《热工仪表及自动控制》课程教学大纲 姜长洪.doc

热工仪表及自动控制课程教学大纲主任教教研室主任任 大纲执笔人人畅玉亮秦敏畅玉亮一、课程基本信息课程编号：课程名称：热工仪表及控制学 时：48学时实验学时：0学时 课程类别：专业课课程性质：必修先行课程：电工电子学、工程热力学、微机原理及应用、自动控制原理、锅炉原理适用专业：热能与动力工程责任单位：机械工程系二、课程性质、目的与任务本课程是热能工程专业的一门专业课程。自控技术在热力生产过程中起着极为重要的作用，作为热力设备运行技术管理人员，必须对热力设备及系统的运行、试验、调整和技术改造有良好的基础，具备热力过程自动控制方面的基本知识。本课程全面介绍热力过程自动控制的基本知识，主要讲述自动控制基本概念和基本理论、控制仪表的使用操作、热力过程自控系统的组成、热力设备本身结构和运行特点与自动化之间的关系，特别是微机以及DCS在热工过程自动化中的应用。三、课程教学内容第一章 概论基本内容和要求：1 实现热力过程自动控制的必要性自动控制的概念、实现自动控制的意义2 热力过程自动控制发展概况 常规控制、计算机控制教学重点：1 了解自动控制系统的概念、明确实现自动控制的意义2 了解自动控制的发展概况和发展趋势l 3 了解锅炉、汽机、辅机控制系统l 第二章 热工自动控制基本概念l 基本内容和要求：l 1 热工自动控制系统组成及常用术语l 人工控制和自动控制、自控系统的组成、常用术语l 2 热工自动控制系统的方框图l 方框图的画法、自控系统的分类l 3 过渡过程及其品质指标l 系统的静态和动态、过渡过程基本形式、品质指标l 教学重点：l 1 理解自控系统组成、明确其工作过程、掌握常用术语l 2 掌握系统方框图的画法、了解自控系统的分类l 3 理解系统的静态和动态的概念、掌握过渡过程基本形式及品质指标l 第三章 被控对象动态特性l 基本内容和要求：l 1 热工对象动态特性理论分析l 2 热工对象动态特性实验测定l 3 热工对象动态特性的特征参数l 教学重点：l 1 了解对象特性理论分析方法l 2 明确实验测定手段l 3 掌握特征参数的概念及其物理意义l 第四章 热工测量和仪表l 基本内容和要求：l 1 测量与误差l 2 温度测量和仪表l 3 压力测量和仪表l 4 流量测量和仪表l 5 汽包水位测量和仪表l 6 烟气分析和仪表l 教学重点：l 1 掌握测量与误差的概念、计算方法l 2 掌握常用温度、压力、流量、汽包水位测量和仪表原理、使用与维护l 3 掌握常用炉烟分析和仪表原理、使用与维护l 第五章 热工控制仪表l 基本内容和要求：l 1 基本控制规律l 2 调节器 模拟调节器、数字调节器控制规律、先进控制算法，DDZ-型调节器、数字调节器、组装式控制装置l 3 执行器气动执行器、电动执行器l 教学重点：l 1 理解各控制规律的定义、掌握各控制规律的特点及应用场合l 2 理解调节器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法l 3 理解气动、电动执行器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法l 第六章 常用自动控制系统分析l 基本内容和要求：l 1 单回路自控系统分析及整定l 被控变量、操纵变量、控制规律的选择l 教学重点：l 1 理解单回路自控系统组成、掌握其工作过程及特点、分析及整定方法l 2 理解串级控制系统组成及特点、掌握其分析及整定方法l 3 理解前馈-反馈控制系统分析的组成、掌握其工作过程及特点l 4 理解其它控制系统分析方法l 第七章 热力过程自动控制系统分析l 基本内容和要求：l 1 汽包锅炉给水自动控制系统分析l 动态特性分析、给水自控系统、全流程控制l 2 过热汽温控制系统分析l 动态特性分析、过热汽温自控系统、再热汽温控制系统l 3 燃烧过程自动控制系统分析l 动态特性分析、燃烧过程自动控制系统l 4 直流锅炉、单元机组自动控制系统l 教学重点：l 1 掌握汽包锅炉给水自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的给水自控系统l 2 掌握过热汽温控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的过热汽温自控系统、再热汽温控制系统l 3 掌握燃烧过程自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的燃烧过程自动控制系统l 4 了解直流锅炉、单元机组自动控制系统的组成及分析方法l 第八章 计算机集散控制系统l 基本内容和要求：l 1 计算机控制基础l 2 DCS系统概述 概述、DCS系统构成、DCS特点l 3操作站 概要、硬件结构、功能、 技术规范l 4 控制站、硬件结构、功能、l 教学重点：l 1 掌握计算机集散控制系统的组成、明确其意义l 2 掌握操作员站、工程师站、控制站的硬件结构、明确其技术规范三、课程教学的基本要求 该课程涉及学科较多，内容繁杂，要求做到面授与自学相结合，课内与课外相结合，平时与考试相结合。上课做好笔记，抓住重点。考核方法：作业、实验、小测验，闭卷综合考试四、课程学时分配讲 课 内 容学 时1、概论22、热工自动控制基本概念43、被控对象动态特性44、热工测量及仪表105、热工控制仪表46、简单热工过程控制系统67、复杂热工过程控制系统88、计算机控制系统69、典型热工过程的控制40合 计48五、建议教材与教学参考书l 1 厉玉鸣主编，化工仪表及自动化，化学工业出版社，1999年l 2 热工测