过程装备控制技术教学大纲
大学过程装备控制技术及应用教案
大学过程装备控制技术及应用教案大学过程装备控制技术及应用教案一、课程名称大学过程装备控制技术及应用二、教学目标本门课程是一门面向化工、机械、材料等相关专业学生的，旨在培养学生的过程装备控制技术，使其能够掌握现代化工、机械、材料等领域中过程装备的运转方式，掌握常用的过程控制技术，并在实际工程中进行应用。
三、教学内容1. 过程装备控制概述2. 过程控制基础3. 过程控制器件与仪器4. 过程控制方法5. 通信方式与网络6. 工业过程控制应用实例四、教学方法1.讲授法通过教师的讲解、演示，介绍课程中的基础概念、基本理论和方法等。
2.实验法通过实验，经验化地掌握过程控制技术，在实验的过程中培养思考问题的能力。
3.案例分析法引导学生参与案例分析，加深对过程控制技术的理解。
五、教学资源1.教材本课程使用的教材为《过程控制技术及应用》。
2.实验设备本课程使用的实验设备为过程控制模拟实验箱、过程控制系统等。
六、考核方式：1.平时成绩包括课堂参与、作业情况等。
2.实验报告实验过程和结果的总结。
3.期末考试四大模块知识内容的综合考试。
七、参考文献1.丁松等，《过程控制技术及应用》，机械工业出版社2.张勇等，《过程控制技术与综合测试方法》，中国石化出版社3.钟颖，《工业自动化控制基础》，电子工业出版社八、教学总结通过本课程的学习，学生能够掌握现代化工、机械、材料等专业中常用的过程装备控制技术，培养学生独立思考和实践能力，为日后从事相关工作提供一定的基础。
同时，本课程也为学生自主学习以及后续职业规划提供了一个较好的基础。
过程装备控制技术及应用课程教学大纲
《过程装备控制技术及应用》课程教学大纲课程编号：04021006课程名称：过程装备控制技术及应用英文名称：Control Technique and Application of Process Equipment课程类型：必修课课程性质：专业课总学时：48 讲课学时：42 实验（实践）学时：6学分：3适用对象：过程装备与控制工程专业全日制本科生先修课程：普通物理、电工与电子技术基础、大学计算机基础、化工原理一、编写说明（一）制定大纲的依据依据教育部过程装备与控制工程专业教学指导分委员会制定的过程装备与控制工程专业培养方案，并参照本学科专业人才培养规格与培养模式的要求进行编写。
（二）课程简介本课程主要讲授过程装备控制系统组成、结构、分类及性能指标；被控对象特性、简单控制系统和复杂控制系统；压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用；传感器、过程控制变送器、调节器、执行器；计算机控制系统，先进控制系统；典型过程控制系统应用方案；培养“过程—装备—控制”一体化的复合型专业技术人才。
（三）课程的地位与作用本课程是过程装备与控制工程专业的主干专业课程之一，可以使本专业的学生将过程工艺、过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机的结合在一起；培养具有多学科知识与技能的复合型人才；本课程与其他专业课程（化工原理、过程设备设计、过程流体机械）互相联系，构成过程装备与控制工程的主干专业课程体系。
（四）课程性质、目的和任务课程性质：过程装备与控制工程专业（本科）的主干专业课程。
课程目的：通过教学过程使学生掌握过程控制的基本理论、过程检测技术方法及检测仪表、过程控制装置组成、工作原理及技术性能、化工过程典型控制系统应用方案。
课程任务：培养学生对过程装备进行控制方案分析、控制系统设计及先进控制技术的应用和开发能力。
（五）与其他课程的联系本课程学习需具备微机原理及电子技术基础知识，与其他课程（化工原理、过程设备设计、过程流体机械等）互相联系、渗透，相辅相承，构成专业课程体系。
《过程装备控制技术》课程教学大纲
《过程装备控制技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03160105课程名称：过程装备控制技术课程英文名称：Process Control Instrumentation Technology课程所属单位：机械系过程装备与控制工程教研室课程面向专业：过程装备与控制工程课程类型：必修课先修课程：工程热力学，化工原理，过程流体机械，计算机应用基础学分:2.5总学时：40（其中理论学时：36实验学时：4 ）二、课程性质与目的本课程是过程装备与控制工程专业的核心课程之一，本课程从工业过程装备自动控制的应用角度出发，介绍过程控制的基本知识；过程装备控制系统的组成、原理及其应用；压力、温度、液位、物质成份等参数的测量原理、方法及所用的仪器、仪表的结构、原理和应用；计算机自动测试技术、化工过程控制典型应用等。
使学生能够将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机的结合起来，增强在实践中获取知识、解决问题的能力，培养其科研能力。
三、课程教学内容与要求第一章控制系统的基本概念1、教学内容与要求：（1）了解自动检测、信号联锁、自动操纵、自动控制等系统：（2）掌握控制系统的工作原理及其各组成局部的作用；（3）掌握反应的概念，包括正反应、负反应、外反应和内反应；（4）了解控制系统的过渡过程及性能指标；（5）掌握对控制系统的基本要求，了解控制系统的几种分类方法。
2、教学重点：学会用系统论、信息论的观点分析广义系统的动态特性，理解信息反应的含义及作用；掌握控制系统的工作原理、基本概念和组成。
3、教学难点：广义系统中的信息反应及外反应和内反应。
第二章过程装备控制基础1、教学内容与要求：（1）熟练掌握被控对象的数学描述以及被控对象的特性参数：放大系数K、时间常数了、滞后时间「（2）熟练掌握单回路控制系统的设计；（3）熟练掌握调节器的调节规律及各种调节规律在工业自动控制中的适用性；（4）掌握调节器参数的工程整定方法；（5）了解复杂控制系统的基本原理、结构及工业应用。
《过程装备与控制工程专业毕业设计》课程教学大纲
《过程装备与控制工程专业毕业设计（论文）》教学大纲课程编号：23040105课程名称：毕业设计（论文）英文名称：Graduation Design Dissertation学时：16周学分：16适用专业：过程装备与控制工程课程性质：必修先修课程：工程制图、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备制造技术、设备管理、无损检测等一、课程教学目标1. 对专业人才培养目标支撑本课程培养学生应用基础理论知识和所学的专业知识，能分析与解决工程实际有关技术问题，进一步深化理论知识，扩展知识领域，建立工程技术观点。
树立正确的设计思想，加强创新意识、创新能力和获取新知识的培养。
要求学生掌握计算机应用、绘图、数据处理、外文阅读与翻译等实践能力及运用技术标准、规范、设计手册等资料的能力。
参与社会生产和学校科研工作，培养学生的创新能力和团队精神，为将来从事工程设计、技术开发、加工制造、设备管理、生产技术及工程应用研究等工作奠定基础。
2. 在课程体系中地位、作用工程 基础 工程力学 工程材料及机械制造基础 机械设计基础 几何量公差与检测 制造设计基础与毕业设计论文）联系 工程 专业 过程设备设计 过程流体机械过程装备制造技术 专业设计制造技术毕业设计（论文） 毕业设计（论文）是过程装备与控制工程专业本科生必修的实践性很强的综合训练。
它是为培养面向生产、管理一线的现代工程师而设置的。
《毕业设计（论文）》是一门研究过程机器及过程设备的设计、制造、规范等工程问题的科学。
《毕业设计（论文）》是加强和巩固学生对基本知识和基本技能的训练，理论联系实际，强化解决本专业实际问题的能力，可完整地设计出过程机器及过程设备等，实现设计的系统化。
《毕业设计（论文）》在过程装备与控制工程专业的课程中处于重要地位。
图1 《毕业设计（论文）》与已学相关课程的关系图2《毕业设计（论文）》与过程装备与控制工程专业其他课程的关系3. 对专业培养要求支撑通过训练学生应获得以下几方面毕业要求中的知识、能力与素质：1. 毕业要求1中的具有良好的人文社会科学素养和社会责任感，严谨、科学的学习态度，良好的工程职业道德；2. 毕业要求3中的中的掌握工程基础知识和过程装备与控制工程相关的专业基础理论知识，具有系统的过程装备实践学习经历，了解过程装备与控制工程专业前沿发展现状和趋势；3. 毕业要求4中的具备设计和实施过程装备相关的工程实验能力，并能够对实验结果进行处理与分析；4. 毕业要求5中的掌握过程装备基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识，具有综合运用过程装备与控制工程专业的理论和技术手段进行过程装备综合设计的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素；5. 毕业要求6中的掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取过程装备相关信息的基本方法；6. 毕业要求7中的了解过程工业及相关行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响；7. 毕业要求8中的具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力；8. 毕业要求9中的对终身学习有正确的认识，具有不断学习和适应发展的能力。
过程装备控制技术教学大纲
《过程装备控制技术》教学大纲制订单位：机械工程学院化机系执笔人：孙杰一、课程基本信息1．课程中文名称：过程装备控制技术2．课程英文名称：Process Equipment and Control Technique3．适用专业：过程装备与控制工程4．总学时：56学时（理论50学时，实验6学时）5．总学分：3.5学分二、本课程在教学计划中的地位、作用与任务本课程是过程装备与控制工程专业的一门专业课，在专业教学中具有重要作用。
该课程主要讲授基本控制系统及其设计理论和方法，介绍过程装备的典型装置控制设计和应用。
通过本门课程学习，可以使学生了解和掌握设备控制技术，培养学生进行控制系统设计及应用的能力。
三、理论教学内容与教学基本要求1．控制系统的基本概念（2学时）课程内容：概述；控制系统的组成；控制系统的方框图；控制系统的分类；控制系统的过渡过程及其性能指标本章重点了解控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。
2．过程装备控制基础（6学时）课程内容：被控对象的特性；单回路控制系统；复杂控制系统本章重点掌握过程控制的基础理论知识，包括被控对象特性、简单控制系统和复杂控制系统。
3．过程检测技术（16学时）课程内容：测量基本知识；误差基本知识；压力测量；温度测量；流量测量；液位测量；物质成分分析；传感器概述；计算机辅助测试系统本章重点掌握过程设备的测试技术，包括过程测量的基本概念和误差基本知识；压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用；新型传感器及计算机辅助测试系统。
4．过程控制装置（10学时）课程内容：变送器；调节器；执行器本章重点掌握过程控制装置，包括变送器、调节器和执行器三大部分。
5．计算机控制系统（10学时）课程内容：概述；计算机控制系统的组成及分类；A／D与D／A转换器；直接数字控制系统；计算机控制系统的设计与实现；提高计算机控制系统可靠性的措施；DDC的应用实例；可编程序控制器及其应用本章重点掌握计算机控制系统，包括计算机控制系统的组成及分类，A/D、D/A转换器，直接数字控制系统，计算机控制系统的设计与实现以及提高计算机控制系统可靠性的措施。
《过程装备与控制工程毕业设计2》课程教学大纲
大纲执笔人
审核人
二、课程目标
序号
代号
课程目标
OBE
毕业要求指标点
任务
自选
1
M1
目标1：培养学生自学能力、创新思维能力以及独立工作能力。
是
3.2, 12.1
2
M2
目标2：调查研究收集整理资料的能力，文献检索和运用工具书的能力，外语运用能力，方案论证、分析比较的能力。
是
2.2, 10.2
3
M3
目标3：加强使用计算机的能力，正确使用仪器仪表和进行科学试验的能力。
过程装备控制技术、过程设备设计（2-1）、过程流体机械、过程设备设计（2-2）
课程简介
（必修）
《毕业设计（2-2）》是培养学生综合素质和能力的重要实践教学环节，也是学生走上工作岗位前的最后教学环节，要求学生针对某一课题，综合运用本专业有关课程的理论和技术，通过计算分析、开发设计或者实验研究做出课题相关的解决方案，设计出工程图纸，或给出研究结论。毕业设计的主要目的和任务是培养学生工程意识、独立工作能力、自学能力、创新思维能力，进一步培养学生综合运用所学知识的能力，如调查研究收集整理资料的能力、查阅文献资料和运用工具书的能力、使用计算机的能力、绘图能力、正确使用仪器仪表进行实验研究的能力及撰写说明书或论文的能力等。经过综合训练，提高学生独立分析和解决复杂工程问题的能力。
M1,M2,M4
2周实践Βιβλιοθήκη //44
4．准备论文答辩及答辩
答辩是对学生完成任务情况进行考核的一个重要手段。通过答辩考查学生对所承担课题理解的深度和广度，考查学生的思维能力和表达能力。指导教师对学生论文写出评语，答辩小组注明意见，评定学生毕业设计成绩。
M6
《过程装备控制技术及应用》教学大纲
《过程装备控制技术及应用》教学大纲二、课程目的和任务本课程为“过程装备与控制工程”专业的核心专业课。
过程装备技术的创新，其关键首先应着重于装备内件技术的创新，而其内件技术的创新又与过控原理和技术的创新以及成套装置工艺流程技术的创新密不可分，相辅相成。
要求学生将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机的结合在一起，培养学生成为多学科知识与技能的复合型人才。
三、本课程与其它课程的关系本课程是在电工学、电子技术、普通物理、化工原理等课程的基础上，综合运用先修课程的基础知识，分析和解决化工类型生产中各种单元操作的控制问题的工程学科，是过程装备与控制工程专业的重要专业课程之一。
在本门课程中有关流量测量和化工原理的流量测量内容相近，互相补充。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）控制系统的基本概念（4学时）1、主要内容概述；控制系统的组成；控制系统的方框图；控制系统的分类；控制系统的过渡过程及其性能指标。
2、重点自动控制系统的组成。
3、教学要求了解自动控制系统组成部分；掌握方块图的意义及画法，控制系统过渡过程。
（二）过程装备控制基础（14学时）1、主要内容被控对象的特性；单回路控制系统；复杂控制系统。
2、重点单回路控制系统的设计和调节规律。
3、教学要求掌握单回路和复杂控制系统的设计，调节规律。
（三）过程检测技术（30学时）1、主要内容测量基本知识；误差基本知识；压力测量；温度测量；流量测量；液位测量。
2、重点测量过程与测量误差，仪表的性能指标；弹性式压力计，电气式压力计，压力计的选用及安装；差压式流量计，转子流量计；差压式液位变送器；热电偶温度计。
3、教学要求了解工业四大量（压力，温度，流量和液位）的测量仪表。
五、实践教学内容要求本课程无实践教学环节。
六、课程考核方式考试课，闭卷考试。
七、建议教材与教学参考书1、建议教材[1]王毅主编．过程装备控制技术及应用[M]．北京．化学工业出版社．20012、教学参考书[1]编写组合编．化工测量仪表[M]．上海．上海科学技术出版社．1989[2]厉玉鸣主编．化工仪表及自动化[M]．北京．化学工业出版社．1999。
过程装备控制技术及应用课程设计
过程装备控制技术及应用课程设计一、课程简介本课程旨在介绍过程装备控制技术的基本理论和应用，着重讲解工业过程中的自动化、过程参数控制和仪器测量技术，以及现代化工生产过程中过程控制的各种模型和算法。
同时，本课程还将培养学生灵活应用过程装备控制技术解决各种实际问题的能力。
二、课程大纲1. 过程控制基础知识•过程控制的定义和概念•过程控制中的信号、控制器、执行器以及过程变量•过程控制系统的基本要求2. 过程仪表的性能和选择•仪表的性能指标•传感器的选择和应用•仪表的安装和调试3. 控制回路基础•控制回路的基本原理•PID控制器原理及其参数调整•不同类型的控制回路4. 过程模型和仿真技术•过程建模的方法和基本概念•常用过程模型的详细介绍•仿真软件的应用和使用5. 其他过程装备控制技术•自适应控制技术•分布式控制系统•先进控制技术三、课程设计1. 题目设计一套工业液体混合设备的自动化控制系统，要求控制系统能够自动调整设备中各种液体的流量和温度，使得最终混合后的液体符合特定的生产要求。
2. 基本要求•设计一套完整的液体混合控制系统，包含传感器、控制器、执行器等多种元件。
•设计一个完整的控制回路，能够根据温度、压力等参数自动调整液体的流量和比例。
•在控制中应用PID控制技术和自适应控制技术，并对控制系统进行模型仿真。
•实现控制系统与计算机数据采集、处理和显示的接口，能够实时监测液体的流量、温度，输出相应的控制信号。
•设计系统的图形化界面，使得操作和监测更加方便。
3. 设计方法•了解液体混合设备的工作原理，理解流量和温度对混合液体质量的影响。
•选择合适的传感器和执行器，根据不同参数选择不同的采集方式。
•设计PID和自适应控制算法，优化控制回路参数，保证监测结果准确和稳定。
•利用MATLAB或Simulink等仿真软件进行模拟实验，验证控制系统的有效性和稳定性。
•设计图形界面，实现整个控制系统的可视化操作和监测。
四、课程考核1. 实验报告实验报告要求详细描述液体混合控制系统的设计思路、设计流程和仿真结果，包括图表、实验数据和分析等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
教学大纲
一、课程名称、学时和学分、适用专业、开课单位
《过程装备控制技术》 32学时 2学分
适用专业：过程装备及控制工程
开课单位：化工学院化工机械与控制工程系
二、课程的性质、目的和任务
过程装备控制技术课程可作为过程装备与控制工程专业及其相近专业的必修课或选修课。
本课程在介绍常见低压电器、可编程控制器的基础上，着重介绍常用过程装备如压缩机、泵、换热器、反应器等的控制系统的设计和实现实例。
通过介绍控制系统的设计与实现的工程样例，使学生具有综合运用相关知识，具备一定的设计和开发能力，为将来旧设备技术改造或新设备、新产品研制开发打下基础。
三、教学的基本要求
本课程内容包括：第一部分：电器控制基础，包括常用低压电器元件、电器控制线路的基本规律和电器控制线路设计基础。
第二部分：可编程控制器，包括PC的结构和基本原理、可编程控制器程序设计基础和西门子可编程控制器介绍。
第三部分：常见过程装备控制的工程实例，包括传统的机器如压缩机、泵的控制、设备如换热器、塔器、反应器的控制和过程行业的集散控制系统及现场总线控制系统介绍。
四、各章教学内容、要求和学时分配
第一章（4学时）介绍本课程特点，主要内容，要求及在专业技术中的地位；常用低压元器件的基本原理、结构以及选用原则等内容。
第二章（6学时）介绍电器控制线路的基本控制规律和设计基础。
基本规律包括：电器控制线路的若干原则；电动机控制的基本控制环节与方法；电器线路的保护措施以及常用典型控制线路；设计基础包括：过程设备电气设计的一般原则；电器控制线路设计的基本原则；电器控制线路的经验设计法和逻辑设计法；
第三章（10学时）PLC的结构和工作原理；西门子S7 300系列PLC的特点和常用指令介绍；西门子S7 300 PLC编程实例；
第四章（10学时）典型过程装备的控制及工程实例，包括：压缩机、泵、换热器、塔器和反应器的特点，工艺控制要求，设计方案和工程实例介绍；
第五章（2学时）过程行业常见集散控制系统和现场总线控制系统简介。
五、教学方式及辅助教学环节
课堂教学为主，课外辅导和小工程课题设计为辅。
六、教材及参考书
教材：以讲义、指定参考书结合多媒体作为教材。
主要参考书：
[1] 王毅主编，过程装备控制技术及应用，化学工业出版社，2001
[2] 厉玉鸣编，《化工仪表与自动化》第三版，北京：化学工业出版社。
[3] 廖常初主编，PLC编程及应用，机械工业出版社，2003
[4] 日本电气学会，韩生廉，吴惠仙译，同济大学出版社，1998
[5] 于庆广编著，可编程控制器原理及系统设计，清华大学出版社，2004
[6] 熊葵容主编，电器逻辑控制技术，科学出版社，1999
[7] 有关的参考文献。