《過程控制實驗》課程標準

《過程控制實驗》課程標準第一部分前言一、課程基本信息課程編號課程名稱課程類別學時學分開課學期考核方式適用專業(yè)開課單位AL042130過程控制實驗選修80.56實驗報告自動化機電工程學院二、課程性質(zhì)過程控制實驗是自動化專業(yè)的一門專業(yè)限定選修課程，在整個課程體系中占據(jù)比較重要位置。本實習課程是在學生學習了過程控制與儀表、微型計算機原理等課程必須的應(yīng)用性理論知識后，提高學生操作技能的必要環(huán)節(jié)；課程要求學生通過實操訓練，使學生對過程控制系統(tǒng)有一個較全面的認識，形成基本解決實踐問題的知識體系，并能進一步讓學生自己組合和設(shè)計各種不同的實驗系統(tǒng)，進行創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)其創(chuàng)新思想和能力。三、課程基本理念過程控制實驗是作為自動化專業(yè)的限定選修課程之一。本課程應(yīng)使學生掌握自動控制的基本概念，能對工藝過程中的四大熱工參數(shù)進行合理的檢測和控制要求，整定PID參數(shù)，達到相關(guān)控制要求。四、課程的設(shè)計思路根據(jù)現(xiàn)有的實驗室設(shè)備及組態(tài)軟件，設(shè)計5個項目，通過任務(wù)驅(qū)動，實際操作訓練思路進行。第二部分課程目標一、總體目標本課程介紹實驗室高級過程控制裝置組成、自動控制器的基本控制規(guī)律和控制方法。通過本課程的學習，使學生能夠了解自動化儀表中常見的儀表的種類和使用、單回路控制系統(tǒng)的液位、壓力、溫度的自動控制方案和參數(shù)整定等。使學生初步掌握它們的基本應(yīng)用，培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力。二、具體目標1.知識與方法掌握各類常用自動化儀表的結(jié)構(gòu)組成與操作原理；掌握單回路控制系統(tǒng)中溫度、壓力、液位、的運行控制規(guī)律；熟悉PID參數(shù)對生產(chǎn)過程品質(zhì)的影響。2.技能與能力具備自動化儀表的操作能力和故障判斷及處理能力；具備生產(chǎn)過程運行中PID調(diào)節(jié)能力；具備自動化儀表的使用維護能力。3.情感與態(tài)度有責任感，吃苦耐勞、踏實肯干的工作精神；有良好的學習觀、社會實踐能力和社會適應(yīng)能力；良好的安全與環(huán)保意識；有務(wù)實的職業(yè)素質(zhì)與團隊精神。第三部分內(nèi)容標準一、課程結(jié)構(gòu)序號章節(jié)/單元/項目/任務(wù)名稱實驗/實踐類型組織形式教學場地儀器設(shè)備學時分配備注1高級過程控制裝置認識實踐集中分組實驗室高級過程控制實驗裝置22傳感器介紹實踐集中分組實驗室高級過程控制實驗裝置23直流電機轉(zhuǎn)速計算機控制實驗實踐集中分組實驗室電腦及實驗箱14溫度控制實驗實踐集中分組實驗室電腦及實驗箱15液位單閉環(huán)實驗（計算機控制）實踐集中分組實驗室地高級過程控制實驗裝置2二、具體內(nèi)容和標準序號章節(jié)/單元/項目/任務(wù)名稱主要內(nèi)容內(nèi)容標準教學建議與說明1高級過程控制裝置認識高級過程控制裝置組成、電氣信號表、實驗面板圖能熟練掌握高級過程控制裝置各部分的功能;能讀懂實訓項目電氣信號表。高級過程控制裝置介紹2傳感器介紹壓力差壓變送器、流量計與液位計、調(diào)壓模塊、變頻器的認識和使用。能理解常見傳感器的工作原理并能熟練操作使用，會進行簡單的故障判斷和維護。常見傳感器的原理和用。3直流電機轉(zhuǎn)速計算機控制實驗通過數(shù)字PID控制器來控制直流電機在給定一定的情況下，電機轉(zhuǎn)速按給定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。能采用試湊法，調(diào)節(jié)程序中的PID參數(shù)使得系統(tǒng)穩(wěn)定，達到無靜差。了解LabVIEW計算機控制技術(shù)實驗軟件。4溫度控制實驗通過數(shù)字PID控制器來控制溫度在給定一定的情況下，檢測的溫度將基本保持穩(wěn)定。在自動控制理論實驗基礎(chǔ)上，控制實際的模擬對象，加深對理論的理解；掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。了解LabVIEW計算機控制技術(shù)實驗軟件。5液位單閉環(huán)實驗（計算機控制）單回路控制系統(tǒng)的構(gòu)成。學生可自行設(shè)計，構(gòu)成單回路單容液位，并采用臨界比例度法、階躍反應(yīng)曲線法和整定單回路控制系統(tǒng)的PID參數(shù)。熟悉PID參數(shù)對控制系統(tǒng)質(zhì)量指標的影響，用計算機進行PID參數(shù)的調(diào)整和自動控制的投運。水箱液位的控制方法第四部分課程實施建議教學建議(一)課程組織形式根據(jù)現(xiàn)有高級過程控制裝置、ACCC-I型實驗裝置及DCS組態(tài)軟件，設(shè)計了5個項目，通過任務(wù)驅(qū)動，實際操作的訓練思路進行。(二)教學模式、策略和方法實習班級分組——下達實驗指導書——實操訓練——總結(jié)考核。(三)教學媒體手段采用實習實驗設(shè)備進行現(xiàn)場實際動手操作，指導教師及時跟進指導。(四)學生學習準備學生課前復習相關(guān)專業(yè)理論知識，預(yù)習好實習實驗指導書。二、實驗（實踐）條件建議（一）教學時間設(shè)定第六學期，理論教學完成后進行。（二）場地與環(huán)境要求學院過程控制實驗室，有足夠的班容量及設(shè)備臺套，有必要的水、電、暖等。（三）儀器、設(shè)備與設(shè)施高級過程控制裝置、ACCC-I型實驗裝置。（四）耗材選用水、導線等。（五）安全保障與注意事項進入實驗室，嚴禁實習現(xiàn)場打鬧、嬉戲，嚴格遵守實驗室管理規(guī)定。三、評價建議（一）考核方式考查。（二）評價辦法課程考核過程中，實驗按操作規(guī)范性、PID參數(shù)整定結(jié)果等方面進行學生自評、互評、指導教師評價，其中出勤及實驗報告成績和實驗操作成績各占50％。四、教材選擇與編寫建議（一）教材、指導書選擇本實驗課程使用教材為《過程控制實驗指導書》教材，該教材由自動化教學部主講教師和實驗教師結(jié)合實驗設(shè)備，并參考相關(guān)校企合作企業(yè)的崗位操作規(guī)程編寫的。（二）講義及活動指南編制參考實驗設(shè)備供應(yīng)商提供的項