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1、《化工儀表及自動(dòng)化》課程教學(xué)大綱 英文名稱：Chemical Instrumentation and Automation 課程類型：學(xué)科基礎(chǔ)課 課程要求：必修 學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2 適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程 一、 課程性質(zhì)與任務(wù) 化工儀表及自動(dòng)化是化工類專業(yè)的必修課，這些專業(yè)的具體工作是靠自動(dòng)化的方式和手 段來完成的，只有基本掌握自動(dòng)化技術(shù)和利用自動(dòng)化工具，才完成各自專業(yè)的任務(wù)。使學(xué)生 掌握基本的自動(dòng)控制方面的知識(shí)；系統(tǒng)地了解構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)基本環(huán)節(jié)，包括被控 對(duì)象、測(cè)量元件及變送器、自動(dòng)控制儀表、執(zhí)行器等，從而便于在生產(chǎn)實(shí)踐中

2、能根據(jù)生產(chǎn)工 藝及自動(dòng)控制兩個(gè)方面的要求,為自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供合理的、準(zhǔn)確的工藝條件及數(shù)據(jù)。 本課程在教學(xué)內(nèi)容方面著重基本知識(shí)、基本理論和基本設(shè)計(jì)方法的講解；在培養(yǎng)實(shí)踐能力方 面著重設(shè)計(jì)構(gòu)思和基本設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)化工行業(yè)大系統(tǒng)有一定的了解并具有 一定的設(shè)計(jì)能力。 二、 課程與其他課程的聯(lián)系 本課程內(nèi)容廣泛，要求學(xué)生具有物理、電工、電子學(xué)、流體力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等方面的 知識(shí)。在物理學(xué)、電工技術(shù)基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、化工原理等課程授完之后再開此課。本課 程又是化工過程控制工程的前續(xù)課。 三、 課程教學(xué)目標(biāo) 1. 學(xué)習(xí)化工儀表及自動(dòng)化知識(shí)，掌握化工四大參數(shù)的測(cè)量方法

3、與常見的測(cè)量?jī)x表，其 常用的結(jié)構(gòu)、特性等基本知識(shí)，具有選用化工行業(yè)中適合的儀表的能力； 2. 通過自動(dòng)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，了解構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)基本環(huán)節(jié)，能在生產(chǎn)實(shí)踐 中根據(jù)生產(chǎn)工藝及自動(dòng)控制兩個(gè)方面的要求，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供合理的、準(zhǔn)確的工 藝條件及數(shù)據(jù)。 3. 了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)，集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成，具有了解常見系 統(tǒng)的能力； 4. 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，了解機(jī)械設(shè)計(jì)過程中國(guó)家有關(guān)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、 安全、健康、倫理等政策和制約因素； 5. 培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生掌握典型儀表的使用方法，具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有

4、關(guān)技術(shù)資料的能力； 6. 了解化工儀表、化工自動(dòng)化的前沿和新發(fā)展動(dòng)向。 四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配 序 號(hào) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 學(xué) 時(shí) 教學(xué) 方式 對(duì)應(yīng)課 程教學(xué) 目標(biāo) 1 一、緒論 1.化工自動(dòng)化的概念； 1 .了解本課程研究的對(duì)象、內(nèi) 容，學(xué)習(xí)的意義及目的。 2 講授 1、2、4、 6  2. 化工自動(dòng)化的特點(diǎn)； 3. 化工儀表作用、分類及化工儀表 的發(fā)展。 2.了解化工儀表及自動(dòng)化的 發(fā)展及課程的主要內(nèi)容。 2 二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念 1 .化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容 2. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 3.

5、自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示形式 4. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 5. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品 質(zhì)指標(biāo) 1、 了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本 概念及化工自動(dòng)化的主要內(nèi) 容。 2、 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本 組成。 3、 了解控制系統(tǒng)的兩種表示 形式，掌握方框圖組成形式。 4、 了解控制系統(tǒng)的不同分類 方法 5、 控制系統(tǒng)的過渡過程和品 質(zhì)指標(biāo)。 5 講授 討論 1、2、6 3 三、檢測(cè)儀表與傳感器 1. 測(cè)量?jī)x表的基本知識(shí)； 2. 壓力檢測(cè)及儀表； 3. 流量檢測(cè)及儀表； 4. 物位檢測(cè)及儀表； 5. 溫度檢測(cè)及儀表； 1、 了解測(cè)量過程與測(cè)量?jī)x表， 測(cè)量誤差的

6、分類。理解絕對(duì)誤 差、相對(duì)誤差的概念。掌握儀 表的精度和量程的選擇。 2、 掌握壓力的檢測(cè)方法、了 解壓力表的選擇、校驗(yàn)及安裝 方法。 3、 了解常見的流量檢測(cè)儀表。 理解差壓式流量計(jì)的測(cè)量原 理及流量基本方程。了解差壓 式流量計(jì)的安裝及其他一些 流量?jī)x表。 4、 了解常見的物位檢測(cè)儀表。 理解差壓變送器的測(cè)量原理 及零點(diǎn)遷移問題。了解其他一 些物位測(cè)量?jī)x表。 5、 了解常見的溫度檢測(cè)儀表 及方法、重點(diǎn)掌握熱電偶溫度 計(jì)的測(cè)量原理及溫度補(bǔ)償?shù)? 問題。掌握熱電阻及其測(cè)溫原 理。了解溫度變送器的作用。 6、 了解顯示儀表的功能、各 種顯示方式。 13

7、講授 討論 1、4、5 4 四、自動(dòng)控制儀表 1. 概述； 2. 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過渡 過程的影響； 3. 自動(dòng)控制儀表。 1、 了解控制儀表的發(fā)展?fàn)顩r。 2、 掌握常見的基本控制規(guī)律、 PID控制作用規(guī)律的特點(diǎn)和使 用。 3、 了解模擬式控制器的基本 組成和DDZ-III型控制器的特 點(diǎn)。 4 講授 討論 1、4、5  4、了解數(shù)字式控制器的基本 組成和特點(diǎn)。可編程控制器的 功能和特點(diǎn) 5 五、執(zhí)行器 1. 氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)、分類、流量 特性、控制閥的選擇； 2. 電氣轉(zhuǎn)換器與電氣閥門定位器。 1、 了解氣

8、動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及 分類。 2、 掌握控制閥的流量特性及 控制閥的選擇。 3、 了解閥門定位器的功能和 選用。 4、 了解電動(dòng)執(zhí)行器概念及分 類。 5、 了解電氣轉(zhuǎn)換器及電氣閥 門定位器概念及工作原理。 4 講授 討論 1、4、5 6 六、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng) 1. 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)組成和儀表的選 擇 2. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述 3. 集散控制系統(tǒng) 1、 掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)組成及 組成環(huán)節(jié)的選用。 2. 掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組 成。 3. 了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特 點(diǎn)和發(fā)展過程。 4、 了解集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 和基本構(gòu)成。 4 講授

9、討論 3、5、6 五、 其他教學(xué)環(huán)節(jié)（課外教學(xué)環(huán)節(jié)、要求、目標(biāo)） 課后作業(yè)重點(diǎn)內(nèi)容： 第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念中表示形式中方框圖的使用，控制系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)。 第三章檢測(cè)儀表與傳感器中檢測(cè)儀表的精度計(jì)算與選擇和壓力表的選用，流量計(jì)的基本原 理，液位計(jì)的零點(diǎn)遷移，溫度計(jì)中熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。 第四章自動(dòng)控制儀表中基本控制規(guī)律。 第六章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中各組成環(huán)節(jié)的選用。 六、 教學(xué)方法 本課程以課堂教學(xué)為主，結(jié)合作業(yè)、自學(xué)及測(cè)驗(yàn)等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。 從化工儀表在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用出發(fā)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本概念的理解。為了提高教學(xué)效果，課 堂上盡量多地引入現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際

10、例子進(jìn)行授課，課后進(jìn)行輔導(dǎo)答疑、布置相應(yīng)數(shù)量的作業(yè)。通 過輔導(dǎo)答疑和完成一定數(shù)量的作業(yè)，讓學(xué)生理解化工儀表的基本原理和化工自動(dòng)化的基本概 念及組成，控制手段。 如在熱電偶溫度計(jì)的測(cè)量原理過程中，重點(diǎn)講解熱電現(xiàn)象和熱電偶的測(cè)溫原理，重點(diǎn)強(qiáng) 調(diào)熱電偶的熱電勢(shì)只有在冷端溫度恒定的條件下才和熱端溫度具有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，為后面講 補(bǔ)償導(dǎo)線、冷端溫度補(bǔ)償打下鋪墊。畫圖說明熱電偶溫度計(jì)測(cè)量原理，強(qiáng)調(diào)不同分度號(hào)的熱 電偶在相同溫度下其熱電勢(shì)是不同的。對(duì)應(yīng)附錄表中不同分度號(hào)的熱電偶舉實(shí)例，說明熱電 偶溫度計(jì)的測(cè)量溫度補(bǔ)償，加深學(xué)生對(duì)熱電偶和熱電勢(shì)的理解。再通過課堂提問，解答習(xí)題 的方式，提高學(xué)生對(duì)

11、補(bǔ)償導(dǎo)線的概念、冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ睦斫獬潭取? 七、考核方式 最終成績(jī)由出勤、平時(shí)作業(yè)成績(jī)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)等組合而成。各部分所占比 例如下： 出勤：20%o主要考核對(duì)每堂課學(xué)生的出勤情況。 平時(shí)作業(yè)成績(jī)：10%o主要考核對(duì)每堂課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度。 平時(shí)測(cè)驗(yàn)成績(jī)：20%o主要考核階段知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。主要由平時(shí)課堂筆記，當(dāng)堂提問和 現(xiàn)場(chǎng)答題組成。 期末考試成績(jī):50%o主要考核化工儀表及自動(dòng)化基本概念、基本分析計(jì)算方法的掌握程度。 書面考試形式。題型為1、選擇題2、填空題3、問答題4、計(jì)算題等。 八、教材及參考書目 1. 教材： [1] 化工儀表及自動(dòng)化（第五版）.厲玉鳴.化學(xué)工業(yè)出版社,2011. 2. 參考書目： [1] 化工自動(dòng)化及儀表.張?zhí)N端.華東化工學(xué)院出版社，2008. [2] 化工儀表及自動(dòng)化.孟華.化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [3] 化工自動(dòng)化及儀表.楊麗明.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.