《化工仪表及自动化》教学大纲

《化工仪表及自动化》教学大纲课程编号：课程名称：化工仪表及自动化/ChemicalInstrumentsandAutomation学时/学分：40/2.5先修课程：大学物理、电子电工技术、化工原理等适用专业：化学工程与工艺、制药工程开课学院、系或教研室：化学工程学院一、课程的性质与任务《化工仪表及自动化》是化学工程与工艺专业的专业必修课和制药工程专业的学科选修课。该课程从自动控制系统的基本概念入手，系统地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、新型控制系统与计算机控制系统；最后结合化工生产过程讲述几种典型化工单元操作的控制方案。通过对本门课程的学习，使学生掌握基本的自动控制方面的知识；通过对常见热工参数的测量原理、常规仪表的基本功能、自动控制系统基于微分方程的基本分析方法等有一个基本性的及系统性的了解，从而便于在生产实践中能根据生产工艺及自动控制两个方面的要求，为自动控制系统的设计提供合理的、准确的工艺条件及数据。二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容基本要求1.绪论2.自动控制系统基本概念自动化的主要内容、自动控制系统的组成工艺管道及控制流程图、自动控制系统方块图自动控制系统的分类、自动控制系统的过渡过程和品质指标3.被控对象的数学模型被控对象的特点及其描述方法对象数学模型的建立、描述对象特性的参数4.检测仪表与传感器测量过程与测量误差、仪表的性能指标与仪表的分类压力检测及仪表、流量检测及仪表物位检测及仪表、温度检测及仪表5.显示仪表动圈式显示仪表、自动电子电位差计、自动电子平衡电桥DDZ—Ⅲ型显示仪表、数字式显示仪表新型显示记录仪表6.自动控制仪表基本控制规律及其对系统过渡过程的影响模拟式控制器、数字式控制器7.执行器气动执行器、电动执行器电－气转换器及电－气阀门定位器8.简单控制系统简单控制系统的结构与组成、被控变量的选择操纵变量的选择测量元件特性的影响控制器控制规律的选择、控制器参数的工程整定（二）基本要求明确自动控制系统的组成和基本控制规律，掌握检测控制仪表的结构、原理和使用方法，初步学会现代化生产过程自动控制系统控制方案设计的基本方法。（三）学时分配教学环节学时讲授主要内容学时小计绪论11自动控制系统基本概念44被控对象的数学模型44检测仪表与传感器1010显示仪表66自动控制仪表88执行器33简单控制系统44合计4040（四）课程内容的重点、难点1.绪论2.自动控制系统基本概念重点：自动控制系统的组成与方块图、工艺管道及控制流程图自动控制系统的过渡过程和品质指标3.被控对象的数学模型重点：对象的特点及其描述方法、描述对象特性的参数难点：对象数学模型的建立4.检测仪表与传感器重点：仪表的性能指标、压力检测仪表与流量检测仪表结构和原理热电阻的电阻-温度特性、分度号和分度表热电偶的热电效应、分度号和分度表难点：热电偶的中间温度定律和冷端补偿方法5.显示仪表重点：自动电子电位差计和自动电子平衡电桥显示仪表的结构和原理难点：自动电子电位差计和自动电子平衡电桥显示仪表的结构和原理6.自动控制仪表重点：控制器的基本控制规律和PID控制器7.执行器重点：气动执行器的结构和工作过程难点：控制阀的流量特性8.简单控制系统重点：简单控制系统被控变量和操纵变量的选择控制器参数的工程整定方法；难点：控制阀气开、气关型式控制器正、反作用方向的确定方法。三、课程改革与特色本课程在化工基本原理的基础上，紧密联系现代工程实际，将自动化技术引入化学工业生产，适应现代科学技术的发展和工业技术的需要。对工程专业技术人员，学习和掌握必要的自动化知识和控制系统，对于管理与开发现代化生产过程是十分重要的。四、推荐教材及参考书推荐教材：《化工仪表及其自动化》（第四版），主编：厉玉鸣，出版社：化学工业出版社，出版时间：2005.2参考书：《化工仪表及自动化例题习题集》，主编：厉玉鸣，出版社：化学工业出版社，出版时间：2005《过程自动化及仪表》，主编：俞金寿，出版社：化学工业出版社，出版或修订时间：2002《化工自动化及仪表》，主编：杨丽明，出版社：化学工业出版社，出版或修订时间：2002《ChemicalInstrumentsandMethods》，主编：EwingG.E.，出版社：MacGrawHill,London出版或修订时间：1985执笔：夏涛日期：2006.5审阅：张光旭日期：2006.9审定：日期：