自动化仪表及过程控制课程教学大纲
自动化仪表教学大纲
任务1：《测控仪表参数检测》任务教学大纲第一部分大纲说明一、工作任务名称：测控仪表参数检测二、先修任务：无三、工作任务涉及课程：过程控制与仪表第二部分大纲正文一、《过程控制与仪表》课程理论学时：30学时实训学时：30学时总学时： 60学时（一）理论任务单元教学内容和学时分配1．检测仪表基础知识（10学时）（1）温度检测及仪表（4学时）（2）压力检测及仪表（4学时）（3）流量检测及仪表（2学时）2. 控制仪表基础知识（10学时）（1）模拟式控制器（2学时）（2）数字式PID控制器（4学时）（3）可编程逻辑控制器（4学时）3. 控制系统设计与参数整定（10学时）（1）简单控制的结构、组成及设计步骤（4学时）（2）各种调节规律对控制系统的影响（2学时）（3）掌握PID参数整定过程（4学时）（二）实训任务单元内容和学时分配1．检测仪表基础知识（20学时）（1）实训任务1:使用仪表进行温度检测（4学时）实训内容：使用仪表进行温度检测。
实训目的：通过使用仪表测量外界温度掌握仪表的规范使用。
（2）实训任务2：虚拟仪表使用（6学时）实训内容：虚拟测量软件下温度测量模块使用。
实训目的：通过使用虚拟仪表对外界温度测量掌握相关软件的应用和配置。
（3）实训任务3：虚拟仪表和仪表的结合使用（4学时）实训内容：通过两种方式进行相关温度的综合测量。
（4）实训任务4：传感器（6学时）实训内容：对温度传感器控制。
实训目的：通过该实训使学生深入了解测量温度传感器的使用，掌握控制温度测量的通信方式。
2.控制仪表基础知识（4学时）（1）实训任务1:使用控制仪表进行检测（4学时）实训内容：使用控制仪表进行检测。
实训目的：通过使用控制仪表测量，掌握控制仪表的规范使用。
3. 控制系统设计与参数整定（6学时）（1）实训任务1：控制部分应用（6学时）实训内容：采用控制芯片与温度传感器模块进行数据交互。
实训目的：掌握如何控制测量温度检测过程，深入理解采用仪表仪器进行温度测量的原理。
2024版工业自动化仪表及过程控制培训教案
目录•工业自动化仪表概述•过程控制基本原理•工业自动化仪表选型与安装调试•过程控制策略设计及优化方法•工业自动化仪表维护保养与故障排除•过程控制系统集成与智能化发展趋势工业自动化仪表概述分类根据测量原理、功能和应用领域等不同角度，工业自动化仪表可分为多种类型，如温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表、分析仪表等。
定义工业自动化仪表是指在工业生产过程中，用于对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表。
定义与分类发展历程及趋势发展历程工业自动化仪表经历了从机械化、电气化到数字化、智能化的发展历程，不断推动着工业生产的自动化和智能化水平提升。
发展趋势未来工业自动化仪表将更加注重高精度、高可靠性、低功耗、多功能集成和智能化发展，同时随着物联网、大数据等技术的融合应用，工业自动化仪表将实现更加广泛的互联互通和智能化应用。
应用领域与市场需求应用领域工业自动化仪表广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织等各个工业领域，是实现工业生产自动化和智能化的重要基础。
市场需求随着工业生产的不断发展和技术进步，工业自动化仪表市场需求不断增长。
未来市场将更加注重产品品质、技术创新和服务质量等方面的竞争。
同时，随着国家对于环保和节能减排政策的不断加强，工业自动化仪表在环保监测和能源计量等领域的需求也将不断增长。
过程控制基本原理过程控制概念及目标过程控制定义过程控制是对工业生产过程中的各种工艺参数进行实时检测、调节和控制，以确保生产过程的稳定、高效和安全。
过程控制目标实现生产过程的自动化、智能化和优化，提高产品质量、降低能耗和减少环境污染。
被控对象指需要控制的工艺参数或设备，如温度、压力、流量等。
测量变送器将被控对象的参数转换为标准信号，如温度变送器、压力变送器等。
控制器接收测量变送器的信号，根据设定的控制规律进行计算，并输出控制信号。
执行器接收控制器的输出信号，对被控对象进行调节或控制，如阀门、电动机等。
过程控制系统组成要素过程控制性能指标评价方法01静态性能指标包括稳态误差、静态精度等，反映系统稳态性能的好坏。
《过程控制与自动化仪表》—教学教案
《过程控制与自动化仪表》课程教案（2）闭环控制系统-输入量输出量反馈元件控制器被控对象+反馈量偏差不仅有一条从输入端到输出端的前向通路，还有一条从输出端到输入端的反馈通路。
输出量通过一个测量变送元件反馈到输入端，与输入量比较后得到偏差信号来作为控制器的输入，反馈的作用是减小偏差，以达到满意的控制效果。
闭环控制又称为反馈控制。
如果输入量和反馈量相减则称为负反馈；反之，若二者相加，则称为正反馈。
控制系统中一般采用负反馈方式。
输入量与反馈量之差称为偏差信号。
系统的输出量能够自动地跟踪输入量，减小跟踪误差，提高控制精度，抑制扰动信号的影响。
案例分析：5.过程控制系统的特点（1）系统由被控对象与系列化生产的自动化仪表组成。
（2）被控对象复杂多样，通用控制系统难以设计。
（3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高。
（4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制。
（大屏幕投影）解说闭环控制系统，举例分析，让学生加深印象《过程控制与自动化仪表》课程教案教学时间教学内容注释5分钟回顾上节课内容，进行复习提问。
开环和闭环的特点。
80 分钟二、相关知识1.过程控制系统的组成过程控制系统一般由自动化装置及生产装置两部分组成。
（1）被控对象：又称为被控过程。
它是控制系统的主体，在过程控制系统中，是指需要控制其工艺变量的生产设备或机器。
（2）变送器：其作用是将被控制的物理量检测出来并转换成工业仪表间的标准统一信号。
（3）控制器：又称为调节器。
其作用是根据反馈量与输入量比较得出的偏差，按一定的规律运算后对执行器发出相应的控制信号或指令的装置。
（4）执行器：其作用是依据控制器发出的控制信号或指令，改变操纵变量，从而对被控对象产生直接的控制作用。
系统的各种作用量有以下几个：（1）被控变量：是表征生产设备或过程运行状况，需要加以控制的变量，也是过程控制系统的输出量，。
（2）设定值：又称给定值，是工艺要求被控变量需要达到的目标值，也是过程控制系统的输入量。
《自动化仪表及过程控制》课程教学大纲
自动化仪表及过程控制》课程教学大纲英文名称：Automatic Instruments and Process Control 课程编号：适用专业：自动化学时：54 学分： 3 课程类别：专业方向课课程性质：限选课一、课程的性质和目的《自动化仪表及过程控制》是自动化专业的重要专业课。
本课程在系统简明地阐述常用过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上，同时介绍自动调节系统设计和整定的基础知识，通过本课程的学习，使学生掌握生产过程控制的基础知识和基本应用技术。
二、课程教学内容概述主要内容：1、自动化仪表的概念及其发展；2、DDZ 仪表及其控制系统；3 、自动化仪表的基本性能指标。
第一章检测仪表基本内容和要求：1、了解温度测量的概念和工业上常用的测量方法；2 、掌握热电偶的测温原理及其应用；3 、掌握热电阻的测温原理及其应用；4、理解温度变送器的基本结构；5、了解工业生产中压力参数的概念和常用压力测量原理；6、理解压力式、力平衡式、位移式和固态测压元件及其变送器的工作原理；7、理解节流式、容积式流量测量的基本原理及其应用。
8、理解涡轮、电磁、漩涡等流量测量方法的应用；9、理解浮力式、静压式、电容式、超声式等常用液位测量原理；10、了解成分分析仪表的基本概念。
教学重点：1、常用温度仪表、压力仪表、液位仪表、流量仪表和成分仪表的工作原理及其应用。
2、分度表，分度号，热电偶的冷端延伸和冷端补偿，热电阻的三线制；3、差动电容压力变送器工作原理；4、差压流量计的流量公式；5、差压变送器的零点迁移原理。
第二章调节器基本内容和要求：1、重点掌握PID 调节规律的原理及其应用；2、理解PID 模拟电路的结构原理；了解二位式和连续调节仪表应用的基础知识；3、理解数字PID 算法基本表达式及其原理；4、简单了解工业现场常用模拟和数字调节器的基本结构及其应用。
教学重点PID 调节规律的原理及其应用；第三章集散控制系统和现场总线控制系统基本内容和要求：1 、了解单回路可编程调节器的概念2、了解DCS 系统的基本概念；3 、理解DCS 系统的结构特点及其组成；4 、理解DCS 控制站和操作站的功能；5 、了解FCS 系统的基本概念；第四章执行器和防爆栅基本要求1 、熟炼掌握气动调节阀的基本结构、原理及其应用等基本概念；2 、熟悉调节器流量特性的定义及其应用；3 、理解和掌握气动执行器气开/气关的形式及其选择原则；4、了解电动执行器及电气转换器的基本原理；5 、简单了解工业控制系统防爆的基本概念。
过程控制与自动化仪表教学设计
过程控制与自动化仪表教学设计背景介绍过程控制与自动化仪表主要用于工业领域中的自动化生产控制过程中，通过仪表测量和控制来实现生产自动化管理。
因此该领域的人才非常稀缺，且在目前的技术变革中，亟需培养更多实践操作的专业人才。
据此，我们开始进行过程控制与自动化仪表课程设计。
教学目标•理解过程控制的基本概念和原理；•掌握自动化仪表的结构和原理；•学习使用自动化仪表的技术方法和步骤；•培养学生自我学习和实践操作的能力。
课程内容•过程控制基础知识介绍：包括过程控制定义、分类、控制对象、控制系统、反馈控制等基础知识；•仪表基础知识介绍：包括仪表的分类、特点、结构、使用说明以及校验方法等基础知识；•传感器与执行机构：包括传感器原理、类型、特点以及执行机构原理、构造和使用等；•仪表信号处理技术：涵盖传感器输出信号处理、信号调理与放大、数字化技术原理以及信号调制和变换等；•自动化控制：详细介绍闭环控制、开环控制、PID控制、自适应控制等方法和工业控制的核心技术。
教学方式本课程采取“理论学习+实验操作”相结合的教学方式，前期讲授理论知识，后期进行实验操作。
特别是在实验操作中，通过让学生使用仪器设备进行实际工作，提高学生的实践操作能力、分析问题的能力和创新思维。
课程评估方式•实验报告，记录实验操作过程中发现的问题和解决方案；•课堂小测验，测试学生对理论知识的掌握程度；•过程考核，考核学生对自动化仪表的掌握程度；•期末成绩，由理论考试和实验操作综合评估得出。
总结过程控制与自动化仪表已经成为现代工业生产的重要组成部分，通过本课程培养出高素质、应用型人才至关重要。
因此我们将不断完善课程内容和教学方法，全面提升学生成为实践操作的掌握者和优秀的自动化生产专业人才。
《自动化仪表与过程控制》课程教案
大学教案(首页)院(系)：电子工程教研室(系)：自动化大学教案学时：2学时：4学时：4大学教案学时：2本章思考题和习题习题：1-5思考题：哪一种形式的仪表是根据压电效应实现压力测量的思考题：电容式差压变送器测量部分如图所示，问其中哪部分是作为测量膜片的电容动极片？主要参考资料范玉久.《化工测量及仪表》.化学工业出版社吴九辅.《现代工程检测及仪表》.石油工业出版社侯志林.《过程控制及自动化仪表》.机械工业出版社天津大学化工学院主编.《注册化工工程师执业资格考试基础考试(下)复习教程与模拟试题》. 天津大学出版社.备注大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2本章思考题和习题某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行控制。
图示为采用不同比例度时系统的过渡过程（其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。
试判断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？A 曲线aB 曲线bC 曲线cD 曲线d主要参考资料历玉鸣，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社赵玉珠，《测量仪表与自动化》，石油大学出版社张宝芬，《自动检测技术及仪表控制系统》，化学工业出版社周泽魁，《控制仪表与计算机控制装置》，化学工业出版社康光华，《电子技术基础》，高等教育出版社备注大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2本章思考题和习题习题：4-3，4-5思考题：图为贮罐液位控制系统，为安全起见，贮罐内液体严禁溢出。
当选择流出量Q 为操纵变量时，其控制阀和控制器分别应如何选择作用方向？（A）气关式、正作用（B）气开式、正作用（C）气关式、反作用（D）气开式、反作用主要参考资料历玉鸣.《化工仪表自动化》.第三版. 化学工业出版社吴九辅.《仪表控制系统》.石油工业出版社刘巨良.《过程控制仪表》.化学工业出版社侯志林.《过程控制及自动化仪表》.机械工业出版社天津大学化工学院主编《.注册化工工程师执业资格考试基础考试(下)复习教程与模拟试题》. 天津大学出版社.备注大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：2大学教案学时：241。
工业自动化仪表与过程控制课程教学大纲(精)
《工业自动化仪表与过程控制》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：AU3062、课程名称（中/英文）：自动化仪表及DCSAutomation Instrument and DCS3、学时/学分：36学时/2学分4、先修课程：检测技术5、面向对象：本科三年级学生6、开课院（系）、教研室：自动控制教研室7、教材、教学参考书：自动化仪表与过程控制、施仁、电子工业出版社、2003.03二、本课程的性质和任务自动化仪表与过程控制课程是电气自动化专业的一门专业技术课程，是一门与实践联系密切的课程之一。
本课程的任务是使考生明白仪表是实现生产过程自动化的重要技术工具，从而使考生获得自动化仪表与过程控制的基本知识、基本理论和分析使用方法，初步具有调节系统、复杂调节系统的结构选型以及自动调节系统的设计，分析能力。
三、本课程教学内容和基本要求第一章讲述电动单元组合仪表的分类、自动化仪表的基本技术指标，掌握各种自动化仪表工作原理。
第二章讲述调节器的结构和工作原理，PID调节器的阶跃响应和频率特性。
第三章讲述执行器的组成和功能及防爆栅的基本工作原理。
第四章讲述集散控制系统的发展及组成、内部仪表简介和缓冲罐选择控制组态。
第七章讲述各种复杂调节系统的设计。
第八章讲述自动调节系统在生产过程中的应用举例。
四、实验（上机）内容和基本要求本学期未安排实验，拟组织一次公司展示和参观讲解(ABB)。
安排一次校内实验演示。
五、对学生能力培养的要求掌握检测仪表、调节器、执行器及防爆栅的组成，工作原理、性能特点和使用方法。
掌握调节对象的动特性、测试方法和数据处理技术。
在了解对象特性基础上，根据过程控制系统设计要求，选择相应检测仪表、调节器、执行器组成一个单元组合仪表的控制系统。
掌握过程控制系统的设计方法和系统参数整定方法。
六、其它说明起草者：王林审阅者：田作华。
自动化仪表与过程控制第四版教学设计
自动化仪表与过程控制第四版教学设计一、教学目标自动化仪表与过程控制课程是电气工程及相关专业本科生必修课程之一。
本课程的目标是培养学生掌握自动化仪表与过程控制相关技术与知识，提高其综合实践能力和解决工程问题的能力。
具体目标如下：•掌握自动化控制及仪表系统组成、功能及应用。
•熟悉现代测量仪器与控制器的原理、参数设置及应用。
•能够分析并设计自动化控制系统电路及控制程序。
•了解自动化运动控制及应用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1. 自动化控制及仪表系统概述这部分内容主要介绍自动化控制系统的概念、分类、组成和工作原理，以及仪表系统的分类、特点和应用。
2. 现代测量仪器与控制器技术这部分内容主要介绍流量测量、压力测量、温度测量、湿度测量、电量测量等方面的测量仪器与控制器的原理、参数设置及应用。
3. 自动化控制系统设计这部分内容主要介绍自动化控制系统的设计方法与技术，包括控制系统的模型建立、控制器的选型与参数设置、控制程序的编制与测试等内容。
4. 自动化运动控制这部分内容主要介绍自动化运动控制的基本原理和应用，包括运动控制系统的组成结构、运动控制的方法及控制器的选型与参数设置等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括：1. 理论授课在理论课中，教师将介绍课程内容，并让学生通过案例讨论、问题解决等方式掌握相关知识。
2. 实验教学本课程的实验教学分为两部分：模拟实验和实物实验。
模拟实验主要采用计算机仿真软件进行，实物实验包括电机控制、温度测量、流量测量等实验内容。
3. 上机练习为了让学生更好地掌握和应用课程内容，本课程将安排一定数量的上机练习。
4. 课程设计在课程设计中，学生将根据自己所学知识设计一个实际的自动化控制系统，并进行实现与测试。
四、教学评估本课程的评估主要采用以下两种方式：1. 考试评估本课程将安排2次考试，分别为期中考试和期末考试。
考试内容将涵盖理论知识及实验技能等方面内容。
《过程控制与自动化仪表》—课程标准及章节教学设计
《过程控制与自动化仪表》课程标准招生对象：教学时数：学历层次：课程代码：修业年限：学分数：适用专业：制订人：一、课程概述1．课程定位“过程控制与自动化仪表”是电气自动化技术专业的核心课程，是针对电气自动化设备装配调试岗位的典型工作任务而设置的课程。
通过本课程学习,使学生掌握过程控制基本知识和常用变送器、控制器、执行器的基本应用，熟悉常用生产过程自动化设备和典型过程控制系统，具有过程控制系统的集成、组装、调试、运行、维护、管理等职业能力。
本课程的前导课程有“电子技术”、“电机与电气控制”、“PLC控制技术”等，后续主要是“岗位综合实训”、“顶岗实习”等实践教学环节。
2．设计思路（1）内容设计根据电气设备装配调试员岗位中的仪表校准与参数调整、过程控制系统装配与调试等典型工作任务，选择来源于企业且涵盖温度、流量、压力、物位等参量控制的典型过程控制系统，结合行业标准，选取液位定值控制系统、温度定值控制系统等真实产品作为课程教学项目。
遵循学生认知规律，按照由浅入深、由简单到复杂的原则，进行项目序化，将自动控制系统的建模、自动控制系统的分析及校正无缝融合到项目教学过程中。
按控制系统建模、分析及校正、变送器类型与选择、执行器设计与选型、控制器方案设计与调试等系统调试与运行维护的工作过程，组织精选教学内容。
（2）教学设计项目教学以教师为主导、学生为主体，采用“理论+实践”的方法组织实施。
教学过程采用多媒体教学法、实践操作法等教学方法相结合，在课堂教学、仿真教学与实验操作教学等多种教学手段的配合下，经过理论考核、综合平时表现及实验考核对学生进行综合评价，以实现本课程教学。
二、课程目标1.掌握典型控制系统建模、性能分析及校正的方法；2.具备常用带控制点工艺流程图的识图与制图能力；3.具备根据工艺与控制要求，合理选择变送器、执行器的选型及调试能力；4.具备根据工艺和控制要求，合理整定智能PID控制器参数能力；5.掌握DCS和FCS控制系统安装与调试方法；6.具有技术资料编写能力；7.具有一定的沟通能力和团结协作精神。
过程控制系统与仪表课程教学大纲-测控技术
《过程控制系统与仪表》课程教学大纲课程代码：060231010课程英文名称：Process control system and instrument课程总学时：32 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：测控技术与仪器大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是测控技术与仪器专业的专业基础必修课。
课程的任务是初步掌握工业自动化仪表和工业过程控制的基础理论知识和基本技能。
利用各种工业仪表获取各种工业生产过程的数据信息，从而实现工业过程的自动化控制。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求掌握各种工业测量仪表的功能、原理、结构及工业过程中仪表的选用原则和方法，包括传感器，变送器，调节器和执行器。
掌握工业过程控制系统的基础知识，包括工业控制系统的原理构成，各种控制规律的选择，控制对象的特性。
掌握实际系统中主要工业仪表的装置原理、结构、功能及参数的选取。
了解新型工业过程仪表的检测原理与结构。
重点掌握围绕温度、流量、液位、压力等四个常见工业过程控制参数的测量、控制原理以及PID控制算法的应用。
（三）实施说明大纲内容以王再英的《过程控制系统与仪表》为主教材讲解，适当补充少量教材外的内容。
大纲实施过程中应突出实践能力的培养，注重实例教学、课堂笔记的强调。
讲授内容要分清每一部分在课程整体中所处的地位和作用，并突出重点内容。
（四）对先修课的要求《自动控制原理》、《电路》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《传感器与检测技术》。
（五）对习题课、实验环节的要求。
本大纲以实施应用能力教育为目的，培养学生独立地分析问题、解决问题。
对习题内容的选择可根据课程的进展情况灵活掌握，使学生能够与时俱进。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查。
2.考核目标：在考核学生对过程控制系统与仪表构成的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考查过程控制系统与仪表的分析、设计等能力。
3.成绩构成：期中考查（开卷测验）40%和期末考查（开卷测验）60%总和，最终成绩按优秀，良好，中等、及格和不及格五级制（或百分制）给出。
2024版自动化仪表与过程控制培训教材
01
反馈控制原理
将被控变量的测量值与设定值进 行比较，根据偏差进行调节，使
被控变量稳定在设定值附近。
02
前馈控制原理
根据扰动量的大小和方向，提前 对系统进行调节，以减小或消除
扰动对被控变量的影响。
03
过程控制方法
包括PID控制、模糊控制、神经 网络控制等，根据被控对象的特 点和控制要求选择合适的控制方
制定维护保养计划表
将维护保养内容按照周期进行排列， 形成计划表，方便执行和检查。
明确维护保养内容
包括仪表的清洁、润滑、紧固、调整 以及防腐等。
常见故障类型及诊断方法
01
仪表无指示或指示异常
检查电源、信号线路、传感器 等是否正常，判断是否为仪表
内部故障。
02
仪表控制失灵
检查控制阀门、执行器等是否 正常，判断是否为控制系统故
自动化仪表与过程控制培训教 材
目录
• 自动化仪表概述 • 过程控制基本原理 • 自动化仪表选型与安装 • 过程控制系统设计与实施 • 自动化仪表维护与故障排除
目录
• 过程控制系统优化与升级 • 培训教材编写与使用方法
01
自动化仪表概述
自动化仪表定义与分类
01
自动化仪表定义
02
自动化仪表分类
自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的设 备，广泛应用于各种工业自动化领域。
性能评估模型构建
03
基于数据分析，构建性能评估模型，对系统性能进行量化评估。
优化策略制定及实施效果评估
1 2
瓶颈分析 针对系统性能瓶颈，进行深入剖析，找出制约因 素。
优化方案制定 根据瓶颈分析结果，制定针对性的优化方案。
自动化仪表与过程控制第五版课程设计
自动化仪表与过程控制第五版课程设计一、引言自动化是现代工业生产中不可或缺的组成部分。
它利用各种不同类型的器件、传感器和计算机技术，实现自动化管理和监控生产过程。
在工业领域，自动化设备的应用很广泛，特别是在生产工艺控制和监测方面。
本课程设计旨在帮助学生加深对自动化仪表与过程控制的理解，熟悉常见自动化设备的原理、类型、使用和维护，通过实际的实验和编程练习，了解控制系统的应用。
二、课程设计目标本课程设计的目标有以下几个方面：1.理解自动化仪表的基本原理和组成结构，了解各种常见类型传感器和仪表的使用和维护方法。
2.学习控制系统的设计和构建，了解各种控制器的基本原理和常见控制方法。
3.掌握工业自动化过程控制的方法和策略，学会使用PLC和DCS等工控系统设备进行过程控制。
4.能够熟练使用自动化软件，掌握PLC编程和HMI界面设计的基本方法。
5.能够独立完成自动化系统的设计与实现，对现代工业自动化有更深刻的理解和认识。
三、课程设计内容本课程设计的内容包括以下几个方面：3.1 仪表原理和维护1.仪表类型、特点、应用范围和功能分类。
2.传感器原理和常见类型，如压力传感器、温度传感器和流量传感器等。
3.信号调理电路设计和现场仪表校验。
4.仪表维护与保养。
3.2 控制系统设计1.反馈控制原理和控制系统的组成结构。
2.控制器类型和控制方式，如PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
3.控制系统参数调节和优化。
4.控制系统建模和仿真。
3.3 过程控制系统1.工业过程控制系统的组成和分类，如PLC、DCS和SCADA等。
2.工业通讯协议和现场总线技术。
3.过程控制编程和HMI界面设计。
4.过程控制算法和策略。
3.4 实验设计与模拟1.选取典型的自动化系统并进行分析和实验。
2.进行控制系统调试和参数调节优化。
3.进行HMI界面设计和PLC编程实现。
4.模拟和仿真控制系统，提高解决问题的能力。
3.5 综合设计项目1.根据实际需求和工艺生产过程的特点，进行自动化系统的综合设计。
030231010-过程控制系统与仪表课程教学大纲
《过程控制系统与仪表》课程教学大纲课程代码：030231010课程英文名称：Process control system and instrument课程总学时：32 讲课：24 实验：8 上机：0适用专业：测控技术与仪器大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是测控技术与仪器专业的选修课。
课程的任务是初步掌握工业自动化仪表和工业过程控制的基础理论知识和基本技能。
利用各种工业仪表获取各种工业生产过程的数据信息，从而实现工业生产的自动化控制。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求掌握各种工业测量仪表的功能、原理、结构及工业过程中仪表的选用原则和方法，包括传感器，变送器，调节器和执行器。
掌握工业过程控制系统的基础知识，包括工业控制系统的原理构成，各种控制规律的选择，控制对象的特性。
掌握实际系统中工业仪表的装置原理、结构、功能及参数的选取。
这是工程技术人员必须掌握的基本知识。
了解工业控制技术的发展及新型的检测及控制装置。
针对基本任务，本课程应围绕着各种控制系统设计所涉及到的参数及各种控制仪表来展开。
（三）实施说明大纲所写内容不一定全部在课堂讲授，可在以硬件为主的基础上，详略不同的介绍。
素质教育应贯穿于每一门课程的教学过程，站在培养新时代人才的整体高度上，看待本课程应承担的职责。
讲授内容要分清每一部分在课程整体中所处的地位。
对课程各环节应实施统一调配，增强教学的效果。
（四）对先修课的要求《自动控制原理》、《电路》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》（五）对习题课、实验环节的要求本大纲以实施素质教育为目的，培养学生独立地分析问题、解决问题。
对习题内容的选择可根据课程的进展情况灵活掌握，使学生能够与时具进。
实验是对理论教学的补充，应具有真实性和综合性。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查。
2.考核目标：在考核学生对仪表构成的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考查学生的分析能力、设计能力和各种测控量计算等能力。
《自动化仪表》课程教学大纲
《自动化仪表》课程教学大纲课程代码：030142003课程英文名称：Automatic Instruments课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：自动化专业大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程讲授生产过程自动化控制系统中使用的各种检测、控制仪表的工作原理，及组成控制系统的使用方法。
通过本课程的学习，使学生掌握自动化仪表的基本知识、基本理论和分析使用方法，初步具有调节系统、复杂调节系统的结构选型以及自动调节系统的设计、分析能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求基本知识。
要求学生充分认识自动化仪表在过程自动化控制过程中的作用；掌握各种检测仪表、变送仪表、显示仪表和控制器的作用和工作原理；了解和掌握现场总线控制系统中现场仪表的主要特点和基本结构。
基本能力。
通过学习使学生具备利用自动化仪表进行工业过程自动控制的基本能力。
基本技能。
学生会进行常用检测、变送仪表的测量和使用，会在系统中合理的使用仪表。
（三）实施说明教师在课堂上应对基本原理概念等进行必要的讲授，并对其中的重点和难点作较详细的论述。
讲课中应当理论联系实际，可通过实例进行讲解，也可采用电子教案或CAI 课件授课，以加深学生对有关概念、理论和方法的理解。
采用引探教学方法，教师讲授紧密结合课堂讨论，注重培养学生独立分析问题、解决问题的能力。
以提问的形式直接引入教学内容，通过教、学、做相结合的教学模式，从应知、应会两个方面进行教学；并通过问答讨论和课前予习来提高学生学习的积极性、主动性，通过课后练习来加深理解课堂内容，更好地掌握理论知识。
（四）对先修课的要求自动检测技术和自动控制原理等课程是本课程的基础。
（五）对习题课、实践环节的要求应结合教学大纲内容，合理布置适量习题。
习题的重点是：检测仪表、调节器、执行器和防爆栅的工作原理和使用特点；现场总线仪表的基本组成和功能。
在实验条件允许的情况下，进行适量课外实验。
《过程控制与自动化仪表》教学大纲
《过程控制》教学大纲一、内容简介本教学大纲参照了相关专业的特点，结合自动化专业关于《过程控制与自动化仪表》课程的要求，按照国家教委颁布的〈自动控制课程教学基本要求〉制定的。
本课程的内容有：过程控制概述和自动化仪表概述、过程参数的检测与变送、过程控制仪表、被控过程的数学模型、简单控制系统的设计、常用高性能过程控制系统、实现特殊工艺要求的过程控制系统、典型生产过程控制与工程设计等。
二、本课程的目的和任务《过程控制》是自动化专业的重要专业课。
本课程在系统简明地阐述常用过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上，同时介绍自动调节系统设计和整定的基础知识。
通过本课程的学习可以使学生了解和掌握典型的过程检测和控制仪表的工作原理和工作性能，并能根据生产过程的特点和控制要求，选用适当的自动化仪表或计算机，组成实用型过程控制系统。
使学生初步掌握系统工程设计的思想和方法三、本课程与其它课程的关系。
学生在学习本课程之前，应学过以下课程：·高等数学·自动控制理论本课程与高等数学的关系本课程要用到的数学工具（微分、积分、微分方程求解、傅立叶级数等），应在高等数学课程中解决。
本课程与自动控制理论的关系通过反馈控制系统、前馈控制系统等控制方案的学习，应使学生了解自动控制系统方框图的原理，并能进行初步设计。
本课程在此基础上教学，像前馈控制系统方框图、反馈控制系统方框图等内容应在自动控制理论系统中解决。
四、本课程的基本要求1、掌握过程控制系统的组成、特点及设计步骤，并掌握自动化仪表的信号制以及防爆系统的构成。
2、熟悉变送器的构成原理和它的信号传输方式，熟悉二线制接线方式所必须满足的条件。
3、掌握压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与使用方法；熟悉压力变送器和成分检测仪表的工作原理及使用特点、适用范围；熟悉智能式变送器的特点及硬件构成。
4、掌握SLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理。
5、熟悉DDZ-Ⅲ型调节器的基本构成、电路原理及其应用特点；熟悉SLPC可编程控制器的模块指令及工作原理；熟悉智能式电动执行器的功能特点和安全栅的基本类型及构成原理。
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《自动化仪表及过程控制》课程教学大纲
英文名称：Automatic Instruments and Process Control 课程编号：
适用专业：自动化
学时： 54 学分： 3
课程类别：专业方向课
课程性质：限选课
一、课程的性质和目的
《自动化仪表及过程控制》是自动化专业的重要专业课。
本课程在系统简明地阐述常用过程量测控仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上，同时介绍自动调节系统设计和整定的基础知识，通过本课程的学习，使学生掌握生产过程控制的基础知识和基本应用技术。
二、课程教学内容
概述
主要内容：
1、自动化仪表的概念及其发展；
2、DDZ仪表及其控制系统；
3、自动化仪表的基本性能指标。
第一章检测仪表
基本内容和要求：
1、了解温度测量的概念和工业上常用的测量方法；
2、掌握热电偶的测温原理及其应用；
3、掌握热电阻的测温原理及其应用；
4、理解温度变送器的基本结构；
5、了解工业生产中压力参数的概念和常用压力测量原理；
6、理解压力式、力平衡式、位移式和固态测压元件及其变送器的工作原理；
7、理解节流式、容积式流量测量的基本原理及其应用。
8、理解涡轮、电磁、漩涡等流量测量方法的应用；
9、理解浮力式、静压式、电容式、超声式等常用液位测量原理；
10、了解成分分析仪表的基本概念。
教学重点：
1、常用温度仪表、压力仪表、液位仪表、流量仪表和成分仪表的工作原理及其应用。
2、分度表，分度号，热电偶的冷端延伸和冷端补偿，热电阻的三线制；
3、差动电容压力变送器工作原理；
4、差压流量计的流量公式；
5、差压变送器的零点迁移原理。
第二章调节器
基本内容和要求：
1、重点掌握PID调节规律的原理及其应用；
2、理解PID模拟电路的结构原理；了解二位式和连续调节仪表应用的基础知识；
3、理解数字PID算法基本表达式及其原理；
4、简单了解工业现场常用模拟和数字调节器的基本结构及其应用。
PID调节规律的原理及其应用；
第三章集散控制系统和现场总线控制系统
基本内容和要求：
1、了解单回路可编程调节器的概念
2、了解DCS系统的基本概念；
3、理解DCS系统的结构特点及其组成；
4、理解DCS控制站和操作站的功能；
5、了解FCS系统的基本概念；
第四章执行器和防爆栅
基本要求
1、熟炼掌握气动调节阀的基本结构、原理及其应用等基本概念；
2、熟悉调节器流量特性的定义及其应用；
3、理解和掌握气动执行器气开/气关的形式及其选择原则；
4、了解电动执行器及电气转换器的基本原理；
5、简单了解工业控制系统防爆的基本概念。
教学重点
1、执行器气开/气关的形式及其选择原则；
2、调节阀固有流量特性和工作流量特性；
第五章调节对象的特性及其实验测定
基本要求
1、熟练掌握单容对象动态特性的基本概念及其应用；
2、理解双容对象、容量滞后、纯滞后、自衡特性等常用概念；
3、掌握飞升曲线实验测取一阶对象特性的时域方法；
4、了解测定动态特性的频域方法和统计方法；
教学重点
1、对象动态特性及其数学描述；
2、测定动态特性中的数据处理方法；
第六章单回路调节系统设计及整定
基本要求
1、熟练掌握单回路调节系统的基本概念；
2、熟悉单回路调节系统的设计和整定的基本步骤和常用方法；
3、了解对象动态特性对调节质量的影响；
4、了解调节规律对系统动特性的影响。
教学重点
1、干扰通道和调节通道特性对调节质量的影响；
2、调节方案的确定原则；
3、干扰作用下双容对象P调节作用分析；
4、PI、PD调节作用分析；
5、工业现场常用的系统整定方法。
第七章复杂调节系统
基本内容和要求
1、理解串级调节系统的原理和结构特点；
2、了解比值、均匀、前馈调节的基本原理；
串级调节的效果分析；
第八章自动调节系统在生产过程中的应用
基本内容和要求
学习工业过程控制系统的几个实例；
例1：石油加工蒸馏装置控制系统；
例2：工业锅炉控制系统
三、课程教学的基本要求
本课程是自动控制专业本科生的专业课，理论性和应用性都较强。
因此，在教学方法上应采用课堂讲授、课后自学、课堂讨论、上机自学等方式。
教师在课堂上应对基本原理概念等进行必要的讲授，并对其中的重点和难点作较详细的论述。
讲课中应当理论联系实际，可通过计算机控制系统的实例进行讲解，也可采用电子教案或CAI课件授课，以加深学生对有关概念、理论和方法的理解。
四、课程学时分配
五、建议教材与教学参考书
［1］施仁等，《自动化仪表及过程控制（第三版）》，电子工业出版社，
［2］张宝芬，《自动检测技术及仪表控制系统》，化学工业出版社
［3］历玉鸣，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社
［4］赵玉珠，《测量仪表及自动化》，石油大学出版社
［5］多媒体课件及MatLab仿真程序，自制
［6］过程控制组态软件软件：ForceControl或组态王。