《化工儀表自動化》課程教學大綱12024/3/26課程介紹與教學目標化工儀表基礎知識自動化控制系統原理常見化工儀表及其工作原理自動化控制技術在化工生產中的應用實驗課程設計與實踐操作課程總結與展望contents目錄22024/3/2601課程介紹與教學目標32024/3/26化工行業自動化發展趨勢隨著科技的不斷進步，化工行業正朝著自動化、智能化的方向發展，化工儀表自動化是實現這一目標的關鍵技術之一。化工儀表在工業生產中的重要性化工儀表是化工生產過程中不可或缺的一部分，它們能夠實時監測和控制生產過程中的各種參數，確保生產安全、穩定和高效。培養專業人才的需求為了滿足化工行業對自動化技術的需求，培養具備化工儀表自動化知識和技能的專業人才至關重要。課程背景及意義42024/3/26123掌握化工儀表的基本原理、結構、性能和使用方法；了解化工自動化的基本概念、原理和系統組成。知識目標能夠正確選型和使用化工儀表；具備化工自動化系統的設計和維護能力；能夠分析和解決化工生產過程中的自動化問題。能力目標培養學生的工程實踐能力和創新意識；提高學生的團隊協作和溝通能力；增強學生的職業道德和社會責任感。素質目標教學目標與要求52024/3/260102化工儀表基礎知識介紹化工儀表的分類、基本原理、結構和使用方法，包括溫度、壓力、流量、液位等測量儀表。化工自動化基礎知識闡述化工自動化的基本概念、原理和系統組成，包括自動控制系統、自動調節系統、自動保護系統等。化工儀表的選型與使用講解如何根據生產需求正確選型和使用化工儀表，包括儀表的精度、穩定性、可靠性等方面的考慮。化工自動化系統的設計與…介紹化工自動化系統的設計方法、維護流程和故障排除技巧，包括控制系統的硬件設計、軟件編程和調試等。實驗與實訓通過實驗和實訓環節，讓學生親身感受化工儀表和自動化系統的實際操作過程，提高學生的實踐能力和動手能力。030405課程內容及安排62024/3/2602化工儀表基礎知識72024/3/2603化工儀表的發展歷程與趨勢介紹化工儀表從傳統到現代的演變過程，以及未來化工儀表的發展趨勢。01化工儀表的定義與分類介紹化工儀表在化工生產中的作用，以及按照測量原理、使用場合等分類方式。02化工儀表的組成與功能詳細講解化工儀表的組成部件及各部件的功能，如傳感器、變送器、顯示器等。化工儀表概述82024/3/26數據處理的方法與技巧介紹化工儀表測量數據的處理方法，如平均值法、最小二乘法等，以及提高數據處理精度的技巧。測量不確定度的評定與表示闡述測量不確定度的概念、評定方法和表示方式，以便更準確地評估測量結果的可靠性。測量誤差的來源與分類分析化工儀表測量過程中可能出現的誤差來源，如環境誤差、方法誤差等，并對誤差進行分類。測量誤差與數據處理92024/3/26化工儀表的選用原則與步驟01根據化工生產的需求和儀表的性能特點，介紹選用化工儀表的原則和步驟。化工儀表的安裝要求與注意事項02詳細講解化工儀表安裝過程中的要求和注意事項，如安裝位置的選擇、防護措施等。化工儀表的調試與驗收03介紹化工儀表安裝完成后的調試方法和驗收標準，以確保儀表的正常運行和測量準確性。化工儀表的選用與安裝102024/3/2603自動化控制系統原理112024/3/26

自動控制系統基本概念自動控制系統的定義介紹自動控制系統的基本含義，闡述其在化工生產過程中的作用和意義。自動控制系統的特點分析自動控制系統相比于人工控制系統的優勢，如快速性、準確性、穩定性等。自動控制系統的應用列舉自動控制系統在化工生產中的典型應用案例，如溫度控制、壓力控制、流量控制等。122024/3/26自動控制系統組成及分類介紹化工生產過程中常見的自動控制系統類型，如PID控制、串級控制、比值控制、前饋控制等。化工生產中常見的自動控制系統詳細闡述自動控制系統的基本組成，包括被控對象、測量元件、比較元件、放大元件、執行元件和校正元件等。自動控制系統的組成根據控制原理、系統結構、控制目標等角度對自動控制系統進行分類，如開環控制系統和閉環控制系統、線性控制系統和非線性控制系統等。自動控制系統的分類132024/3/26穩定性快速性準確性魯棒性自動控制系統性能指標分析自動控制系統的穩定性概念及判定方法，如勞斯判據、奈奎斯特判據等。介紹自動控制系統的準確性指標，如穩態誤差、跟隨誤差等，以及提高系統準確性的措施。闡述自動控制系統的快速性指標，如上升時間、峰值時間、調節時間等，以及提高系統快速性的方法。探討自動控制系統的魯棒性概念及在化工生產中的重要性，以及提高系統魯棒性的途徑。142024/3/2604常見化工儀表及其工作原理152024/3/26利用彈性元件在壓力作用下產生變形，通過測量變形程度來確定壓力值。彈性式壓力計電氣式壓力計活塞式壓力計將壓力轉換為電信號進行測量，具有高精度和遠程傳輸等優點。利用活塞在壓力作用下的位移來測量壓力，具有高精度和穩定性好的特點。030201壓力測量儀表162024/3/26通過測量流體在管道中流動時產生的差壓來推算流量。差壓式流量計利用流體連續通過一定容積的容器來測量流量，適用于高粘度流體的測量。容積式流量計流體推動渦輪旋轉，通過測量渦輪的轉速來推算流量。渦輪流量計流量測量儀表172024/3/26利用測溫物質在溫度變化時產生的體積變化來測量溫度。膨脹式溫度計利用兩種不同金屬在溫度變化時產生的熱電勢來測量溫度。熱電偶溫度計利用測溫物質在溫度變化時電阻值的變化來測量溫度。熱電阻溫度計溫度測量儀表182024/3/26利用浮子在液體中的浮力變化來測量液位。浮力式液位計通過測量液體在容器中產生的差壓來推算液位。差壓式液位計利用被測物位變化時導致電極間電容變化來測量物位。電容式物位計物位測量儀表192024/3/2605自動化控制技術在化工生產中的應用202024/3/26提高生產效率通過自動化控制系統，可以實現對化工生產過程的精確控制，提高生產效率。保障生產安全自動化控制系統可以實時監測化工生產過程中的各種參數，及時發現并處理異常情況，保障生產安全。降低能耗和排放通過優化控制策略，自動化控制系統可以降低化工生產過程中的能耗和排放，提高資源利用效率。自動化控制系統在化工生產中的意義212024/3/26DCS系統采用分散控制、集中操作的方式，適用于大型化工生產過程。它可以實現對多個控制回路的集中監控和操作，提高生產效率。PLC是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。SCADA系統可以實現對化工生產過程的遠程監控和數據采集，幫助管理人員及時了解生產情況并作出決策。DCS（分布式控制系統）PLC（可編程邏輯控制器）SCADA（數據采集與監視控制系統）常見自動化控制系統在化工生產中的應用222024/3/26通過對控制策略的優化，可以提高自動化控制系統的控制精度和穩定性，進一步提高生產效率。控制策略優化將不同的自動化控制系統進行集成和協同，可以實現化工生產過程的全面優化和控制，提高整體效益。系統集成與協同引入先進的控制技術，如模糊控制、神經網絡控制等，可以進一步提高自動化控制系統的智能化水平，滿足復雜化工生產過程的控制需求。引入先進控制技術自動化控制系統在化工生產中的優化與改進232024/3/2606實驗課程設計與實踐操作242024/3/26培養學生掌握化工儀表自動化基礎知識，理解自動化控制系統的組成和工作原理。培養學生具備獨立設計簡單自動化控制系統的能力，以及分析和解決實驗過程中遇到問題的能力。通過實驗課程，使學生掌握常見化工儀表的測量原理、使用方法及維護保養知識。提高學生的實踐操作能力，培養學生嚴謹的科學態度和良好的實驗習慣。實驗課程目的和要求252024/3/26常見實驗項目介紹及操作指導流量測量與控制實驗介紹流量計、節流裝置等流量測量儀表的原理和使用方法，以及流量控制系統的設計和實驗操作。壓力測量與控制實驗介紹壓力傳感器、壓力表等壓力測量儀表的原理和使用方法，以及壓力控制系統的設計和實驗操作。溫度測量與控制實驗介紹熱電偶、熱電阻等溫度測量儀表的原理和使用方法，以及溫度控制系統的設計和實驗操作。液位測量與控制實驗介紹液位計、浮球開關等液位測量儀表的原理和使用方法，以及液位控制系統的設計和實驗操作。pH值測量與控制實驗介紹pH計、電導儀等pH值測量儀表的原理和使用方法，以及pH值控制系統的設計和實驗操作。262024/3/26實驗數據處理與分析方法要求學生認真記錄實驗數據，包括原始數據和處理后的數據，確保數據的準確性和完整性。數據分析方法指導學生運用統計學方法對實驗數據進行處理和分析，如計算平均值、標準差等統計量，繪制圖表進行可視化展示。結果討論與報告撰寫要求學生根據實驗結果進行討論和分析，提出合理的解釋和建議。同時，指導學生撰寫規范的實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、結果、討論等部分。數據記錄與整理272024/3/2607課程總結與展望282024/3/26深入講解了溫度、壓力、流量、液位等化工儀表的工作原理、結構特點及選型原則。化工儀表基礎知識自動化控制系統化工過程控制策略化工安全與儀表防護系統介紹了自動化控制系統的組成、原理、設計及調試方法，包括PID控制、DCS系統等。詳細闡述了化工過程控制中常用的控制策略，如串級控制、比值控制、前饋控制等。強調了化工生產過程中的安全問題，講解了儀表的防護措施及安全操作規程。課程重點回顧與總結292024/3/26隨著人工智能技術的不斷進步，化工儀表