化工《化工過程裝備控制》課程教學(xué)大綱

《化工過程裝備控制 》課程教學(xué)大綱課程所在學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 ；所在教研室： 能源與動(dòng)執(zhí)筆人：羅武生 審定人： 編寫日期：2016年10月，教學(xué)院長(zhǎng)：一、課程基本信息課程編號(hào)前期課程總學(xué)時(shí)

工電子技術(shù)等40學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

化工過程裝備控制 適用專業(yè) 化學(xué)工程與工藝公共□ 基礎(chǔ)□ 學(xué)科基礎(chǔ)課（必修 選□）專業(yè)基礎(chǔ)課（選□ 必□） 專業(yè)課（必□ 選修6學(xué)時(shí)總學(xué)分2.5學(xué)分 開課學(xué)期 第4學(xué)期二、課程簡(jiǎn)介《化工過程裝備控制》是化工工程與工藝專業(yè)的一門重要課程，主要介紹工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制《化工過程裝備控制》是化工工程與工藝專業(yè)的一門重要課程，主要介紹工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制結(jié)合生產(chǎn)過程還介紹了典型化工單元操作的控制方案?！禖hemicalprocessequipmentcontrol》isanimportantcoursesuchaschemicalengineeringandtechnology,themajorismainlyintroducesindustrialproductionprocessofautomaticcontrolsystemofbasicknowledge,automaticcontrolsystemofthecontrolledobject,detectiondevicesandsensors,automaticcontrolinstruments,metersandactuatorsthatsuchcomponentsoftheprincipleandcharacteristic,insimpleandcomplexcontrolsystemisintroducedbasedonthenewcontrolsystemandcomputersystem,combiningwiththeproductionprocessalsointroducesthetypicalchemicalunitoperationcontrolscheme.三、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念（本章總學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí)）化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化的基本內(nèi)容0.5學(xué)時(shí)）自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)及其分類（0.5學(xué)時(shí)）工藝管道及控制流程圖的繪制方法及意義（0.25學(xué)時(shí)）自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖及其繪制方法意義（0.5學(xué)時(shí)）自動(dòng)控制系統(tǒng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性（0.25學(xué)時(shí)）自動(dòng)控制系統(tǒng)過渡過程的幾種基本形式及其品質(zhì)指標(biāo)含義（1學(xué)時(shí)）過渡過程的幾種基本形式。第2章被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型（本章總學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí)）化工對(duì)象的特點(diǎn)及其描述方法，包括參量模型與非參量模型0.5學(xué)時(shí)）被控對(duì)象的建模目的，機(jī)理建模方法以及實(shí)驗(yàn)建模的方法與意義1學(xué)時(shí)）描述被控對(duì)象特性參數(shù)（包括放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間）（1學(xué)時(shí)）被控對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法（0.5學(xué)時(shí)）數(shù)的物理意義及其對(duì)控制質(zhì)量的影響。第3章檢測(cè)儀表與傳感器（本章總學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)）測(cè)量過程與測(cè)量誤差分析（0.75學(xué)時(shí)）儀表的性能指標(biāo)，包括精確度、變差、靈敏度與靈敏限、分辨力、線性度、反應(yīng)時(shí)間等的含義；（1學(xué)時(shí)）工業(yè)儀表的分類與作用0.25學(xué)時(shí)）壓力檢測(cè)方法及其各種儀表的工作原理與使用方法1.5學(xué)時(shí)）流量檢測(cè)方法及其各種儀表的工作原理與使用方法1.25學(xué)時(shí)）物位檢測(cè)方法及其各種儀表的工作原理與使用方法1學(xué)時(shí)）溫度檢測(cè)方法及其各種儀表的工作原理與使用方法1.5學(xué)時(shí)）（0.75學(xué)時(shí)）用熱電偶溫度計(jì)測(cè)量物料溫度時(shí)的冷端溫度補(bǔ)償作用與方法。第4章自動(dòng)控制儀表（本章總學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí)）控制儀表的歷史發(fā)展階段（0.25學(xué)時(shí)）（1.5學(xué)時(shí)）模擬式控制器的作用與類型，包括電動(dòng)與氣動(dòng)控制器及其組成結(jié)構(gòu)與工作原理（0.5學(xué)時(shí)）DDZ-II型與DDZ-III型控制器的組成結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)（0.25學(xué)時(shí)）（0.5學(xué)時(shí)）本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)：各種基本控制規(guī)律及其特點(diǎn)；DDZ-II型和DDZ-III型控制器的特點(diǎn)和基本組成；比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間對(duì)控制系統(tǒng)的影響。第5章執(zhí)行器（本章總學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí)）執(zhí)行器的作用與類型（0.25學(xué)時(shí)）氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類（0.5學(xué)時(shí)）控制閥的流量特性，包括理想流量特性與工作流量特性，以及選擇時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)方面問題；（1.5學(xué)時(shí)）電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與工作原理；電氣轉(zhuǎn)換器及電氣閥門定位器的作用與特點(diǎn)（0.75學(xué)時(shí)）的流量特性。第6章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（本章總學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)）簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成0.75學(xué)時(shí)）被控變量的特點(diǎn)與選擇原則0.75學(xué)時(shí)）操縱變量的特點(diǎn)與選擇原則0.75學(xué)時(shí)）測(cè)量元件特性的影響因素（0.5學(xué)時(shí)）控制器控制規(guī)律與作用方式的選擇（0.75學(xué)時(shí)）控制器參數(shù)的工程整定（0.5學(xué)時(shí)）作用方式的選擇。第7章復(fù)雜控制系統(tǒng)（本章總學(xué)時(shí)4.5學(xué)時(shí)）串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合3學(xué)時(shí)）均勻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合0.25學(xué)時(shí)）比值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合0.25學(xué)時(shí)）前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合0.25學(xué)時(shí)）選擇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合0.25學(xué)時(shí)）分程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合0.25學(xué)時(shí)）多沖量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合（0.25學(xué)時(shí)）制系統(tǒng)控制器控制規(guī)律與作用方式的選擇。第8章新型控制系統(tǒng)（本章總學(xué)時(shí)1.5學(xué)時(shí)）自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本概念、特點(diǎn)與主要類型0.25學(xué)時(shí)）預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的基本概念（0.25學(xué)時(shí)）智能控制與專家系統(tǒng)的基本概念0.25學(xué)時(shí)）模糊控制系統(tǒng)的基本概念（0.25學(xué)時(shí)）神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本概念0.25學(xué)時(shí)）故障檢測(cè)與故障診斷的基本概念（0.25學(xué)時(shí)）本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)：自適應(yīng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、用途及主要類型。第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（本章總學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)）直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本概念及其PID0.25學(xué)時(shí)）集散控制系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)以及軟硬件的配置0.25學(xué)時(shí)）全開放式控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)的特點(diǎn)、用途與應(yīng)用場(chǎng)合（0.25學(xué)時(shí)）現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與組成設(shè)備（0.25學(xué)時(shí)的PID算法。第10章典型化工單元的控制方案（本章總學(xué)時(shí)3學(xué)時(shí)）1學(xué)時(shí)）汽化的冷卻器等傳熱設(shè)備（1學(xué)時(shí)）精餾塔提餾段與精餾段的自動(dòng)控制反案（0.5學(xué)時(shí)）化學(xué)反應(yīng)器的自動(dòng)控制，包括釜式、固定床、流化床反應(yīng)器的控制（0.5學(xué)時(shí)）本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)：離心泵和往復(fù)泵控制方案及其特點(diǎn)；精餾塔提餾段溫控與精餾段溫控的特點(diǎn)和方法。四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（6學(xué)時(shí)）位式控制實(shí)驗(yàn)了解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的構(gòu)成及熟悉儀表的操作，掌握位式控制的原理及儀表使用。過程控制實(shí)驗(yàn)裝置（AI81824VDC電源等。雙容液位的儀表控制實(shí)驗(yàn)掌握簡(jiǎn)單過程控制系統(tǒng)的構(gòu)成，雙容液位儀表控制方法。過程控制實(shí)驗(yàn)裝置（AI81824VDC電源等。串級(jí)系統(tǒng)的儀表控制實(shí)驗(yàn)了解復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的構(gòu)成及儀表的應(yīng)用，掌握復(fù)雜過程控制的串級(jí)控制方法。儀器設(shè)備：PCS2000B過程控制實(shí)驗(yàn)裝置（AI81824vDC電源、水泵系統(tǒng)等。PLC控制的單容液位PID控制實(shí)驗(yàn)了解、熟悉PLC在液位PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用。儀器設(shè)備：PCS2000過程控制實(shí)驗(yàn)裝置（使用其中：PLCEM23524V直流電源等，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及PC/PPI電纜。五、作業(yè)及要求每章結(jié)束后均布置課后作業(yè)1-5道題，每?jī)芍芙灰淮巫鳂I(yè)，占最終成績(jī)的20%。全批全講解，安排輔助答疑地點(diǎn)和時(shí)間。六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)出勤情況