的控制仪表及装置的原理，结构，功能及如何选用。难点：化工测量仪表的原理，结构，功能，如何选用仪表；控制器控制规律的选择及参数整定；各种调节规律对过度过程的影响。教学方法：本课程以课堂教授为主，通过具体例题的详细分析、求解来训练学生的对基本概念和解题方法掌握，在通过对学生作业的习题集相关问题的详细讲解进一步巩固。五、考核方式及成绩评定方式：考试 平时分30%+期考70%六、教材及参考书目 推荐教材： 化工仪表及其自动化（第四版），主编：厉玉鸣，出版社：化学工业出版社，出版时间：2005.2. 参考书：1、化工仪表及自动化例题习题集，主编：厉玉鸣， 出版社：化学工业出版社，出版时