《化工仪表及自动化》课程教学大纲.docx

化工仪表及自动化课程教学大纲一、课程基本信息1课程编号：2课程名称：化工仪表及自动化3英文名称：Chemical Engineering Instruments and Automation4. 课程简介：本课程是化学工程与工艺专业本科生开设的一门专业必修课程。化工仪表及自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪表仪器学科及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。化工安全生产技术课程的主要内容有自动控制系统的基本概念，过程特性及其数学模型，检测仪表及传感器，自动控制仪表，执行器，简单控制系统，复杂控制系统，新型控制系统计算机控制系统及典型化工单元的控制方案等。二、课程说明1教学目的和要求：通过本课程基本原理的学习，使学生通过本课程学习后，应使学生了解化工自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作用，能根据工艺的要求，与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案等。2与相关课程衔接：该课程是分析化学、化工原理之后的一门必修课程。3学时：总学时32、周学时2 4开课学期：第7学期5教学方法：多媒体讲授，并与学生互动教学。6考核方式：考查；成绩组成：平时成绩40%和考试成绩60%7教材：厉玉鸣主编，化工仪表及自动化（第五版），化学工业出版社，2011年.8教学参考资料：1）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（第四版）.北京：化学工业出版社，2006.2）杨丽明，张光新.化工仪表及自动化.北京：化学工业出版社，2004.3）俞金寿.过程自动化及仪表.第二版.北京：化学工业出版社.三、课程内容与教学要求绪论：教学目标：了解和掌握化工自动化的定义，实现化工自动化的目的，了解和掌握化工自动化的发展历程及和其他学科的联系。教学重点：化工自动化的定义，实现化工自动化的目的。教学难点：实现化工自动化的目的。授课时数：2学时第一章 自动控制系统基本概念教学目标：理解化工自动化的主要内容，自动控制系统的基本组成及表示形式，掌握自动控制系统的过渡过程和品质指标。教学重点：自动控制系统的过渡过程和品质指标。教学难点：自动控制系统的基本组成及表示形式。授课时数：4学时教学内容：第一节 化工自动化的主要内容，自动控制系统的基本组成及表示形式1了解：化工自动化的主要内容；2理解：管道和仪表流程图；3掌握：自动化装置的三个部分，自动控制系统的表示形式。第二节 自动控制系统的过渡过程和品质指标和自动控制系统的分类1. 了解：过渡过程的几种基本形式；2. 理解：程序控制系统；3. 掌握：自动控制系统的分类，静态和动态，控制系统的品质指标。第二章 过程特性及数学模型教学目标：理解化工过程的特点及描述方法，掌握数学建模的目的。教学重点：化工过程的特点。教学难点：对象数学模型的建立。授课时数：4学时教学内容：第一节 对象数学模型1了解：化工过程的特点及其描述方法，对象数学模型的建模目的2. 理解：机理建模、实验建模。第二节 描述对象特性的参数1了解：对象特性的参数2. 理解：对象特性参数的特点；第三章 检测仪表与传感器教学目标：掌握各种检测仪表与传感器的原理和测量方法。教学重点：各种检测仪表的原理。教学难点：温度检测及仪表、压力检测及仪表，流量检测及仪表、物位检测及仪表。授课时数：12学时教学内容：第一节 概述1. 了解：测量过程与测量误差，工艺仪表的分类；2. 理解：仪表的性能指标；3. 掌握：仪表的性能指标。第二节 压力检测及仪表1. 了解：工业仪表的分类，智能型压力变送器；2. 理解：压力计的选用及安装；3. 掌握：测量过程和测量误差，仪表的性能指标，压力单位及测压仪表，弹性式压力。第三节 流量测量及仪表 1. 了解：椭圆齿轮流量计，漩涡流量计；2. 理解：质量流量计，电磁流量计；3. 掌握：差压式流量计，转子流量计。第四节 物位检测机仪表1. 了解：核辐射物位计，称重式液罐计量仪；2. 理解：电容式物位仪表；3. 掌握：差压式液位变送器。第五节 温度检测及仪表1. 了解：现代检测技术与传感器的发展；2. 理解：显示仪表及一体化温度计、智能式温度计等；3. 掌握：热电偶温度计，温度检测方法，热电阻温度计，电动温度变送器。第六节 显示仪表1. 了解：显示仪表的类型及特点；2. 理解： 数字式显示仪表；第四章 自动控制仪表教学目标：通过对本章的学习，了解模拟式控制器，数字式控制器及可编程序控制器，掌握自动控制仪表基本控制规律及对系统过渡过程的影响。教学重点：自动控制仪表的基本规律。教学难点：比例控制；授课时数：4学时教学内容：第一节 基本控制规律及对系统过渡过程的影响1. 了解：自动控制仪表经历的三个阶段；2. 理解：基本控制规律对过渡过程的影响；3. 掌握：自动控制仪表的基本控制规律。第二节 模拟式控制器、数字式控制器、可编程序控制器1. 了解：三种控制器的基本构成；2. 理解：三种控制器的基本原理。第五章 执行器教学目标：通过本章节的学习，使学生了解电动执行器的工作原理电气转换器及数字阀与智能控制阀的原理，掌握气动控制器的结构及流量特性。教学重点：气动控制器的结构与分类，结构特性。教学难点：控制阀的流量特性。授课时数：2学时教学内容：第一节 气动执行器、电动执行器及控制阀1了解：数字阀及智能控制阀的基本原理；2理解：电动执行器的原理；3掌握：气动执行器的流量特性及其选择。第六章 简单控制系统教学目标：通过本章节的学习，要求学生了解简单控制系统的设计过程，各种变量的选择，掌握简单控制系统的结构和组成，及控制器参数的工程整定。教学重点：简单控制系统的结构与组成。教学难点：控制其参数的工程整定。授课时数：