《过程控制系统及应用》课程标准

第表1所示。表1 学习情境学习情景1学习情景2学习情景3学习情景4过程控制原理知识的应用组建简单控制系统组建复杂控制系统控制系统的工程设计3.课时分配建议本课程课时为140课时，其中理论教学96课时，实践教学44课时。表2 学习任务及学时分配序号课程单元学习任务及教学要求参考学时学习任务教学要求理论教学实践教学1过程控制原理知识的应用掌握简单控制系统的基本组成1．掌握简单控制系统组成、分类和过程控制系统质量评价方法2．理解简单控制系统四个环节间的作用和自动控制系统的控制过程3．了解反馈控制的意义10构建自动控制系统数学模型1．掌握系统微分方程的建立；拉氏变换；传递函数的定义、性质、典型环节传递函数的输入、输出关系；方块图的等效变换。控制系统传递函数求取2．理解控制系统各环节的作用3．了解对象数模建立；突出具体生产过程到抽象的数学关系的建立144分析控制系统过渡过程及质量1．掌握线性一阶、二阶系统过渡过程质量指标，控制参数对系统质量的影响2．以液位控制系统为例，说明系统数学模型建立，系统质量评估方法882组建简单控制系统上水箱水位控制系统1．掌握被控对象的确定（即被控变量的选择原则、操纵变量的选择原则）、测量变送环节选择、控制阀流量特性及选择原则、常规控制规律选择及控制器正、反作用的确定2．理解控制系统各环节选择与控制质量之间的关系3．了解控制系统间的关联84锅炉内胆温度控制系统1．掌握锅炉内胆温度控制过程中合理选择被控变量和操纵变量2．了解现场仪表的选择及根据控制系统要求选择其他功能的仪表（如显示、报警）42简单控制系统的投运和参数整定1．掌握简单控制系统控制方案的制定2.掌握自动控制系统的投运过程和控制器参数整定的的基本方法3．了解控制系统常见故障分析方法4123复杂控制系统设计串级控制系统分析与设计1．掌握串级控制系统的结构特点；2．掌握

串级控制系统的流程图绘制、接线、调试。3．理解串级控制系统在工业生产中的作用4．了解串级控制系统投运和参数整定的基本方法1012比值控制系统1．掌握比值控制系统的基本概念和基本方案2．学会比值系数的计算方法3．了解比值方案实施中的几个问题6均匀控制系统1．掌握均匀控制系统的基本概念和基本方案2．学会均匀控制系统设计的基本方法3．了解均匀控制方案实施中要注意的问题2前馈控制系统1．掌握前馈控制系统的基本思想和基本方案2．学会前馈控制系统设计的基本方法3．了解前馈—反馈与串级控制系统的别2分程控制系统1．掌握分程控制系统的基本思想2．了解分程控制系统在工业生产中的实际应用42选择控制系统1．掌握匹配选择控制系统的基本思想和基本方案2．了解选择控制系统在工业生产中的实际应用44控制系统的工程设计典型化工单元的控制1．传热设备的控制2.锅炉设备的控制3.精馏塔的控制4.化学反应器的控制10控制系统工程设计1.工程设计基本知识2.控制方案及工艺控制流程图3.控制系统的设备选择10合计1404.课程单元描述表3 课程单元1课程单元名称过程控制原理知识的应用课时数理论教学实践教学3212学习目标知识目标1．掌握方框图的绘制方法2．掌握控制系统传递函数的转换方法3．利用传递函数分析、计算一阶、二阶系统的控制指标，衡量控制系统的控制品质能力目标1．能独立完成方框图的绘制2．能将控制系统转换为传递函数3．能利用传递函数分析、计算一阶、二阶系统的控制指标，衡量控制系统的控制品质素质目标1．有一定的心理素质，勇于克服困难2．有主动学习并不断进行创新的精神3．有分工合作、团队协作能力4．有一定的逻辑思考能力5．有较强的文化素质修养6．有一定的文字处理能力学习内容方框图、传递函数、衡量控制品质的指标等教学方法和建议教学方法：案例教学法、引用法、讨论法、反思法、实践法教学建议：理实一体化教学条件要求1．课程标准2．授课计划3．授课教案4．教学案例学生已有基础高等数学、大学物理教师所需执教能力要求1．熟悉方框图、传递函数2．熟悉衡量控制品质的指标校企双师授课安排建议校内教师授课内容：方框图的绘制、传递函数的转换等如何衡量控制指标表4 课程单元2课程单元名称组建简单控制系统课时数理论教学实践教学1618学习目标知识目标1．工艺流程2．如何根据控制要求设计单回路控制系统3．单回路控制系统的PID参数整定方法4．单回路控制系统的投运能力目标1．能根据控制要求设计单回路控制系统2．能完成单回路控制系统的PID参数整定3．能完成单回路控制系统的投运素质目标1．有一定的心理素质，勇于克服困难2．有主动学习并不断进行创新的精神3．有分工合作、团队协作能力4．有一定的逻辑思考能力5．有较强的文化素质修养6．有一定的文字处理能力学习内容1．工艺流程基础知识2．简单控制系统的设计方法3．单回路PID参数整定教学方法和建议教学方法：实践法、案例教学法、引用法、讨论法、反思法教学建议：理实一体化教学条件要求1．课程标准2．授课计划3．授课教案4．教学案例学生已有基础自动化原理、高等数学教师所需执教能力要求1．熟悉工艺流程的基础知识2．熟悉单回路控制系统3．熟悉PID参数的整定方法校企双师授课安排建议校内教师授课内容：单回路控制系统PID参数的整定方法表5 课程单元3课程单元名称复杂控制系统设计课时数理论教学实践教学2414学习目标知识目标1．串级控制系统设计方案2．串级控制方案的PID参数整定及投运方法3．比值控制系统的构成4．比值控制的投运5．均匀控制系统的构成6．均匀控制系统的投运7．分程控制系统构成8．分程控制系统的投运9．前馈控制系统构成10、前馈控制方案的实施能力目标1．能完成串级控制系统方案设计及投运2．能完成比值控制系统方案设计及投运3．能完成均匀控制系统方案设计及投运4．能完成前馈控制系统方案设计及投运5．能完成分程控制系统方案设计及投运素质目标1．有一定的心理素质，勇于克服困难2．有主动学习并不断进行创新的精神3．有分工合作、团队协作能力4．有一定的逻辑思考能力5．有较强的文化素质修养6．有一定的文字处理能力学习内容串级、比值、均匀、前馈、分程控制的构成及投运方法教学方法和建议教学方法：实践法、案例教学法、引用法、讨论法、反思法教学建议：理实一体化教学条件要求1．课程标准2．授课计划3．授课教案4．教学案例学生已有基础自动化原理、单回路控制系统教师所需执教能力要求1．熟悉串级、比值、均匀、前馈、分程控制系统的基本构成2．熟悉串级、比值、均匀、前馈、分程控制系统的投运方法3．熟悉PID参数的整定方法校企双师授课安排建议校内教师授课内容：串级、比值、均匀、前馈、分程控制系统的基本构成企业兼职教师授课内容：串级、比值、均匀、前馈、分程控制系统的投运方法表6 课程单元4课程单元名称控制系统的工程设计课时数理论教学实践教学200学习目标知识目标1.掌握带控制点的工艺流程图的识读和绘制方法2.了解典型化工单元的控制能力目标能独立完成工艺流程图的识读和绘制素质目标1．有一定的心理素质，勇于克服困难2．有主动学习并不断进行创新的精神3．有分工合作、团队协作能力4．有一定的逻辑思考能力5．有较强的文化素质修养6．有一定的文字处理能力学习内容工艺流程图的识读和绘制等教学方法和建议教学方法：案例教学法、引用法、讨论法、反思法、实践法教学建议：理实一体化教学条件要求1．课程标准2．授课计划3．授课教案4．教学案例学生已有基础电工基础教师所需执教能力要求熟悉校企双师授课安排建议校内教师授课内容：工艺流程图的识读和绘制方框图的绘制四、课程评价1.课程评价及方式说明学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握（为总结性考核，占50%）、考勤（占10%），课堂提问（占10%）、作业（占10%）、实验任务（占20%）等五方面构成。2.课程过程考核说明（1）知识的掌握以试卷形式考核，题型包括单选、填空、判断、简答、案例分析等；（2）考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率；（3）作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。以完成的数量和质量给予成绩；（4）实验任务是指在实验过程中，根据学生的实践情况评定。表7：考核标准序号考核项目考核内容成绩比例（%）1形成性考核考勤有无迟到早退现象等102课堂提问根据课程内容随机抽问103作业课后习题104总结性考核根据试卷情况和实训情况综合而定505实验任务考核对实验过程的规范性考核20合计100表8总结性考核标准序号考核项目考核内容成绩比例（%）1过程控制原理基础知识应用1．能够绘制方框图2．能够将控制系统的各个环节转换为传递函数3．能够利用传递函数分析、计算一阶、二阶系统的控制4．指标，衡量控制系统的控制品质302简单控制系统方案的设计、实施1．能够根据工艺流程和控制要求设计单回路控制系统2．能够完成单回路控制系统的PID参数整定3．能够完成单回路控制系统的投运303复杂控制系统的设计实施1．能够根据工艺流程和控制要求设计串级控制系统2．能够完成串级控制方案的投运3．能够根据工艺流程和控制要求设计比值控制系统4．能够完成比值控制的投运5．能够根据工艺流程和控制要求设计均匀控制系统6．能够完成均匀控制系统的投运7．能够根据工艺流程和控制要求设计分程控制系统8．能够完成分程控制系统的投运9．能够根据工艺流程和控制要求设计前馈控制系统10．能够完成分程控制方案的实施304控制系统的工程设计能够识读、绘制带控制点的工艺流程图10合计100表9：技能考核点序号考核内容考核方式考核内容成绩比例（%）1平时考核平时出勤、实训态度102基本技能考核操作根据学生对仪表及其附件安装过程熟练程度进行成绩评定35作品实训报告根据实训项目整理的实训报告进行成绩评定答辩思路清晰、表达准确能客观反映自己的成果103综合考核操作根据实训完成情况进行考核10作品实训报告根据实训项目进行考核25答辩动手过程符合规范，思路清晰10合计100加分1．根据学生参加各类技能比赛或设计与制作大奖赛的获奖情况给予加分1．根据学生参加其他活动取得的成果给予相应加分5分5分五、实施建议1.授课资料编写建议授课资料是实现教学目标的重要载体，必须依据本课程标准以及自动化仪表行业相应岗位国家职业标准和自动化专业培养目标为主线编写授课计划、教案和教学案例；教学参考书与实训指导书的编写应当充分考虑工学结合的需求，坚持理论够用，强调知识传授的趣味性。授课资料应该邀请企业人员参与编写，特别是实践部分。2.教学方法建议在教学过程中采取工学结合、理论教学与实践教学并重的方式。在理论教学中，注重案例教学和多媒体辅助教学。所用案例应充分考虑工学结合的需求，并与专业所依托行业相应岗位的工作实际紧密结合。通过多媒体课件的开发，充分积累课程资源，有效拓展课堂信息量，适当增加课程的趣味性，努力激发学习兴趣和主动性，切实提高本课程的学习效果。在实践教学中，注重真