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1、
《過程控制工程》課程教學(xué)大綱
課程代碼：
課程名稱： 過程控制工程
英文名稱： Process Control Engineering
課程總學(xué)時(shí)： 60（其中理論課 48 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 12 學(xué)時(shí)） 學(xué) 分： 4
課程類別： 必修 課程性質(zhì)： 專業(yè)課
先修課程： 電路、電子技術(shù)、微機(jī)原理、自控原理
面向?qū)I(yè)： 生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用
開課單位： 電氣工程系
一、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)
《過程控制工程》是生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)的專業(yè)課。本課程的目的是使學(xué)生
2、
在掌握過程控制基本理論和常用控制儀表選用的基礎(chǔ)上，能熟練地安裝、校驗(yàn)與維護(hù)常用控制儀表，能熟
練地正確調(diào)試簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)及常用復(fù)雜控制系統(tǒng)，較熟練地掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的開發(fā)與組織實(shí)施能力。
二、課程的教學(xué)目標(biāo)
（一）理論、知識(shí)方面
1. 能夠讀懂、并能規(guī)范地繪制常用帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。
2. 能根據(jù)儀表技術(shù)說明書的要求正確使用常用檢測(cè)儀表，能對(duì)變送器實(shí)施正確地調(diào)零、零點(diǎn)遷移、量
程擴(kuò)展操作；能根據(jù)工藝和控制要求，合理設(shè)置智能 PID 控制器的相關(guān)參數(shù)。
3. 能根據(jù)儀表技術(shù)說明書的維護(hù)要求，能對(duì)儀表的常見故障和線路故障合理
3、分析，并加以排除。
4. 能夠根據(jù)工藝與控制要求合理選擇常用的溫度、壓力、流量和物位檢測(cè)儀表。
5. 能夠根據(jù)工藝要求，綜合運(yùn)用知識(shí)和各種方法，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)并加以實(shí)施。
6. 能夠根據(jù)被控參數(shù)和系統(tǒng)特點(diǎn)，運(yùn)用臨界比例度法、衰減曲線法兩種工程整定方法，對(duì)簡(jiǎn)單控制、串級(jí)控制等控制系統(tǒng)，實(shí)施正確地調(diào)試，使系統(tǒng)在穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性的三項(xiàng)指標(biāo)基本優(yōu)化，滿足工
藝要求。
（二）能力、技能方面
1. 掌握常用工業(yè)過程控制系統(tǒng)的組成原理與性能特點(diǎn)，熟悉其適用場(chǎng)合。理解被控參數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，掌握被控參數(shù)與調(diào)節(jié)參數(shù)的合理確定方法。
2. 掌握常用過
4、程檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理； 理解各種 PID 控制規(guī)律對(duì)系統(tǒng)的作用， 掌握其使用方法。
三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求
1
（一）緒論（ 4 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
了解過程控制發(fā)展概況和過程控制的特點(diǎn) （ 1 學(xué)時(shí)） ；掌握過程控制系統(tǒng)的組成及其分類 （ 2 學(xué)時(shí)）；
了解“過程控制工程”課程的性質(zhì)和任務(wù)（ 1 學(xué)時(shí)）。
（二）控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（ 6 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型（ 2 學(xué)時(shí)）；掌握過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（ 2 學(xué)時(shí)）；掌握被控對(duì)象數(shù)學(xué)模
型的實(shí)驗(yàn)測(cè)?。?2
5、 學(xué)時(shí)）。
2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。
難點(diǎn)：過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
（三）簡(jiǎn)單過程控制系統(tǒng)（ 14 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
理解簡(jiǎn)單控制的工作原理（ 1 學(xué)時(shí)）；了解被控變量與操縱變量的選擇（ 2 學(xué)時(shí)）；掌握控制閥的選擇
（2 學(xué)時(shí)）；了解測(cè)量元件特性的影響及克服辦法（ 1 學(xué)時(shí)）；掌握常規(guī)控制器控制規(guī)律的選擇及正反作用
的確定（ 2 學(xué)時(shí)）；掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的方案實(shí)施（ 1 學(xué)時(shí)）；了解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)和控制器參數(shù)整定
（2 學(xué)時(shí)）；掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的故障及故障排除（ 1 學(xué)時(shí)）；習(xí)題課（ 2 學(xué)時(shí)）
6、。
2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：控制閥的選擇和控制器控制規(guī)律的選擇及正反作用的確定。難點(diǎn)：控制器參數(shù)整定。
（四）復(fù)雜控制系統(tǒng)（ 14 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
掌握串級(jí)控制系統(tǒng)工作原理（ 2 學(xué)時(shí)）、參數(shù)整定方法（ 2 學(xué)時(shí)）；了解均勻控制系統(tǒng)（ 2 學(xué)時(shí)）、 比值
控制系統(tǒng)（ 2 學(xué)時(shí)）、前饋控制系統(tǒng)（ 2 學(xué)時(shí)）及其它復(fù)雜控制系統(tǒng)（ 4 學(xué)時(shí)）。
2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：串級(jí)控制系統(tǒng)。
難點(diǎn)：前饋控制系統(tǒng)。
（五）典型單元的基本控制方案（ 6 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
掌握流體輸送設(shè)備的控制方案 （2
7、 學(xué)時(shí)）；掌握傳熱設(shè)備的控制 （ 1 學(xué)時(shí)）；了解精餾塔的控制 （1 學(xué)時(shí)）；
了解鍋爐設(shè)備的控制（ 2 學(xué)時(shí)）。
2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：流體輸送設(shè)備的控制方案。難點(diǎn)：鍋爐設(shè)備的控制。
（六）過程控制工程設(shè)計(jì)（ 6 學(xué)時(shí)）
1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求
掌握工程設(shè)計(jì)的基本知識(shí) （2 學(xué)時(shí)）； 掌握管道儀表流程圖 （1 學(xué)時(shí)）；了解自控設(shè)備的表達(dá) （1 學(xué)時(shí)）；了解儀表連接的表達(dá)（ 2 學(xué)時(shí)）。
2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：控制流程圖的識(shí)圖。
2
難點(diǎn)：儀表符號(hào)。
四、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求
電機(jī)學(xué)
8、實(shí)驗(yàn)安排在電機(jī)課程內(nèi)，共開設(shè) 6 個(gè)實(shí)驗(yàn)。
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
基本目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)類別
學(xué)時(shí)
1
過程控制實(shí)驗(yàn)裝置認(rèn)識(shí)及
掌握單回路過程控制系統(tǒng)，觀察控制曲線
驗(yàn)證 2
單回路 1
2
物位檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)及物
掌握物位檢測(cè)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)
PID 參數(shù)
驗(yàn)證 2
位檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成
3
流量檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)及流
掌握流量檢測(cè)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)流量計(jì)
驗(yàn)證 2
量檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成
4
加入干擾 2 的單回路 1
掌握加入干擾的單回路過程控制系統(tǒng)，觀
驗(yàn)證
9、 2
察控制曲線
5
串級(jí)控制 1
掌握串級(jí)控制系統(tǒng)
驗(yàn)證 2
6
壓力檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)及壓
掌握壓力檢測(cè)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)流量計(jì)
驗(yàn)證 2
力檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成
總
計(jì) 12
五、學(xué)時(shí)分配
序號(hào)
教學(xué)內(nèi)容
講課
習(xí)題課
實(shí)驗(yàn)
合計(jì)
1
緒論 4
2
2
控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
6
6
3
簡(jiǎn)單過程控制系統(tǒng)
14
2
6
22
4
復(fù)雜控制系統(tǒng)
14
4
18
5
10、
典型單元的基本控制方案6
2
8
6
過程控制工程設(shè)計(jì)
6
6
總
計(jì) 48
2
12
60
六、大綱說明
1. 本教學(xué)大綱是高職生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)《過程控制工程》課程的基本內(nèi)容，采用了以能力為目
標(biāo)的“任務(wù)引領(lǐng)式課程”教學(xué)模式， 按照實(shí)際的控制系統(tǒng)開發(fā)過程——控制方案、 儀表選擇、 軟硬件開發(fā)、
系統(tǒng)調(diào)試與投運(yùn)的工作過程，組織教學(xué)過程。以使知識(shí)、技能通過一個(gè)個(gè)真實(shí)的項(xiàng)目完成來掌握。這樣的
教學(xué)改革，不僅由于教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、生動(dòng)形象，教學(xué)效果好，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教
11、
3
學(xué)質(zhì)量，更是由于突出了實(shí)踐技能，將理論作為輔助支撐以及內(nèi)容的實(shí)用性與針對(duì)性的極強(qiáng)，可全面提高
學(xué)生的能力。
2. 本課程由于采用了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法，理論講授與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐完全是“一體化教學(xué)”。應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的分
析問題和解決問題的能力。在講授過程中，既要保持知識(shí)的連續(xù)性，又要注意聯(lián)系工程實(shí)際。
3. 對(duì)于部分項(xiàng)目由于實(shí)驗(yàn)實(shí)踐條件的限制而無法真實(shí)開展的，可采用模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐方式以使控制技術(shù)得到訓(xùn)練。
4．考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定 ：本課程的總成績(jī)由理論考試成績(jī)、平時(shí)作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課成績(jī) 3 部分組成，按
百分制計(jì)。其中：理論考試成績(jī)占： 70%（理論考
12、試成績(jī)通過期末閉卷考試方式評(píng)定） ，平時(shí)作業(yè)成績(jī)占：
10%（按每次作業(yè)完成情況評(píng)定） 。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)占： 20% ( 依實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況評(píng)定 )。
理論考試為閉卷筆試， 120 分鐘 ，滿分 100 分，統(tǒng)考 ，流水作業(yè)評(píng)分。
七、推薦教材與參考書目
[1] 厲玉鳴．化工儀表及自動(dòng)化．化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 年.
[2] 吳勤勤主編．控制儀表及裝置．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002年第二版 .
[3] 施仁、劉文江．自動(dòng)化儀表及過程控制．第三版，北京：電子工業(yè)出版社.2003.
[4] 王永紅主編．過程檢測(cè)儀表．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005 年.
[5] 盛克仁主編．過程測(cè)量?jī)x表．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2001 年.
[6] 林德杰主編．過程控制儀表及控制系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 年.
[7] 張寶芬等編著．自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 年.
執(zhí) 筆： ×××
審 閱： ×××
審 批： ×××
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《過程控制工程》課程教學(xué)大綱
