化学化工学院应用化学专业《化工仪表及自动化》教学大纲

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1、化学化工学院应用化学专业《化工仪表及自动化》教学大纲一、说明适用专业应用化学先修课程大学物理、化工原理、电子电工学总学时48(32+16)总学分2.5（一）本课程的目的、要求化工仪表及自动化是从自动控制系统的基本概念入手，系统讲述构成自动控制系统的各个基本环节，包括被控对象、测量元件及变送器、显示仪表、自动控制仪表、执行器等；以及简单控制系统、复杂控制系统与新型控制系统。通过对本课程的学习，学生应能了解化工自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作用；能根据工艺要求，与自控设

2、计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案；能在工艺设计和技术改造中，与自控设计人员合作，综合考虑工艺与控制两个方面，并为自控设计人员提供正确的工艺条件与数据；能了解化工对象的基本特性及其对控制过程的影响；能了解基本控制规律及其控制器参数与被控过程的控制质量之间的关系；能了解主要工艺参数（温度、压力、流量及物位）的基本测量方法和仪表的工作原理及其特点；在生产控制、管理和调度中，能正确地选用和使用常用的测量仪表和控制装置，使它们充分发挥作用；能在生产开停过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数

3、整定；能在自动控制系统运行过程中，发现和分析出现的一些问题和现象，以便提出正确的解决方法；能在处理各类技术问题时，应用一些控制论、系统论、信息论的观点来分析思考，寻求考虑整体条件、考虑事物间相互关联的综合解决方法。（二）内容选取和实施中注意的问题本课程总学时为48学时，其中理论课32学时，同时为了使学生理论联系实际，帮助学生掌握所学内容,安排16学时的实验课。理论课应注意典型仪表及原理的详细讲解与一些先进仪表发展方向的了解相结合；其中典型化工单元的控制方案对应化专业不要求。实验课程以实验为主，并

4、安排一定量的习题。（三）教学方法本课程的教学内容通过课堂教学、习题训练、现场参观等教学形式来全面掌握。通过主讲老师讲授、同学们讨论、上习题课的方式进行。采用多种教学方式与教学手段相结合。注意把理论与开设的实验配套讲解。（四）考核方式本课程为考察课，平时成绩及作业40%+实验成绩40%+期末化工自动化单元小设计20%；满分100分。（五）教学内容与学时分配教学章节教学内容学时安排备注1自动控制系统的基本概念32过程特性及数学模型33检测仪表及传感器94自动控制仪表35执行器36简单控制系统47复杂

5、控制系统68新型控制系统1二、大纲内容第一章自动控制系统的基本概念1.自动控制系统的组成2.自动控制系统的方块图3.过渡过程和品质指标说明与要求：(1)掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；(2)理解自动控制系统中常用的各种术语，掌握方块图的意义及画法；(3)熟悉管道及控制流程图上常用符号的意义；(4)了解控制系统的几种分类形式，掌握系统的动态与静态；(5)掌握闭环控制系统在阶跃干扰（扰动）作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。教学重点：自动控制系统的

6、组成及各环节作用，自动控制系统组成方块图，自动控制系统品质指标。教学难点：自动控制系统的过渡过程第二章过程特性及数学模型1.数学模型及描述方法2.机理建模3.描述对象特性的参数4.实测建模说明与要求：(1)了解建立被控对象数学模型的意义及数学模型的建立方法；(2)掌握用机理建模的方法建立简单对象数学模型；(3)掌握表征被控对象特性的三个参数，包括放大系数、时间常数、滞后时间的物理意义及其对控制质量的影响；(4)了解被控对象特性的实验测定方法。教学重点：一阶对象、二阶对象特性参数K、T、τ含义及其

7、对控制过程的影响。教学难点：对象数学模型建立的机理建模和实验建模，一阶对象、二阶对象特性参数K、T、τ含义及其对控制过程的影响。第三章检测仪表及传感器3.1检测仪表基本知识1.测量过程与测量误差2.检测仪表的品质指标3.检测系统中的常见信号类型4.检测系统中信号的传递形式5.检测仪表与测量方法的分类6.化工检测的发展趋势说明与要求：(1)了解化工检测的发展趋势；(2)理解测量过程与测量误差，检测仪表的品质指标；(3)掌握检测系统中的常见信号类型、检测系统中信号的传递形式、检测仪表与测量方法的分类

8、。教学重点：测量误差、检测仪表的品质指标、常见信号类型、信号传递形式。教学难点：测量误差分析、检测仪表品质指标的计算确定、检测系统中信号的传递形式。3.2压力检测1.压力单位及测压仪表2.弹性式压力计3.电气式压力计4.智能式变送器5.压力计的选用及安装说明与要求：(1)了解压力单位及测压仪表；(2)理解并掌握各类压力计的机构原理和工作原理；(3)掌握压力计的选用及安装。教学重点：弹性式压力计、电气式压力计的测压原理。教学难点：压力计的选用及安装。3.3流量检测1.差压式流量计2.转子流量计3.