最新整理化工仪表及自动化课程教学大纲加工制造类化工过程监测与控制Word文件下载.docx
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重点测量误差、检测仪表的品质指标、常见信号类型、信号传递形式。
难点测量误差分析、检测仪表品质指标的计算确定、检测系统中信号的传递形式。
第二章压力检测
第一节压力单位及测压仪表
第二节弹性式压力计
一、弹性元件
二、弹簧管压力表
第三节电气式压力计
一、变片式压力传感器
二、压阻式压力传感器
三、电容式压力传感器
第四节智能式变送器
一、能变送器的特点
二、智能变送器的结构原理
第五节压力计的选用及安装
一、压力计的选用
二、压力计的安装
附录常用弹簧管压力表型号与规格
了解压力单位及测压仪表。
理解并掌握各类压力计的机构原理和工作原理。
掌握压力计的选用及安装。
重点弹性式压力计、电气式压力计的测压原理。
难点压力计的选用及安装。
第三章流量检测
第一节差压式流量计
一、节流现象与流量基本方程式
二、标准节流装置
三、力矩平衡式差压变送器
四、差压式流量计的测量误差
第二节转子流量计
一、工作原理
二、电远传式转子流量计
第三节漩涡流量计
第四节质量流量计
一、直接式质量流量计
二、补偿式质量流量计
第五节其他流量计
一、靶式流量计
二、椭圆齿轮流量计
三、涡轮流量计
四、电磁流量计
例题分析
了解节流现象与流量基本方程式。
理解各类流量计的机构原理和工作原理。
掌握差压式流量计和转子流量计工作原理。
重点各类流量计的测量原理和方法,流量变送器的工作原理。
难点差压式流量计、转子流量计、质量流量计、椭圆齿轮流量计工作原理分析。
第四章物位检测
第一节物位检测的意义及主要类型
第二节差压式液位计
二、零点迁移问题
三、用法兰式差压变送器测量液位
第三节其他物位计
一、电容式物位计
二、核辐射物位计
三、雷达式液位计
四、称重式液罐计量仪
了解物位检测的意义及主要类型。
理解零点迁移的原理并掌握具体的计算方法。
掌握各类液位测量仪表的测量原理和使用场合。
重点差压式液位计和零点迁移问题。
难点法兰式差压变送器测量液位和零点迁移的判断及计算。
第五章温度检测
第一节概述
一、测温仪表的分类
二、温度检测的基本原理
第二节热电偶温度计
一、热电偶
二、补偿导线与冷端温度补偿
第三节热电阻温度计
一、测温原理
二、常用热电阻
第四节温度变送器
一、电动温度变送器
二、一体化温度变送器
三、智能式温度变送器
附录一铂铑10-铂热电偶分度表
附录二镍铬-铜镍热电偶分度表
附录三镍铬-镍硅热电偶分度表
附录四铂电阻分度表
附录五铜电阻分度表
(一)
附录六铜电阻分度表
(二)
了解测温仪表的分类和温度检测的基本原理。
理解热电偶温度计、热电阻温度计、温度变送器的测量原理。
掌握补偿导线与冷端温度补偿的方法及相关计算,温度变送器实现远传的方法。
重点热电偶温度计、热电阻温度计、温度变送器的测量原理。
温度补偿理论及方法。
难点热电偶温度计、热电阻温度计、温度变送器工作过程的线路分析。
第六章显示仪表
第一节模拟式显示仪表
一、自动平衡电子电位差计
二、电子自动平衡电桥
第二节数字式显示仪表
一、数字式显示仪表的原理及其特点
二、模-数变换器
三、电子计数器
四、显示器
五、数字式显示仪表的基本组成
六、数字模拟混合记录仪
第三节新型显示仪表
一、无纸记录仪
二、虚拟显示仪表
了解新型显示仪表的发展趋势。
理解模拟式显示仪表原理以及工作原理分析。
掌握自动平衡电子电位差计、电子自动平衡电桥和数字式显示仪表的工作原理。
重点自动平衡电子电位差计、电子自动平衡电桥和数字式显示仪表的结构原理和工作原理。
难点平衡电子电位差计、电子自动平衡电桥和数字式显示仪表的原理分析。
第七章自动控制系统概述
第一节自动控制系统的组成
第二节自动控制系统的方块图
一、信号和变量
二、自动控制系统方块图
三、反馈
四、自动控制系统的分类
第三节过渡过程和品质指标
一、控制系统的静态与动态
二、控制系统的过渡过程
三、控制系统的控制指标
四、影响控制指标的主要因素
掌握自动控制系统的组成,了解各组成部分的作用以及相互影响和联系;
理解自动控制系统中常用的各种术语,掌握方块图的意义及画法;
熟悉管道及控制流程图上常用符号的意义;
了解控制系统的几种分类形式,掌握系统的动态与静态;
掌握闭环控制系统在阶跃干扰(扰动)作用下,过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。
重点几个重要概念,自动控制系统的组成及各环节作用,自动控制系统组成方块图,自动控制系统品质指标。
难点几个重要概念,自动控制系统的过渡过程。
第八章对象特性和建模
第一节数学模型及描述方法
一、被控对象数学模型
二、数学模型的主要形式
第二节机理建模
一、一阶对象
二、积分对象
三、时滞对象
第三节描述对象特性的参数
一、放大系数K
二、时间常数T
三、滞后时间τ
第四节实测建模
了解建立被控对象数学模型的意义及数学模型的建立方法;
掌握用机理建模的方法建立简单对象数学模型;
掌握表征被控对象特性的三个参数,包括放大系数、时间常数、滞后时间的物理意义及其对控制质量的影响;
了解被控对象特性的实验测定方法。
重点几个重要概念,一阶对象、二阶对象特性参数K、T、τ含义及其对控制过程的影响。
难点对象数学模型建立的机理建模和实验建模,一阶对象、二阶对象特性参数K、T、τ含义及其对控制过程的影响。
第九章基本控制规律
第一节位式控制
一、双位控制
二、具有中间区的双位控制
三、多位控制
第二节比例控制
一、比例控制规律及其特点
二、比例度及其对控制过程的影响
第三节积分控制
一、积分控制规律及其特点
二、比例积分控制规律与积分时间
三、积分时间对系统过渡过程的影响
第四节微分控制
一、微分控制规律及其特点
二、实际的微分控制规律及微分时间
三、比例微分控制系统的过渡过程
四、比例积分微分控制
理解基本控制规律的含义及作用。
掌握各种基本控制规律的特点;
熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响。
掌握过度过程的概念,各种调节规律对过度过程的影响。
重点调节规律的含义及作用,过度过程的评价。
各种调节规律对过度过程的影响。
难点调节规律对控制系统及过度过程的影响。
第十章自动控制仪表
第一节控制仪表的作用与分类
一、控制仪表的能源形式
二、控制仪表的结构形式
三、控制仪表的信号形式
第二节模拟式控制仪表
一、概述
二、DDZ-III型电动调节器
第三节数字式控制仪表
一、概述
二、可编程调节器的主要特点
三、可编程调节器的基本构成及原理
四、KMM可编程调节器
了解自动控制仪表作用与分类,了解模拟式电动控制器的基本构成原理及各部分组成,掌握单回路数字控制器、可编程序控制器的基本情况。
重点DDZ-III型电动调节器、可编程调节器的基本构成及原理。
难点控制仪表的原理分析,KMM可编程调节器的实际运用。
第十一章执行器
第一节气动执行器
一、气动执行器的组成与分类
二、控制阀的流量特性
三、控制阀的选择
四、控制阀的安装和维护
第二节阀门定位器与电-气转换器
一、气动阀门定位器
二、电-气阀门定位器
三、电-气转换器
第三节电动执行器
二、角行程电动执行机构
三、直行程电动执行机构
了解执行器的作用及种类,理解气动执行器的结构与工作原理,掌握执行机构正反作用、控制机构正反装、执行器气开气关形式及其选择,理解控制阀的流量特性及其种类,了解电动执行器的组成及作用。
重点气动执行器的结构与工作原理,执行器气开气关形式及其选择,控制阀的流量特性及其种类。
难点控制阀的流量特性,电动执行器。
第十二章简单控制系统
第二节被控变量的选择
第三节操纵变量的选择
第四节控制器控制规律的选择及参数整定
一、控制规律的选择
二、控制器参数的工程整定
第五节控制系统的投运及操作中的常见问题
一、控制系统的投运
二、控制系统操作中的常见问题
了解简单控制系统的结构、组成及作用;
掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般原则;
了解各种基本控制规律的特点及应用场合;
掌握控制器正、反作用确定的方法;
掌握控制器参数工程整定的方法。
重点被控变量、操纵变量的选择。
控制器控制规律的选择及参数整定。
难点控制器参数的整定方法,控制系统操作中的常见问题的分析及解决。
第十三章复杂控制系统
第一节串级控制系统
一、串级控制系统概述
二、串级控制系统的特点及应用
三、主、副控制器控制规律的选择
四、主、副控制器正反作用的选择
五、控制器参数整定与系统投运
第二节其他复杂控制系统
一、均匀控制系统
二、比值控制系统
三、前馈控制系统
四、取代控制系统
五、分程控制系统
六、多冲量控制系统
掌握串级控制系统的结构、工作过程、特点及应用场合;
掌握串级控制系统中副变量的确定及主、副控制器正反作用的选择;
了解串级控制系统中主副控制器参数的工程整定方法。
理解设置均匀控制系统的目的及控制方案。
了解比值控制系统的各种类型,掌握单闭环比值控制方案的结构及特点。
掌握前馈控制系统的结构、特点及应用场合。
理解连续型选择性控制系统的结构特点及控制方案,了解开关型选择性控制系统,了解积分饱和现象的产生及防止方法。
理解分程控制系统的结构及应用场合。
了解多冲量控制系统的意义,理解三冲量控制系统的结构特点。
重点串级控制系统的特点及应用。
主、副控制器控制规律的选择。
主、副控制器正反作用的选择。
控制器参数整定与系统投运。
难点根据实际情况控制规律的选择。
控制器正反作用的选择。
控制器参数整定方法与系统投运。
第十四章高级控制系统
第一节自适应控制系统
一、参考模型自适应控制系统
二、具有被控对象数学模型在线辨识的自适应控制系统
第二节预测控制系统
第三节智能控制系统
第四节神经元网络控制
第五节模糊控制系统
第六节最优控制系统
第七节控制管理一体化
了解自适应控制系统的特点、用途及主要类型;
了解预测控制系统、智能控制系统与专家系统、模糊控制系统额基本概念;
对神经元网络控制、故障检测与故障诊断的基本概念有所了解。
重点新型控制系统的类型及用途,以及未来新型控制系统的发展趋势。
难点各类新型控制系统的控制原理。
第十五章计算机控制系统
第一节计算机控制简述
一、计算机控制系统的特点
二、计算机控制系统的组成
三、计算机控制系统的类型
四、计算机控制系统的发展
第二节集散控制系统概述
一、集散控制系统的基本构成
二、集散控制系统的特点
第三节CENTUM-CS集散控制系统
一、CENTUM-CS系统的构成
二、ICS的组成及功能
三、CRT显示画面的显示格式
四、CENTUM-CS系统中的字母代号
五、基本操作方法
六、显示画面及操作
第四节现场总线控制系统
一、现场总线系统的产生和特征
二、现场总线国际标准化
三、主要的现场总线系统简介
掌握直接数字控制(DDC)的PID算法。
了解DDC系统的基本组成与作用。
掌握全开放集散控制系统(DCS)的特点及基本组成。
了解DCS现场控制站及操作站的硬件与软件。
了解全开放式控制软件ONSPEC的特点及用途。
了解现场总线的特点及基本设备。
重点计算机控制系统的组成,全开放集散控制系统(DCS)的特点及基本组成。
以及直接数字控制(DDC)的PID算法。
难点CENTUM-CS集散控制系统的基本操作方法。
第十六章可编程控制器
第一节可编程控制器概述
一、可编程控制器(PLC)的发展过程
二、可编程控制器的功能与特点
第二节可编程控制器的基本构成及工作原理
一、可编程控制器的基本组成
二、可编程控制器的软件系统
三、可编程控制器的分类
第三节OMRONC系列PLC
一、简介
二、OMRONPLC指令
第四节应用示例
一、水箱液位控制
二、变量越限报警控制
三、自动包装机控制
了解可编程控制器的功能与特点。
理解OMRONPLC指令系统。
掌握利用PLC实现对水箱液位控制、变量越限报警控制的操作方法。
重点可编程控制器的软件系统。
水箱液位控制、变量越限报警控制、自动包装机控制的编程操作。
难点OMRONPLC指令系统。
利用PLC实现对水箱液位控制、变量越限报警控制的操作方法。
第十七章典型化工单元的控制方案
第一节流体输送设备的自动控制
一、离心泵的自动控制方案
二、往复泵的自动控制方案
三、压气机的自动控制方案
第二节传热设备的自动控制
一、两侧均无相变化的换热器控制方案
二、载热体进行冷凝的加热器自动控制
三、冷却剂进行汽化的冷却器自动控制
第三节精馏塔的自动控制
一、精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求
二、精馏塔的控制方案
第四节化学反应器的自动控制
一、化学反应器的控制要求
二、釜式反应器的温度自动控制
三、固定床反应器的自动控制
四、流化床反应器的自动控制
掌握离心泵和往复泵控制方案的特点。
了解离心式压缩机防喘振控制的一般方法。
理解传热设备控制的一般方法。
理解精馏塔提馏段温控与精馏段温控的特点和方法。
了解釜式、固定床、流化床反应器控制的一般方法。
重点离心泵和往复泵的控制方案。
难点典型化工单元的控制方案。
三、教学课时分配
课时分配表
教学内容
总学时
讲授
习题课
(讨论)
实验
备注
1
2
4
6
第四节温度边送器
第七章自动控制系统
第二节自动控制系统的方框图
5
第二节阀们定位器与电~气转换器
3
第四节控制器控制规律选择及参数整定
第五节控制系统投运及操作中常见问题
第三节CENTUM—CS集散控制系统
第二节可编程控制器基本构成工作原理
合计
72
56
10
四、实验内容及实验要求
1、化工生产过程主要参数的检测变送单元实验
掌握检测仪表(一次仪表,传感器)的构成及工作原理;
掌握检测仪表的调校及使用方法;
了解测量点位置对测量结果的影响;
了解检测仪表的特性及信号处理方法。
选择一到二种典型的测量仪表(温度、压力、流量、物位、位移、成份等)构成测量实验回路,设置相应的实验内容,记录并分析实验数据。
目前已开的实验有:
热电阻温度计校验;
热电偶温度计校验;
弹簧管压力表校验;
DDZ-II型温度变送器校验实验。
2、显示单元仪表及装置实验
掌握模拟显示仪表的工作原理及基本组成,了解数字显示仪表的构成原理及调校,学会仪表的调整、接线及使用方法,了解与一次仪表的配套使用。
目前已开设动圈仪表校验实验;
数字显示仪表校验实验。
3、化工生产过程自动控制单元仪表及装置实验
以DDZ-II、DDZ-III型调节器、PC控制器或PLC等控制器之一为实验装置,构成化工生产过程自动控制系统实验,通过实验,使学生掌握控制单元仪表及装置的构成及工作原理;
掌握控制单元仪表及装置的使用方法;
掌握控制器参数的设置及调整;
了解其输入输出特性。
目前实验有DDZ-II、DDZ-III型调节器、PLC控制器等实验。
4、控制系统实验
用液位控制系统或温度控制系统实验装置,进行对象特性测取,控制参数确定、系统投运、手、自动切换等实验。
使学生掌握过程控制系统的构成;
掌握控制系统的整定及投运过程;
学会对象特性的测取方法;
了解干扰位置对系统特性的影响。
5、化工生产过程自动控制系统仿真实验
学会自动控制系统仿真系统DCS—3000的使用,掌握各种典型自动控制系统的特点。
五、教法、学法建议及必备的教学设施要求
本课程以课堂教授为主,并安排一定量的习题。
对于实践较强的章节,配以相应的实习课程。
理论与实际相结合,帮助学生掌握所学内容。
课堂教学采用常规教学手段与多媒体辅助教学手段相结合的模式。
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- 最新 整理 化工 仪表 自动化 课程 教学大纲 加工 制造 过程 监测 控制