自动化仪表教学大纲

自动化仪表与过程控制教学大纲

课程编号A2063050课程类别专业课

课内学时讲授48学时，实验6

学时，总学时54学时适用专业自动化、自动控制、

测控技术与仪器、电

气自动化

开课学期第六学期先修课程模拟电子技术、数字

电子技术、单片机原

理与应用、自动控制

原理

内容提要本课程系统介绍了各类典型过程控制系统的组成、各个环节的工作原理以及仪表的理论、技术及工程应用。

教材《过程控制系统与仪表》机械工业出版社王再英刘淮霞陈毅静编著

参考书见《参考文献》文档

1、课程的性质、教育目标及任务

本课程的性质是必修课。在系统简明地阐述常用过程控制系统与仪表基本原理和基本知识的基础上，同时介绍复杂控制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。

2、 教学内容基本要求

§1 绪论

内容：介绍过程控制的发展概况以及过程控制系统分类和性能指标。基本要求：

1 了解过程控制的特点；

2 了解过程控制的发展概况；

3 掌握过程控制系统的分类；

4 掌握过程控制系统的性能指标。

§2 检测仪表

内容：介绍检测仪表的基本技术指标以及温度、压力、流量、物位和成

分检测方法和常见检测仪表。

基本要求：

1学习检测仪表的基本技术指标；

2掌握温度检测方法和热电偶、热电阻测温原理及应用；

3掌握压力检测方法和弹性式压力计、电气式压力计的工作原理；

4掌握流量检测方法和差压式、转子式、椭圆齿轮式、涡轮式、电

磁流量计的工作原理；

5 了解物位、成分检测及常见仪表。

§3 控制仪表

内容：介绍基本控制规律和特点以及常用控制器。

基本要求：

1掌握比例、积分、微分及其组合的控制规律和特点；

2 掌握DDZ-Ⅲ型控制器的组成与操作；

3 了解SLPC的电路原理和控制算法；

4 了解PLC组成和编程语言；

§4 执行器及安全栅

内容：介绍常用执行器的基本结构、原理及其应用和安全防爆的基本概念；。

基本要求：

1 熟练掌握气动调节阀的基本结构、原理及流量特性；

2 了解电/气转换器、阀门定位器及电动调节阀的基本结构及应

用；

3 掌握安全防爆的基本概念；

4 了解安全火花防爆系统的基本结构和安全栅的工作原理。

§5 被控过程的数学模型

内容：介绍机理法和测试法建模的方法。

基本要求：

1 熟练掌握机理法对单容和多容过程的建模；

2 熟练掌握阶跃相应曲线法的建模；

3 了解频域法、统计相关分析法如何测定动态特性；

4 了解用最小二乘法建立被控过程的数学模型；

§6 简单控制系统的设计与参数整定

内容：介绍简单控制系统的结构与组成、简单控制系统的设计、调节规律对控制品质的影响和调节规律的选择以及调节器参数的工程整定方法。基本要求：

1掌握简单控制系统的结构与组成

2掌握过程控制系统方案设计的基本要求、主要内容与设计步骤。

3 掌握调节规律对控制品质的影响与调节规律的选择

4 了解调节器的几种工程整定方法。

§7 复杂控制系统

内容：介绍串级、前馈、大滞后、比值、均匀、分程、选择性控制系统的工作原理、结构和特点。

基本要求：

1 掌握串级调节系统的原理和结构特点、结构及分析；

2 掌握前馈控制系统的工作原理及其特点和结构；

3 了解比值控制系统的种类、设计与参数整定；

4 了解均匀、分程、选择性控制系统的类型、工作原理及特点。

3、 实验、上机、设计、作业辅导等教学环节要求

1实验

①热电偶测温实验。体会热电偶的测温原理及查分度表求被测温度的方法。本次试验1学时。

2 热电阻温度测量系统的构成及校验。了解热电阻温度测量系统

的构成及仪表精度的校验。本实验1学时。

③自动平衡式记录仪的结构及校验。掌握自动平衡式记录仪的结构及校验方法。本实验1学时。

4 弹簧管压力表的工作原理及校验。掌握弹簧管压力表的工作原

理及校验方法。本实验1学时；

⑤DDZ－Ⅲ型调节器的功能测试。了解实际PID调节器的构造及性能。本实验1学时。

⑥二位式温度调节系统的构成。观察二位式温度调节系统的构成及工作原理。（选做）

⑦锅炉液位单回路调节系统的运行。体会单回路调节系统的控制原理、掌握PID参数的整定方法、掌握智能调节仪的基本操作与整定方法。本实验1学时。

2作业与辅导

§1收作业1次，辅导1次，每次1节课；

§2收作业2次，辅导2次，每次1节课；

§3收作业1次，辅导2次，每次1节课；

§4收作业1次，辅导2次，每次1节课；

§5收作业1次，辅导2次，每次1节课；

§6收作业1次，辅导2次，每次1节课；

§7收作业1次，辅导2次，每次1节课，辅导2学时。

四、学时分配及说明

学时分配表

章节课内教学各环节其它

讲授

实验上机设计作业辅导答

疑

第一章611

第二章10422

第三章6212

第四章612

第五章412

第六章6112

第七章1012

6学时8次9次

总计48学

时

制订人：王再英 陈毅静 杨洁 陈文燕 王征 王党树

2010/3/19