1、化工儀表及自動(dòng)化Chemical Instruments and Automation課程代碼：13410080學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32 （其中：講課學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0）先修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理、化工原理、電工學(xué)適用專(zhuān)業(yè)：制藥工程教 材：化工儀表及自動(dòng)化，厲玉鳴主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2011年第五版。一課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)化工儀表及自動(dòng)化是一門(mén)綜合性的技術(shù)課程。它應(yīng)用自動(dòng)控制、儀器儀表及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論 與技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工程及相關(guān)學(xué)科。化工儀表及自動(dòng)化的主要內(nèi)容包括化工自動(dòng)化的基本概念、自 動(dòng)控制對(duì)象特性、傳感器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器等。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：

2、著重要求學(xué)生掌握化工操作時(shí)主要控制參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)及記錄儀表的基本原理和 使用技能。課程目標(biāo)2：初步掌握化工生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)的基本原理，具備相應(yīng)的自動(dòng)控制的知識(shí)，以 利于管理與開(kāi)發(fā)現(xiàn)代化工生產(chǎn)過(guò)程。二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求緒論（一）課程內(nèi)容（1）實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)自動(dòng)化的目的（2）化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的開(kāi)展過(guò)程（3）本課程教學(xué)的重點(diǎn)及基本要求（二）教學(xué)要求了解化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的意義及開(kāi)展過(guò)程，明確學(xué)習(xí)本課程的目的及重點(diǎn)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)本課程教學(xué)的重點(diǎn)及基本要求。第一章、自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念（-）課程內(nèi)容（1）化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)信號(hào)和連鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)操縱及自動(dòng)開(kāi) 停車(chē)系統(tǒng)、自動(dòng)

3、控制系統(tǒng)。（2）自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成：人工控制與自動(dòng)控制、自動(dòng)化裝置的三個(gè)組成局部：測(cè)量與變送 器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器。（3）工藝管道及工藝流程圖：工藝流程圖、控制流程圖及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖：自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖的畫(huà)法、自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖與工藝流程方塊 圖的區(qū)別、負(fù)反應(yīng)。（5）自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)：定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。（6）自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及品質(zhì)指標(biāo)：控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及 其基本形式、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)及其主要影響因素（二）教學(xué)要求重點(diǎn)掌握定值自動(dòng)系統(tǒng)的組成及方塊圖、負(fù)反應(yīng)的概念，過(guò)渡過(guò)程及其品質(zhì)指標(biāo)，一般性了解 其它控制系統(tǒng)的有關(guān)

4、概念。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）工藝管道及工藝流程圖。（2）自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖。（3）自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及品質(zhì)指標(biāo)。第二章、過(guò)程特性及其數(shù)學(xué)模型（一）課程內(nèi)容（1）化工對(duì)象的特點(diǎn)及其描述方法：對(duì)象的輸入（控制、干擾作用）及輸出、非參量模型、 參量模型（2）對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立：建模目的、機(jī)理建模（一階對(duì)象、二階對(duì)象）、實(shí)驗(yàn)建模（階躍法、 脈沖法）（3）描述對(duì)象特性的參數(shù)：放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間t （傳遞滯后、容量滯后）（二）教學(xué)要求重點(diǎn)掌握化工對(duì)象的概念及描述對(duì)象的特性參數(shù)，一般性了解對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（1） 一階對(duì)象與二階對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立。（2）放大系數(shù)K、時(shí)

5、間常數(shù)T、滯后時(shí)間t的物理意義。第三章、檢測(cè)儀表與傳感器（一）課程內(nèi)容（1）檢測(cè)儀表概述：測(cè)量過(guò)程及測(cè)量誤差、檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)、工業(yè)儀表的分類(lèi)（2）壓力檢測(cè)及儀表：壓力單位及表示方式、彈性式壓力計(jì)、電氣式壓力計(jì)（霍爾片式、應(yīng)變 片式、壓阻式、電容式）、智能型壓力變送器、壓力計(jì)的選用及安裝。（3）流量檢測(cè)及儀表：流量的表示方式及單位、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、 旋渦流量計(jì)、電磁流量計(jì)、流量測(cè)量?jī)x表的選型。（4）物位檢測(cè)及儀表：物位檢測(cè)儀表類(lèi)型、差壓式液位變送器、電容式物位傳感器、核輻射物 位計(jì)、物位檢測(cè)儀表選型。（5）溫度檢測(cè)及儀表：溫度檢測(cè)方法、熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、電

6、動(dòng)溫度變送器、一體 化溫度變送器、溫度儀表的選用及安裝。（6）現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器開(kāi)展：軟測(cè)量技術(shù)的開(kāi)展、現(xiàn)代傳感器技術(shù)的開(kāi)展。（7）顯示儀表：數(shù)字式顯示儀表、無(wú)筆無(wú)紙記錄儀、虛擬顯示儀表。（二）教學(xué)要求重點(diǎn)掌握檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)，壓力傳感器、流量傳感器、物位傳感器、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、 工作原理、選用及安裝。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）彈性式壓力計(jì)的原理，電氣式壓力計(jì)（霍爾片式、應(yīng)變片式、壓阻式、電容式）的原理， 壓力計(jì)的選用。（2）差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的校正。（3）差壓式液位變送器、電容式物位傳感器的原理。（4）熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)的原理。第四章、自動(dòng)控制儀表（一）

7、課程內(nèi)容（1）概述：基地式控制儀表、單元組合式儀表中的控制單元、以微處理器為基元的控制裝置（2）基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響：位式控制、比例控制、積分控制、微分控制（3）模擬式控制器：基本構(gòu)成原理及部件、DDZHI型電動(dòng)控制器。（4）數(shù)字式控制器：數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn)、基本構(gòu)成、KMM可編程調(diào)節(jié)器。（5）可編程控制器（PLC）： PLC概述、PLC基本組成、PLC編程語(yǔ)言。（二）教學(xué)要求重點(diǎn)掌握基本控制規(guī)律的數(shù)學(xué)描述以及它們對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響、調(diào)節(jié)特點(diǎn)，一般 性了解自動(dòng)控制儀表的結(jié)構(gòu)及工作原理、了解PLC。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響。第五章、執(zhí)行器

8、（一）課程內(nèi)容（1）氣動(dòng)執(zhí)行器：結(jié)構(gòu)和分類(lèi)、控制閥的流量特性（直線流量特性、等百分比流量特性、拋物 線流量特性）、控制閥的選擇、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝及維護(hù)（2）電動(dòng)執(zhí)行器簡(jiǎn)介。（3）數(shù)字閥與智能控制閥。（二）教學(xué)要求重點(diǎn)掌握氣動(dòng)執(zhí)行器的流量特性及對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的影響，一般性了解氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)、 選擇、安裝及使用，電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)控制閥的理想流量特性。第六章、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（-）課程內(nèi)容（1）簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。（2）簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：被控變量的選擇、操縱變量的選擇、測(cè)量元件特性的影響、控制器 控制規(guī)律的選擇、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。（3）控制器參數(shù)的工程整定：臨界比

9、例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗(yàn)湊試法。（二）教學(xué)要求掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的基本概念，學(xué)會(huì)根據(jù)工藝要求及對(duì)象特性，合理確定系統(tǒng)的各個(gè)組成的一 般思路及方法。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第七章、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(-)課程內(nèi)容(1)概述：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、開(kāi)展過(guò)程。(2)集散控制系統(tǒng)(DCS)： DCS的特點(diǎn)、基本組成、CENTUM-CS集散控制系統(tǒng)。(3)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)： FCS的特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化、主要FCS簡(jiǎn)介。(二)教學(xué)要求了解DCS和FCS的基本概念，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用狀況。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)集散控制系統(tǒng)(DCS)的特點(diǎn)、組成。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章(按序填寫(xiě))教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程實(shí)踐小計(jì)緒論10001討論法1、2第1章40004講授法2第2章40004講授法2第3章1000010研究型教學(xué)方法1第4章40004研究型教學(xué)方法2第5章40004討論法1、2第6章40004講授法1、2第7章10001討論法2合計(jì)3200032四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)成績(jī)考勤、課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)0.2期末考試閉卷考試0.8五、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料.厲