《自动化仪表及过程控制》课程教学大纲 英文名称: Automatic Instruments and Process control课程编号 适用专业:自动化 学时:54学分:3 课程类别:专业方向课 课程性质:限选课 、课程的性质和目的 《自动化仪表及过程控制》是自动化专业的重要专业课。本课程在系统简明地阐述常用 过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上,同时介绍自动调节系统设 计和整定的基础知识,通过本课程的学习,使学生掌握生产过程控制的基础知识和基本应用 技术 二、课程教学内容 概述 主要内容: 1、自动化仪表的概念及其发展 2、DDZ仪表及其控制系统 3、自动化仪表的基本性能指标。 第一章检测仪表 基本内容和要求: 1、了解温度测量的概念和工业上常用的测量方法 2、掌握热电偶的测温原理及其应用 3、掌握热电阻的测温原理及其应用 4、理解温度变送器的基本结构 5、了解工业生产中压力参数的概念和常用压力测量原理 6、理解压力式、力平衡式、位移式和固态测压元件及其变送器的工作原理 7、理解节流式、容积式流量测量的基本原理及其应用。 8、理解涡轮、电磁、漩涡等流量测量方法的应用 9、理解浮力式、静压式、电容式、超声式等常用液位测量原理; 10、了解成分分析仪表的基本概念。 教学重点 1、常用温度仪表、压力仪表、液位仪表、流量仪表和成分仪表的工作原理及其应用。 2、分度表,分度号,热电偶的冷端延伸和冷端补偿,热电阻的三线制 3、差动电容压力变送器工作原理; 4、差压流量计的流量公式 5、差压变送器的零点迁移原理。 第二章调节器 基本内容和要求: 1、重点掌握PID调节规律的原理及其应用 2、理解PID模拟电路的结构原理:了解二位式和连续调节仪表应用的基础知识 3、理解数字PID算法基本表达式及其原理 4、简单了解工业现场常用模拟和数字调节器的基本结构及其应用
《自动化仪表及过程控制》课程教学大纲 英文名称:Automatic Instruments and Process Control 课程编号: 适用专业:自动化 学时: 54 学分: 3 课程类别:专业方向课 课程性质:限选课 一、课程的性质和目的 《自动化仪表及过程控制》是自动化专业的重要专业课。本课程在系统简明地阐述常用 过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上,同时介绍自动调节系统设 计和整定的基础知识,通过本课程的学习,使学生掌握生产过程控制的基础知识和基本应用 技术。 二、课程教学内容 概述 主要内容: 1、自动化仪表的概念及其发展; 2、DDZ 仪表及其控制系统; 3、自动化仪表的基本性能指标。 第一章 检测仪表 基本内容和要求: 1、了解温度测量的概念和工业上常用的测量方法; 2、掌握热电偶的测温原理及其应用; 3、掌握热电阻的测温原理及其应用; 4、理解温度变送器的基本结构; 5、了解工业生产中压力参数的概念和常用压力测量原理; 6、理解压力式、力平衡式、位移式和固态测压元件及其变送器的工作原理; 7、理解节流式、容积式流量测量的基本原理及其应用。 8、理解涡轮、电磁、漩涡等流量测量方法的应用; 9、理解浮力式、静压式、电容式、超声式等常用液位测量原理; 10、了解成分分析仪表的基本概念。 教学重点: 1、常用温度仪表、压力仪表、液位仪表、流量仪表和成分仪表的工作原理及其应用。 2、 分度表,分度号,热电偶的冷端延伸和冷端补偿,热电阻的三线制; 3、 差动电容压力变送器工作原理; 4、差压流量计的流量公式; 5、差压变送器的零点迁移原理。 第二章 调节器 基本内容和要求: 1、重点掌握 PID 调节规律的原理及其应用; 2、理解 PID 模拟电路的结构原理;了解二位式和连续调节仪表应用的基础知识; 3、理解数字 PID 算法基本表达式及其原理; 4、简单了解工业现场常用模拟和数字调节器的基本结构及其应用
教学重点 PID调节规律的原理及其应用 第三章集散控制系统和现场总线控制系统 基本内容和要求: 1、了解单回路可编程调节器的概念 2、了解DCS系统的基本概念 3、理解DCS系统的结构特点及其组成; 4、理解DCS控制站和操作站的功能 5、了解FCS系统的基本概念 第四章执行器和防爆栅 基本要求 1、熟炼掌握气动调节阀的基本结构、原理及其应用等基本概念 2、熟悉调节器流量特性的定义及其应用; 3、理解和掌握气动执行器气开/关的形式及其选择原则; 4、了解电动执行器及电气转换器的基本原理; 5、简单了解工业控制系统防爆的基本概念 教学重点 1、执行器气开汽关的形式及其选择原则; 2、调节阀固有流量特性和工作流量特性: 第五章调节对象的特性及其实验测定 基本要求 1、熟练掌握单容对象动态特性的基本概念及其应用 2、理解双容对象、容量滞后、纯滞后、自衡特性等常用概念 3、掌握飞升曲线实验测取一阶对象特性的时域方法 4、了解测定动态特性的频域方法和统计方法; 教学重点 1、对象动态特性及其数学描述; 2、测定动态特性中的数据处理方法 第六章单回路调节系统设计及整定 基本要求 1、熟练掌握单回路调节系统的基本概念 2、熟悉单回路调节系统的设计和整定的基本步骤和常用方法; 3、了解对象动态特性对调节质量的影响 4、了解调节规律对系统动特性的影响 教学重点 1、干扰通道和调节通道特性对调节质量的影响 2、调节方案的确定原则; 3、干扰作用下双容对象P调节作用分析: 4、PI、PD调节作用分析 5、工业现场常用的系统整定方法。 第七章复杂调节系统 基本内容和要求 1、理解串级调节系统的原理和结构特点 2、了解比值、均匀、前馈调节的基本原理;
教学重点 PID 调节规律的原理及其应用; 第三章 集散控制系统和现场总线控制系统 基本内容和要求: 1、了解单回路可编程调节器的概念 2、了解 DCS 系统的基本概念; 3、理解 DCS 系统的结构特点及其组成; 4、理解 DCS 控制站和操作站的功能; 5、了解 FCS 系统的基本概念 ; 第四章 执行器和防爆栅 基本要求 1、熟炼掌握气动调节阀的基本结构、原理及其应用等基本概念; 2、熟悉调节器流量特性的定义及其应用; 3、理解和掌握气动执行器气开/气关的形式及其选择原则; 4、了解电动执行器及电气转换器的基本原理; 5、简单了解工业控制系统防爆的基本概念。 教学重点 1、执行器气开/气关的形式及其选择原则; 2、调节阀固有流量特性和工作流量特性; 第五章 调节对象的特性及其实验测定 基本要求 1、熟练掌握单容对象动态特性的基本概念及其应用; 2、理解双容对象、容量滞后、纯滞后、自衡特性等常用概念; 3、掌握飞升曲线实验测取一阶对象特性的时域方法; 4、了解测定动态特性的频域方法和统计方法; 教学重点 1、对象动态特性及其数学描述; 2、测定动态特性中的数据处理方法; 第六章 单回路调节系统设计及整定 基本要求 1、熟练掌握单回路调节系统的基本概念; 2、熟悉单回路调节系统的设计和整定的基本步骤和常用方法; 3、了解对象动态特性对调节质量的影响; 4、了解调节规律对系统动特性的影响。 教学重点 1、干扰通道和调节通道特性对调节质量的影响; 2、调节方案的确定原则; 3、干扰作用下双容对象 P 调节作用分析; 4、PI、PD 调节作用分析; 5、工业现场常用的系统整定方法。 第七章 复杂调节系统 基本内容和要求 1、理解串级调节系统的原理和结构特点; 2、了解比值、均匀、前馈调节的基本原理;
教学重点 串级调节的效果分析; 第八章自动调节系统在生产过程中的应用 基本内容和要求 学习工业过程控制系统的几个实例 例1:石油加工蒸馏装置控制系统 例2:工业锅炉控制系统 三、课程教学的基本要求 本课程是自动控制专业本科生的专业课,理论性和应用性都较强。因此,在教学方法 上应采用课堂讲授、课后自学、课堂讨论、上机自学等方式。 教师在课堂上应对基本原理概念等进行必要的讲授,并对其中的重点和难点作较详 细的论述。讲课中应当理论联系实际,可通过计算机控制系统的实例进行讲解,也可采用电 子教案或CAI课件授课,以加深学生对有关概念、理论和方法的理解。 四、课程学时分配 内 谷 1、概述 4 2、检测仪表 、调节器 4、执行器 9744 5、集散数字控制仪表 6、调节对象特性 7、单回路调节系统设计及参数整定 8、复杂调节系统 9、应用举例 10、实验 44382 11、其它、机动 合计 五、建议教材与教学参考书 [门]施仁等,《自动化仪表及过程控制(第三版)》,电子工业出版社 [2]张宝芬,《自动检测技术及仪表控制系统》,化学工业出版社 [3]历玉鸣,《化工仪表及自动化》,化学工业出版社 [4]赵玉珠,《测量仪表及自动化》,石油大学出版社 [5]多媒体课件及 Matlab仿真程序,自制 [6]过程控制组态软件软件: ForceControl或组态王
教学重点 串级调节的效果分析; 第八章 自动调节系统在生产过程中的应用 基本内容和要求 学习工业过程控制系统的几个实例; 例 1:石油加工蒸馏装置控制系统; 例 2:工业锅炉控制系统 三、课程教学的基本要求 本课程是自动控制专业本科生的专业课,理论性和应用性都较强。因此,在教学方法 上应采用课堂讲授、课后自学、课堂讨论、上机自学等方式。 教师在课堂上应对基本原理概念等进行必要的讲授,并对其中的重点和难点作较详 细的论述。讲课中应当理论联系实际,可通过计算机控制系统的实例进行讲解,也可采用电 子教案或 CAI 课件授课,以加深学生对有关概念、理论和方法的理解。 四、课程学时分配 讲 课 内 容 学 时 1、概述 4 2、检测仪表 9 3、调节器 7 4、执行器 4 5、集散数字控制仪表 4 6、调节对象特性 5 7、单回路调节系统设计及参数整定 4 8、复杂调节系统 4 9、应用举例 3 10、实验 8 11、其它、机动 2 合 计 54 五、建议教材与教学参考书 [1]施仁等,《自动化仪表及过程控制(第三版)》,电子工业出版社, [2]张宝芬,《自动检测技术及仪表控制系统》,化学工业出版社 [3]历玉鸣,《化工仪表及自动化》,化学工业出版社 [4]赵玉珠,《测量仪表及自动化》,石油大学出版社 [5]多媒体课件及 MatLab 仿真程序,自制 [6]过程控制组态软件软件:ForceControl 或组态王