(2024年)中職化工儀表及自動(dòng)化1緒論

中職化工儀表及自動(dòng)化1緒論12024/3/26目錄contents課程介紹與背景基礎(chǔ)知識(shí)與原理化工儀表技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)介紹課程考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)22024/3/26課程介紹與背景0132024/3/26123介紹化工儀表的概念、種類及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用?；x表的定義與分類闡述自動(dòng)化技術(shù)如何應(yīng)用于化工儀表，提高生產(chǎn)效率與安全性。自動(dòng)化技術(shù)的引入強(qiáng)調(diào)化工儀表及自動(dòng)化在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵作用?；x表及自動(dòng)化的重要性化工儀表及自動(dòng)化概述42024/3/26掌握化工儀表的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能和使用方法；了解自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)能夠正確選型和安裝化工儀表；能夠運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控與控制。培養(yǎng)安全意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新能力；提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。030201課程目標(biāo)與要求52024/3/2603化工儀表及自動(dòng)化的發(fā)展前景探討隨著化工行業(yè)的發(fā)展，化工儀表及自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向和應(yīng)用前景。01化工行業(yè)現(xiàn)狀介紹當(dāng)前化工行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，包括產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、市場(chǎng)需求等方面。02化工行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析未來(lái)化工行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，如綠色化、智能化、高端化等方向?；ば袠I(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)62024/3/26基礎(chǔ)知識(shí)與原理0272024/3/26測(cè)量?jī)x表的組成測(cè)量?jī)x表由傳感器、變送器、顯示裝置等部分組成，傳感器負(fù)責(zé)將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的物理量，變送器將傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，顯示裝置則將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為人類可讀的數(shù)值。測(cè)量?jī)x表的工作原理測(cè)量?jī)x表的工作原理基于各種物理定律和化學(xué)原理，如熱力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等。通過(guò)測(cè)量?jī)x表對(duì)工藝參數(shù)的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制。測(cè)量?jī)x表基本原理82024/3/26自動(dòng)化控制系統(tǒng)由控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、檢測(cè)變送器等部分組成。其中，控制器根據(jù)設(shè)定值和測(cè)量值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號(hào)；執(zhí)行器接收控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象；被控對(duì)象在控制信號(hào)的作用下改變其狀態(tài)或行為；檢測(cè)變送器負(fù)責(zé)將被控對(duì)象的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，以供控制器使用。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作原理基于控制理論，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，選擇合適的控制算法和控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的精確控制。同時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)還具有自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等智能功能，能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作原理自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成及工作原理92024/3/26物位傳感器物位傳感器利用浮力原理、電容原理等，將被測(cè)物位轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。常見(jiàn)的物位傳感器有浮球式物位傳感器、電容式物位傳感器等。溫度傳感器溫度傳感器利用物質(zhì)的熱電效應(yīng)、熱電阻效應(yīng)等原理，將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。常見(jiàn)的溫度傳感器有熱電偶、熱電阻等。壓力傳感器壓力傳感器利用壓電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)等原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。常見(jiàn)的壓力傳感器有壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器等。流量傳感器流量傳感器利用流體力學(xué)原理，將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。常見(jiàn)的流量傳感器有渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)等。常見(jiàn)傳感器類型及其工作原理102024/3/26化工儀表技術(shù)應(yīng)用03112024/3/26利用彈性元件受壓變形的原理測(cè)量壓力，如彈簧管壓力表、膜片壓力表等。彈性式壓力計(jì)通過(guò)測(cè)量承重元件上的負(fù)荷來(lái)測(cè)量壓力，如活塞式壓力計(jì)、浮球式壓力計(jì)等。負(fù)荷式壓力計(jì)將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器等。電測(cè)式壓力計(jì)壓力測(cè)量?jī)x表及應(yīng)用122024/3/26

溫度測(cè)量?jī)x表及應(yīng)用膨脹式溫度計(jì)利用測(cè)溫介質(zhì)受熱膨脹的原理測(cè)量溫度，如玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)等。熱電偶溫度計(jì)利用熱電效應(yīng)測(cè)量溫度，具有測(cè)量范圍廣、精度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。熱電阻溫度計(jì)利用測(cè)溫元件的電阻值隨溫度變化的原理測(cè)量溫度，如鉑熱電阻、銅熱電阻等。132024/3/26利用流體通過(guò)節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓來(lái)測(cè)量流量，如孔板流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)等。差壓式流量計(jì)通過(guò)測(cè)量流體對(duì)轉(zhuǎn)子的推動(dòng)力矩來(lái)測(cè)量流量，如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等。轉(zhuǎn)子流量計(jì)通過(guò)測(cè)量流體在固定容積內(nèi)的充滿次數(shù)來(lái)測(cè)量流量，如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)等。容積式流量計(jì)流量測(cè)量?jī)x表及應(yīng)用142024/3/26自動(dòng)化技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用04152024/3/26分散控制DCS系統(tǒng)將控制功能分散到各個(gè)控制站，通過(guò)高速數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信息交換，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。集中管理DCS系統(tǒng)通過(guò)中央控制室對(duì)全廠生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。易于擴(kuò)展DCS系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展和維護(hù)，方便用戶根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)和改造。DCS集散控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用162024/3/26PLC通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯控制功能，如順序控制、時(shí)間控制、計(jì)數(shù)控制等，滿足化工生產(chǎn)過(guò)程中的多樣化需求。邏輯控制PLC具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析，為生產(chǎn)管理提供有力支持。數(shù)據(jù)處理PLC支持多種通信協(xié)議，可以與上位機(jī)、其他PLC或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信息的共享和遠(yuǎn)程監(jiān)控。通信聯(lián)網(wǎng)PLC可編程控制器在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用172024/3/26現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通信，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。實(shí)時(shí)性現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用統(tǒng)一的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)接口，使得不同廠商的設(shè)備可以互相通信和操作，提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性和互操作性?；ゲ僮餍袁F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，實(shí)現(xiàn)了真正的分布式控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和效率。分布式控制現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用182024/3/26實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)介紹05192024/3/26掌握化工儀表及自動(dòng)化的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)熟悉化工生產(chǎn)過(guò)程中常用儀表的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能和使用方法了解自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、原理和應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力01020304實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?02024/3/26實(shí)訓(xùn)一：化工儀表的認(rèn)知與操作了解常用化工儀表的種類、工作原理和使用方法掌握化工儀表的安裝、調(diào)試和操作技能實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟212024/3/26實(shí)訓(xùn)二：自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了解自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、原理和應(yīng)用掌握自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟222024/3/2603了解化工生產(chǎn)過(guò)程的模擬方法和優(yōu)化技術(shù)01完成一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)02實(shí)訓(xùn)三：化工生產(chǎn)過(guò)程的模擬與優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟232024/3/260102實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟完成一個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的模擬和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)掌握化工生產(chǎn)過(guò)程的模擬軟件和優(yōu)化算法的使用方法242024/3/26實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等部分，要求文字通順、條理清晰、圖表規(guī)范。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交給指導(dǎo)教師，提交方式可以是紙質(zhì)版或電子版，具體要求由指導(dǎo)教師另行通知。實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式和提交方式提交方式實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式252024/3/26課程考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)06262024/3/26包括出勤率、課堂參與度、回答問(wèn)題的準(zhǔn)確性等。課堂表現(xiàn)根據(jù)作業(yè)的難度、完成質(zhì)量、提交時(shí)間等進(jìn)行評(píng)分。作業(yè)完成情況對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫等進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定方法272024/3/26考試形式閉卷考試，包括選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題等?？荚噧?nèi)容涵蓋課程的基本概念、原理、方法及應(yīng)用，重點(diǎn)考察學(xué)生的理解和應(yīng)用能力。期末考試形式和內(nèi)容282