过程控制工程教学大纲

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过程控制教学大纲

过程控制教学大纲

过程控制教学大纲一、课程简介过程控制是自动化领域中的重要组成部分,广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业生产过程中。

本课程旨在让学生掌握过程控制的基本原理和方法,学会分析和设计过程控制系统,提高解决实际问题的能力。

二、课程目标1、掌握过程控制的基本概念、原理和常用控制算法;2、了解过程控制系统的组成、特点和分类;3、掌握过程控制系统的设计和调试方法;4、学会对过程控制系统进行性能评估和优化;5、培养解决实际问题的能力,提高综合素质。

三、课程内容1、过程控制概述:过程控制的基本概念、发展历程和应用领域;2、过程控制系统组成:工艺流程、自动化仪表、控制系统和执行机构等;3、过程控制系统设计:控制方案设计、控制系统选型、控制系统集成和调试等;4、过程控制算法:PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等;5、过程控制系统性能评估与优化:性能指标评估、系统优化和改进措施等;6、典型过程控制系统案例分析:化工、石油、电力、冶金等行业的典型过程控制系统案例分析。

四、课程安排本课程共分为理论教学和实践教学两个部分。

理论教学部分包括以上六个方面的内容,实践教学部分包括实验、课程设计和综合实践等环节。

具体安排如下:1、第一讲:过程控制概述(2学时);2、第二讲:过程控制系统组成(4学时);3、第三讲:过程控制系统设计(4学时);4、第四讲:过程控制算法(4学时);5、第五讲:过程控制系统性能评估与优化(2学时);6、第六讲:典型过程控制系统案例分析(2学时);7、第七讲:实验环节(4学时);8、第八讲:课程设计和综合实践环节(8学时)。

五、教学方法本课程采用多媒体教学、案例分析和实验相结合的教学方法。

通过多媒体教学,使学生对过程控制的基本概念和原理有更直观的认识;通过案例分析,使学生了解实际生产过程中遇到的问题及解决方法;通过实验环节,使学生能够亲手操作和体验过程控制系统的运行与调试。

六、考核方式本课程采用平时成绩和期末考试相结合的考核方式。

《过程控制工程》课程教学大纲(本科)

《过程控制工程》课程教学大纲(本科)

《过程控制工程》课程教学大纲课程编号:课程名称:过程控制工程英文名称:Process Control Engineering课程类型:专业课课程要求:必修学时/学分:5弟.5 (讲课学时:48实验学时:8上机学时:0)适用专业:自动化一、课程性质与任务1.课程性质:《过程控制工程》是自动化专业的专业课,是关于生产过程自动控制的课程,是一门基础知识综合应用能力要求较高且专业性强的专业课。

2.课程任务:开拓学生的视野,培养和提高学生综合应用基础知识以及学习、掌握新理论和新技术的能力。

生产过程自动控制是自动控制应用最广泛的领域,也是先进自动控制理论和技木应用最多的领域"通过这门课程的学习,使学生全面掌握过程对象的特点及多变的控制结构及先进控制策略,系统、深入地学习生产过程自动控制的基本理论和实现方法;掌握-些典型生产过程的整体控制方案及设计方法,学习利用自动控制相关理论和技术分析和解决复杂过程控制的工程问题,提高学生分析问题、解决问题的能力;了解过程控制领域的前沿理论与技木,开拓学生视野,以提高学生的创新和环保意识能力。

二、课程与其他课程的联系本课程是自动化专业大学本科四年级学生的专业必修课,是对《自动控制原理》、《检测与转换》课程知识的综合应用和延伸。

三、课程教学目标课程学习的总体目标:不仅要使学生能够掌握过程控制对象的特点及一般控制要求,掌握不同控制对象及控制要求下应采用何种控制结构及控制策略,学习各种基于反馈控制理论的控制结构的原理,掌握各种控制结构的分析及设计方法。

掌握过程控制中存在的非线性问题、大滞后问题、多变量耦合问题的产生原因、对控制性能的影响及常规的解决方案;掌握一些典型过程控制工程的设备状况、工作原理、控制要求,学习复杂控制过程的分析与控制系统设计方法。

1.通过本课程的学习,理解温度、压力、流量、液位、成分等过程控制对象的特点,掌握单元组合仪表的分类;了解过程对象的数学模型的机理建模法、掌握1-3种实验建模法, 达成毕业要求1.4、6.1、6.3。

过程控制工程实验教学大纲

过程控制工程实验教学大纲

课程编号:0701103课程名称:化工过程控制工程总学时:48Process-Control Engineer总学分:3课程性质:本课程是生产过程自动化专业的一门重要的专业课。

开设学期学时分配:第七学期,48学时适用专业及层次:自动化、测控技术等工科本、专科先行、后继课程情况:先行课《化工原理》、《控制原理》、《自动控制装置》后继课无紧密相关课程参考书:《化工过程控制工程》祝和运浙江大学《过程控制工程》蒋尉孙华东理工大学《过程控制》金以慧清华大学出版社《CONTROL SYSTEM DESIGN 》Graham C.Goodwm 清华大学出版社一、课程的目的与要求:本课程是自动化专业的一门重要的专业课通过学习使学生能够运用控制理论,结合工艺过程机理和控制装置(仪表和计算机)的硬件与软件知识,进行生产过程控制系统的分析、设计、运行和开发工作。

使学生在科研能力、设计能力和工程实际处理能力等方面受到初步而严格的训练。

使学生掌握化工过程控制的基本分析方法、设计方法和研究方法,具有独立的分析问题和解决问题的能力。

同时,本课程不仅担负着培养过程控制工程师的基本训练任务,而且为新技术的开发和应用打下必要的工程理论基础。

二、课程内容及学时分配:上篇过程控制系统第一章简单控制系统(12学时)(一)单回路系统的结构组成及控制指标单回路系统的典型结构,单回路系统的控制指标。

(二)过程特性与动态模型建立过程特性的类型, K、T、τ对控制指标的影响,过程动态机理模型的列写方法过程动态机理模型建立的辨识方法。

(三)测量、变送装置对控制系统的影响及选择测量信号性能,测量信号传送滞后影响与克服。

(四)调节阀的选用气动调节阀的结构,调节阀的流量系数,调节阀的流量特性,气动调节阀的选型。

(五)连续P、I、D控制及其调节过程基本概念,比例调节,积分调节,比例积分调节,比例积分微分调节。

(六)单回路系统的投运和整定控制系统的投运,控制系统的工程整定方法。

过程控制教学大纲

过程控制教学大纲

过程控制教学大纲过程控制教学大纲过程控制是现代工程领域中的重要学科,它涵盖了自动化、电子、计算机等多个学科的知识。

在工业生产中,过程控制技术的应用可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量。

因此,过程控制教学的重要性不言而喻。

本文将探讨过程控制教学大纲的设计和内容。

一、引言过程控制教学大纲的编写是为了指导教师在教学过程中有条不紊地传授知识,培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

大纲的设计应该紧密结合工业实践,注重理论与实践相结合,培养学生的综合素质。

二、基础知识过程控制教学大纲的第一部分应该包括基础知识的教学内容。

这部分内容主要包括过程控制的基本概念、控制系统的组成、传感器和执行器的原理、控制系统的稳定性分析等。

学生通过学习这些基础知识,可以对过程控制的基本原理有一个全面的了解。

三、控制策略过程控制教学大纲的第二部分应该包括控制策略的教学内容。

这部分内容主要包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等常用的控制策略。

学生通过学习这些内容,可以了解不同的控制策略在不同的工业应用中的优缺点,并能够根据具体情况选择合适的控制策略。

四、控制系统设计过程控制教学大纲的第三部分应该包括控制系统设计的教学内容。

这部分内容主要包括控制系统的建模与仿真、控制系统的参数调整、控制系统的优化等。

学生通过学习这些内容,可以了解控制系统设计的基本原理和方法,并能够独立完成简单的控制系统设计任务。

五、实验教学过程控制教学大纲的最后一部分应该包括实验教学的内容。

实验教学是过程控制教学中非常重要的一环,通过实验,学生可以将理论知识应用到实际操作中,提高实际操作能力。

实验教学的内容可以包括传感器和执行器的实验、控制系统的建模与仿真实验、控制系统的参数调整实验等。

六、总结过程控制教学大纲的编写是为了指导教师在教学过程中有条不紊地传授知识,培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

大纲的设计应该紧密结合工业实践,注重理论与实践相结合,培养学生的综合素质。

过程控制工程第三版教学大纲

过程控制工程第三版教学大纲

过程控制工程第三版教学大纲一、背景和介绍过程控制工程是一门涉及控制和监测工业过程的学科。

过程控制工程在化工、石油和制造业等领域广泛应用,是工业自动化中不可或缺的一部分。

本课程旨在为学生提供必要的知识和技能,以便他们在未来的职业生涯中成为过程控制工程师。

二、课程目标本课程的学习目标如下: - 理解过程控制工程的基本概念和原理,包括传感器、控制器、执行器等的使用。

- 学习如何设计和实现一个简单的过程控制系统,包括信号处理、模型建立和控制算法的应用。

- 掌握常见的控制策略,包括PID控制、模型预测控制、最优控制等,并了解如何选择和使用不同的控制策略。

- 学习如何使用计算机进行过程控制系统的建模和仿真。

- 掌握过程控制系统的调试和维护方法。

三、课程详细内容本课程的内容如下所述:第一章:控制系统概述•引言和概述•控制系统的基本要素•控制系统的分类•控制系统的性能指标第二章:传感器和执行器•传感器的基本原理和分类•信号处理和传输•执行器的基本原理和分类•报警和安全切断装置第三章:控制器•控制器的基本原理和分类•PID控制器及其参数调节•其他控制策略:模型预测控制、最优控制等•控制器的调试和维护第四章:过程建模和控制算法•过程建模的基本原理和方法•基于模型的控制算法•现场控制和优化第五章:计算机控制系统•实时控制系统概述•实时控制系统的硬件和软件•实时控制系统的设计与实现•实时控制系统的调试和维护四、教学方法和评估本课程的教学方法包括讲授、实验和综合性设计任务。

课堂讲授将介绍过程控制工程的基本知识和技能,实验和综合性设计任务将帮助学生巩固和应用所学知识。

评估方式包括平时成绩、考试和综合性设计任务。

五、参考书目•史密斯,卡尔. 过程控制工程[M]. 机械工业出版社, 2005.•埃尔曼. 过程控制[M]. 科学出版社, 2011.•陈学林, 王福梅. 控制工程实验教程[M]. 电子工业出版社, 2009.六、结论过程控制工程是工业自动化中不可或缺的一部分。

过程控制系统教学大纲精选全文完整版

过程控制系统教学大纲精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版教学大纲英文课程名称:Process Control课程编号:0201508总学时:48 (其中理论课学时:44 实验学时:4)总学分:3先修课程:微机原理与接口技术、自动控制理论Ⅰ、检测仪表及检测技术适用专业:自动化开课单位:电子信息与控制工程学院自动化教研室执笔人:张新荣审校人:刘星萍一、课程教学内容第一章绪论第一节过程控制系统的组成及其分类简单控制系统的组成;控制系统按照给定信号分类;按照控制结构分类。

第二节过程控制系统的特点第三节过程控制系统的质量指标第四节过程控制系统的发展概况自动化控制系统的几个发展时期的时间。

第二章被控过程的数学模型第一节概述建立被控过程数学模型的目的;被控过程数学模型的类型。

第二节解析法建立过程的数学模型单容水槽过程、双容水槽过程数学模型机理建模方法;液阻、液容的概念;阶跃响应曲线特点;有时延单容水槽过程、有时延双容水槽过程数学模型;多容过程数学模型。

第三节响应曲线辨识过程的数学模型由对象阶跃响应曲线用作图法及两点法确定对象的传递函数。

第三章变送单元第一节概述变送的基本概念。

各种差压变送器结构、原理、特点。

第三节温度变送器温度变送器组成、工作原理及线性化原理。

第七节微型化、数字化和智能化变送器变送器的发展趋势;各种微型化、数字化和智能化变送器的结构、原理。

第四章调节单元概述调节器基本概念;PID控制规律;各控制规律的特点;参数改变对控制质量的影响。

第一节 DDZ—Ⅲ型调节器DDZ-Ⅲ型调节器输入部分;PI部分;PD部分;硬手动;软手动电路;输出部分工作原理。

第二节改进型调节器抗积分饱和调节器;微分先行PID调节器;比例微分先行PID调节器。

第三节数字式调节器数字式调节器组成、特点、应用。

第五章执行单元第一节概述执行器的作用;执行器的分类。

第二节电动执行机构电动执行机构结构、工作原理。

第三节气动执行机构气动执行机构结构、工作原理、作用形式。

第四节气动薄膜调节阀调节阀的工作原理;调节阀的分类;调节阀的选择。

《过程控制工程》课程教学大纲资料精

《过程控制工程》课程教学大纲资料精

《过程控制工程》课程教学大纲课程代码:课程名称:过程控制工程英文名称: Process Control Engineering课程总学时:60(其中理论课 48 学时,实验12 学时)学分:4课程类别:必修课程性质:专业课先修课程:电路、电子技术、微机原理、自控原理面向专业:生产过程自动化技术、检测技术及应用开课单位:电气工程系一、课程的性质、地位和任务《过程控制工程》是生产过程自动化技术、检测技术及应用等专业的专业课。

本课程的目的是使学生在掌握过程控制基本理论和常用控制仪表选用的基础上,能熟练地安装、校验与维护常用控制仪表,能熟练地正确调试简单控制系统及常用复杂控制系统,较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。

二、课程的教学目标(一)理论、知识方面1.能够读懂、并能规范地绘制常用带控制点的工艺流程图。

2.能根据仪表技术说明书的要求正确使用常用检测仪表,能对变送器实施正确地调零、零点迁移、量程扩展操作;能根据工艺和控制要求,合理设置智能PID控制器的相关参数。

3.能根据仪表技术说明书的维护要求,能对仪表的常见故障和线路故障合理分析,并加以排除。

4.能够根据工艺与控制要求合理选择常用的温度、压力、流量和物位检测仪表。

5.能够根据工艺要求,综合运用知识和各种方法,设计出简单控制系统并加以实施。

6.能够根据被控参数和系统特点,运用临界比例度法、衰减曲线法两种工程整定方法,对简单控制、串级控制等控制系统,实施正确地调试,使系统在稳定性、准确性和快速性的三项指标基本优化,满足工艺要求。

(二)能力、技能方面1.掌握常用工业过程控制系统的组成原理与性能特点,熟悉其适用场合。

理解被控参数、调节参数对系统性能的影响,掌握被控参数与调节参数的合理确定方法。

2.掌握常用过程检测仪表的结构与测量原理;理解各种PID控制规律对系统的作用,掌握其使用方法。

三、课程教学内容与要求(一)绪论(4学时)1. 教学内容及基本要求了解过程控制发展概况和过程控制的特点(1学时);掌握过程控制系统的组成及其分类(2学时);了解“过程控制工程”课程的性质和任务(1学时)。

过程控制教学大纲

过程控制教学大纲

过程控制教学大纲过程控制教学大纲过程控制是工程领域中非常重要的一门学科,它涉及到工业生产中的自动化控制、优化和监控等方面。

为了帮助学生全面了解和掌握过程控制的基本理论和实践技能,制定一份科学合理的过程控制教学大纲是必不可少的。

一、课程简介过程控制教学大纲首先需要对课程进行简要介绍。

课程应包括过程控制的定义、目标和应用领域等基本概念,以及介绍过程控制在工业生产中的重要性和作用。

二、课程目标在过程控制教学大纲中,明确课程的目标是至关重要的。

课程目标应包括以下几个方面:1. 理论知识:学生应该掌握过程控制的基本理论知识,包括控制系统的基本原理、控制策略和控制算法等。

2. 实践技能:学生应该具备一定的实践技能,能够运用所学的过程控制理论知识解决实际问题,包括系统建模、控制器设计和参数调整等。

3. 创新能力:学生应该培养创新思维和解决问题的能力,能够在实际工程中应用过程控制的知识和技能,提出改进和优化方案。

三、教学内容在过程控制教学大纲中,详细列出课程的教学内容是必要的。

教学内容应包括以下几个方面:1. 过程控制的基本概念:介绍过程控制的定义、目标和应用领域,以及过程控制在工业生产中的重要性和作用。

2. 控制系统的基本原理:介绍控制系统的基本组成和工作原理,包括传感器、执行器、控制器和过程等。

3. 控制策略和控制算法:介绍常见的控制策略和控制算法,包括比例-积分-微分(PID)控制、模糊控制和模型预测控制等。

4. 系统建模与参数辨识:介绍系统建模的基本方法和参数辨识的技术,包括传统的数学建模方法和现代的数据驱动建模方法。

5. 控制器设计与参数调整:介绍控制器设计和参数调整的方法和技术,包括根轨迹法、频域法和优化方法等。

6. 过程监控与故障诊断:介绍过程监控和故障诊断的方法和技术,包括统计过程监控和模型基于过程监控等。

四、教学方法在过程控制教学大纲中,应明确教学方法和教学手段。

教学方法应灵活多样,既包括理论讲解和案例分析,也包括实验操作和实践项目等。

过程控制工程教学大纲 东南大学自动化学院.doc

过程控制工程教学大纲  东南大学自动化学院.doc

《过程与过程控制》(双语)教学大纲(课程编号0882425 学分-学时-实验4-56-16)东南大学自动化学院一、课程的性质与目的本课程是工业自动化专业学生的专业主干课程,教学目的是使学生从控制系统的角度掌握工业生产过程的典型控制方案,为学生将来从事过程控制的设计和系统维护等工作打下理论和应用基础。

学习本课程后,学生应掌握过程控制策略及典型生产过程的自动控制等,使学生从控制系统的高度掌握过程控制专业知识,能够进行过程控制工程领域的研究及设计工作。

二、课程内容的教学要求(1)过程控制概述:掌握过程控制的定义,弄清过程控制的目的;掌握过程控制系统的组成和特点。

(2)过程仪表:掌握过程检测仪表信号的标准;掌握过程检测仪表的几种接线方式;掌握温度、压力、流量、物位和成份等检测仪表的工作原理以及选型和安装;了解执行器的基本原理,掌握电动和气动执行器的使用;掌握调节阀的流量特性及其选择方法。

(3)过程建模:掌握被控过程的自衡和积分特性;了解被控过程的机理建模方法;掌握被控过程的时域响应建模方法。

(4)常规过程控制策略:掌握PID控制的基本丁作原理及其特点;掌握各种改进型PID 控制算法;了解各种PID控制器参数整定方法。

(5)先进过程控制策略:了解先进过程控制策略的发展和特点;掌握内模控制、预测控制、多变量解耦控制等在过程控制中的应用;掌握基于内模的PID设计方法;掌握预测控制的基本原理;掌握多变量解耦控制系统的原理,掌握相对增益的概念。

(6)复杂控制系统:掌握串级控制系统的典型结构和设计方法,了解串级控制系统的应用场合;掌握前馈控制原理和常用的动态前馈补偿模型,掌握前馈-反馈复合控制系统的特点及工业应用;掌握比值控制、选择性控制和分程控制系统的特点及应用。

(7)计算机过程控制系统:掌握集散控制DCS系统、PLC-SCADA系统的典型结构,了解组态软件、实时数据库和现场总线的基本概念。

(8)典型过程:掌握典型生产过程的特点及控制方法,如生化过程、CSTR、气体缓冲罐、精馅过程等的典型特性及控制方法。

过程控制课程设计大纲

过程控制课程设计大纲

过程控制课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法,能够运用所学的知识分析和解决实际问题。

具体来说,知识目标包括:了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的基本原理、掌握过程控制的基本方法。

技能目标包括:能够运用过程控制理论分析实际问题、具备一定的动手实践能力、能够撰写相关论文和报告。

情感态度价值观目标包括:培养学生对过程控制的兴趣和热情、增强学生的创新意识和团队合作精神、培养学生的社会责任感和职业道德。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法。

具体包括:过程控制的基本概念、过程控制的基本原理、过程控制的基本方法。

其中,过程控制的基本概念包括过程控制的概念、分类和应用;过程控制的基本原理包括过程控制的原理、过程控制的数学模型;过程控制的基本方法包括过程控制的设计方法、过程控制的实现方法和过程控制的优化方法。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

讲授法主要用于传授基本概念和原理,讨论法主要用于探讨实际问题,案例分析法主要用于分析具体案例,实验法主要用于动手实践。

通过多样化的教学方法,我们将激发学生的学习兴趣和主动性,提高学生的学习效果。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。

教材方面,我们将采用《过程控制》一书作为主教材,同时辅以《过程控制原理与应用》等参考书。

多媒体资料方面,我们将收集和制作相关的教学PPT、视频等资料。

实验设备方面,我们将准备相关的实验设备和器材,以供学生动手实践使用。

通过丰富的教学资源,我们将丰富学生的学习体验,提高学生的学习效果。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面客观地评价学生的学习成果。

平时表现评估将关注学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等,旨在培养学生的主动思考和交流能力。

《过程控制技术》课程教学大纲(本科)

《过程控制技术》课程教学大纲(本科)

《过程控制技术》课程教学大纲课程编号:04225课程名称:过程控制技术英文名称:Process Control System课程类型:专业课课程要求:选修学时/学分:32/2 (讲课学时:28 实验学时:4)适用专业:智能科学与技术一、课程性质与任务过程控制工程作为研究工业过程控制系统组成,基本控制规律,以及工业过程控制系统的设计,投运的课程,是智能科学与技术专业开设的专业课之一。

课程的任务是使学生通过本课程的学习,获得工业过程控制系统的基本理论、基本知识和基本技能,掌握测量与变送器、执行器、智能控制仪表、以及工业生产过程中的一些具体设备等自动化装置的原理与使用方法,使学生掌握简单控制系统、复杂控制系统和先进控制系统的结构、原理、特点、适用场合、系统设计及应用等问题。

本课程将为从事复杂生产过程智能控制以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础, 对培养学生综合分析问题、解决问题能力,提高学生处理实际问题能力具有重要的作用。

(支撑毕业要求 1.2, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3, 9.1, 9.3, 10.2, 10.1)二、课程与其他课程的联系本课程的先修课是自动控制原理和控制工程,在掌握自动控制原理、控制工程的基本理论基础上学习本课程,本课程将为后续的智能控制综合实践、智能优化及调度课程设计和毕业设计打下基础。

三、课程教学目标1.了解过程控制发展概况、特点和过程控制系统的组成及分类,能够通过文献检索等途径了解过程控制系统的最新进展与发展动态,具有跟踪学科发展前沿的意识和基本技能;(支撑毕业要求10.1)2.掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法,了解最小二乘建模方法。

理解自平衡能力和无自平衡能力对象的有关概念;(支撑毕业要求1.2)3.掌握单回路控制系统、串级控制系统、前馈控制系统、大时滞过程控制系统及其它特定要求的控制系统的分析与设计方法,包括控制方案设计、性能分析、参数检测与变送的传感器选型的基本方法和调节器参数整定;(支撑毕业要求2.2, 2.3)4.通过过程控制系统工程设计,培养学生的工程实践学习能力,使学生掌握复杂工程控制系统的控制方案设计方法,设计中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素;(支撑毕业要求3.1, 3.2)5.通过实验,培养学生基于过程控制的基础理论对复杂工程问题进行研究,设计实验和实施实验,并将理论分析结果同实验结果进行比较,总结实验结果、解释结果、形成结论和提出建议,最后撰写报告;(支撑毕业要求4.1, 4.2, 4.3)6.通过大作业和实验,培养学生的团队合作和沟通能力,能够撰写研究报告或学术报告,表达对复杂工程问题的认识或研究结果。

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《过程与过程控制》(双语)教学大纲
(课程编号0882425 学分-学时-实验 4-56-16)
东南大学自动化学院
一、课程的性质与目的
本课程是工业自动化专业学生的专业主干课程,教学目的是使学生从控制系统的角度掌握工业生产过程的典型控制方案,为学生将来从事过程控制的设计和系统维护等工作打下理论和应用基础。

学习本课程后,学生应掌握过程控制策略及典型生产过程的自动控制等,使学生从控制系统的高度掌握过程控制专业知识,能够进行过程控制工程领域的研究及设计工作。

二、课程内容的教学要求
(1)过程控制概述:掌握过程控制的定义,弄清过程控制的目的;掌握过程控制系统的组成和特点。

(2)过程仪表:掌握过程检测仪表信号的标准;掌握过程检测仪表的几种接线方式;掌握温度、压力、流量、物位和成份等检测仪表的工作原理以及选型和安装;了解执行器的基本原理,掌握电动和气动执行器的使用;掌握调节阀的流量特性及其选择方法。

(3)过程建模:掌握被控过程的自衡和积分特性;了解被控过程的机理建模方法;掌握被控过程的时域响应建模方法。

(4)常规过程控制策略:掌握PID控制的基本工作原理及其特点;掌握各种改进型PID 控制算法;了解各种PID控制器参数整定方法。

(5)先进过程控制策略:了解先进过程控制策略的发展和特点;掌握内模控制、预测控制、多变量解耦控制等在过程控制中的应用;掌握基于内模的PID设计方法;掌握预测控制的基本原理;掌握多变量解耦控制系统的原理,掌握相对增益的概念。

(6)复杂控制系统:掌握串级控制系统的典型结构和设计方法,了解串级控制系统的应用场合;掌握前馈控制原理和常用的动态前馈补偿模型,掌握前馈-反馈复合控制系统的特点及工业应用;掌握比值控制、选择性控制和分程控制系统的特点及应用。

(7)计算机过程控制系统:掌握集散控制DCS系统、PLC-SCADA系统的典型结构,了解组态软件、实时数据库和现场总线的基本概念。

(8)典型过程:掌握典型生产过程的特点及控制方法,如生化过程、CSTR、气体缓冲罐、精馏过程等的典型特性及控制方法。

三、实验要求
见实验教学大纲。

四、能力培养的要求
1. 分析能力的培养:主要是对控制系统动态性能进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体过程选取控制策略的能力的培养。

2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种被控过程控制参数进行整定计算的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;具有使用计算机仿真程序的能力。

3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力。

4. 表达能力的培养:主要通过作业和课堂讨论,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。

5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同控制方法,以及对结果进行分析比较和举一反三的能力。

五、建议学时分配
带“*”的为仿真实验。

六、考核方式
总评成绩=平时成绩(包括作业及实验)+期末考试成绩
平时成绩占10%
期末考试成绩占90%
七、教材及参考书
1.B. W. Bequette, Process control: modeling, design, and simulation, Prentice Hall,2003 2.陈夕松等. 过程控制系统,科学出版社,2005。

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