《过程控制工程》课程教学大纲

1《过程控制工程》课程教学大纲课程代码：课程名称：过程控制工程英文名称：ProcessControlEngineering课程总学时：60（其中理论课48学时，实验12学时）学分：4课程类别：必修课程性质：专业课先修课程：电路、电子技术、微机原理、自控原理面向专业：生产过程自动化技术、检测技术及应用开课单位：电气工程系一、课程的性质、地位和任务《过程控制工程》是生产过程自动化技术、检测技术及应用等专业的专业课。本课程的目的是使学生在掌握过程控制基本理论和常用控制仪表选用的基础上，能熟练地安装、校验与维护常用控制仪表，能熟练地正确调试简单控制系统及常用复杂控制系统，较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。二、课程的教学目标（一）理论、知识方面1.能够读懂、并能规范地绘制常用带控制点的工艺流程图。2.能根据仪表技术说明书的要求正确使用常用检测仪表，能对变送器实施正确地调零、零点迁移、量程扩展操作；能根据工艺和控制要求，合理设置智能PID控制器的相关参数。3.能根据仪表技术说明书的维护要求，能对仪表的常见故障和线路故障合理分析，并加以排除。4.能够根据工艺与控制要求合理选择常用的温度、压力、流量和物位检测仪表。5.能够根据工艺要求，综合运用知识和各种方法，设计出简单控制系统并加以实施。6.能够根据被控参数和系统特点，运用临界比例度法、衰减曲线法两种工程整定方法，对简单控制、串级控制等控制系统，实施正确地调试，使系统在稳定性、准确性和快速性的三项指标基本优化，满足工艺要求。（二）能力、技能方面1.掌握常用工业过程控制系统的组成原理与性能特点，熟悉其适用场合。理解被控参数、调节参数对系统性能的影响，掌握被控参数与调节参数的合理确定方法。2.掌握常用过程检测仪表的结构与测量原理；理解各种PID控制规律对系统的作用，掌握其使用方法。三、课程教学内容与要求2（一）绪论（4学时）1.教学内容及基本要求了解过程控制发展概况和过程控制的特点（1学时）；掌握过程控制系统的组成及其分类（2学时）；了解“过程控制工程”课程的性质和任务（1学时）。（二）控制系统的数学模型（6学时）1.教学内容及基本要求了解被控对象的数学模型（2学时）；掌握过程控制系统的传递函数（2学时）；掌握被控对象数学模型的实验测取（2学时）。2.重点、难点重点：被控对象的数学模型。难点：过程控制系统的传递函数。（三）简单过程控制系统（14学时）1.教学内容及基本要求理解简单控制的工作原理（1学时）；了解被控变量与操纵变量的选择（2学时）；掌握控制阀的选择（2学时）；了解测量元件特性的影响及克服办法（1学时）；掌握常规控制器控制规律的选择及正反作用的确定（2学时）；掌握简单控制系统的方案实施（1学时）；了解简单控制系统的投运和控制器参数整定（2学时）；掌握简单控制系统的故障及故障排除（1学时）；习题课（2学时）。2.重点、难点重点：控制阀的选择和控制器控制规律的选择及正反作用的确定。难点：控制器参数整定。（四）复杂控制系统（14学时）1.教学内容及基本要求掌握串级控制系统工作原理（2学时）、参数整定方法（2学时）；了解均匀控制系统（2学时）、比值控制系统（2学时）、前馈控制系统（2学时）及其它复杂控制系统（4学时）。2.重点、难点重点：串级控制系统。难点：前馈控制系统。（五）典型单元的基本控制方案（6学时）1.教学内容及基本要求掌握流体输送设备的控制方案（2学时）；掌握传热设备的控制（1学时）；了解精馏塔的控制（1学时）；了解锅炉设备的控制（2学时）。2.重点、难点重点：流体输送设备的控制方案。难点：锅炉设备的控制。（六）过程控制工程设计（6学时）1.教学内容及基本要求掌握工程设计的基本知识（2学时）；掌握管道仪表流程图（1学时）；了解自控设备的表达（1学时）；了解仪表连接的表达（2学时）。2.重点、难点重点：控制流程图的识图。难点：仪表符号。四、实践教学内容与要求电机学实验安排在电机课程内，共开设6个实验。序号实验项目基本目标实验类别学时1过程控制实验装置认识及单回路1掌握单回路过程控制系统，观察控制曲线验证22物位检测仪表的认识及物位检测系统的构成掌握物位检测系统，调节PID参数验证23流量检测仪表的认识及流量检测系统的构成掌握流量检测系统，调节流量计验证24加入干扰2的单回路1掌握加入干扰的单回路过程控制系统，观察控制曲线验证25串级控制1掌握串级控制系统验证26压力检测仪表的认识及压力检测系统的构成掌握压力检测系统，调节流量计验证2总计12五、学时分配序号教学内容讲课习题课实验合计1绪论422控制系统的数学模型663简单过程控制系统1426224复杂控制系统144185典型单元的基本控制方案6286过程控制工程设计66总计4821260六、大纲说明1.本教学大纲是高职生产过程自动化技术专业《过程控制工程》课程的基本内容，采用了以能力为目标的“任务引领式课程”教学模式，按照实际的控制系统开发过程——控制方案、仪表选择、软硬件开发、系统调试与投运的工作过程，组织教学过程。以使知识、技能通过一个个真实的项目完成来掌握。这样的教学改革，不仅由于教学内容直观、具体、生动形象，教学效果好，可充分调动学生的学习兴趣，提高教34学质量，更是由于突出了实践技能，将理论作为辅助支撑以及内容的实用性与针对性的极强，可全面提高学生的能力。2.本课程由于采用了项目驱动法，理论讲授与实验实践完全是“一体化教学”。应注重培养学生的分析问题和解决问题的能力。在讲授过程中，既要保持知识的连续性，又要注意联系工程实际。3.对于部分项目由于实验实践条件的限制而无法真实开展的，可采用模拟实验实践方式以使控制技术得到训练。4．考核方式和成绩评定：本课程的总成绩由理论考试成绩、平时作业与实验课成绩3部分组成，按百分制计。其中：理论考试成绩占：70%（理论考试成绩通过期末闭卷考试方式评定），平时作业成绩占：10%（按每次作业完成情况评定）。实验课成绩占：20%(依实验课表现与实验报告情况评定)。理论考试为闭卷笔试，120分钟，满分100分，统考，流水作业评分。七、推荐教材与参考书目[1]厉玉鸣．化工仪表及自动化．化学工业出版社，2004年.[2]吴勤勤主编．控制仪表及装置．北京：化学工业出版社，2002年第二版.[3]施仁、刘文江．自动化仪表及过程控制．第三版，北京：电子工业出版社.2003.[4]王永红主编．过程检测仪表．北京：化学工业出版社，2005年.[5]盛克仁主编．过程测量仪表．北京：化学工业出版社，2001年.[6]林德杰主编．过程控制仪表及控制系统．北京：机械工业出版社，2004年.[7]张宝芬等编著．自动检测技术及仪表控制系统．北京：化学工业出版社，2002年.执笔：×××审阅：×××审批：×××