1、化工儀表及自動化Chemical Instruments and Automation課程代碼：13410080學 分：2學 時：32 （其中：講課學時：32實驗學時：0 上機學時：0）先修課程：高等數學、普通物理、化工原理、電工學適用專業：制藥工程教 材：化工儀表及自動化，厲玉鳴主編，化學工業出版社，2011年第五版。一課程性質與課程目標（一）課程性質化工儀表及自動化是一門綜合性的技術課程。它應用自動控制、儀器儀表及計算機學科的理論 與技術服務于化學工程及相關學科?；x表及自動化的主要內容包括化工自動化的基本概念、自 動控制對象特性、傳感器、自動控制器、執行器等。（二）課程目標課程目標1：

2、著重要求學生掌握化工操作時主要控制參數的自動檢測及記錄儀表的基本原理和 使用技能。課程目標2：初步掌握化工生產自動化控制技術的基本原理，具備相應的自動控制的知識，以 利于管理與開發現代化工生產過程。二、課程內容與教學要求緒論（一）課程內容（1）實現化工生產自動化的目的（2）化工生產過程自動化的開展過程（3）本課程教學的重點及基本要求（二）教學要求了解化工生產過程自動化的意義及開展過程，明確學習本課程的目的及重點。（三）重點與難點本課程教學的重點及基本要求。第一章、自動控制系統基本概念（-）課程內容（1）化工自動化的主要內容：自動檢測系統、自動信號和連鎖保護系統、自動操縱及自動開 停車系統、自動

3、控制系統。（2）自動控制系統的組成：人工控制與自動控制、自動化裝置的三個組成局部：測量與變送 器、自動控制器、執行器。（3）工藝管道及工藝流程圖：工藝流程圖、控制流程圖及相關設計規定（4）自動控制系統方塊圖：自動控制系統方塊圖的畫法、自動控制系統方塊圖與工藝流程方塊 圖的區別、負反應。（5）自動控制系統的分類：定值控制系統、隨動控制系統、程序控制系統。（6）自動控制系統的過渡過程及品質指標：控制系統的靜態與動態、控制系統的過渡過程及 其基本形式、控制系統的品質指標及其主要影響因素（二）教學要求重點掌握定值自動系統的組成及方塊圖、負反應的概念，過渡過程及其品質指標，一般性了解 其它控制系統的有關

4、概念。（三）重點與難點（1）工藝管道及工藝流程圖。（2）自動控制系統方塊圖。（3）自動控制系統的過渡過程及品質指標。第二章、過程特性及其數學模型（一）課程內容（1）化工對象的特點及其描述方法：對象的輸入（控制、干擾作用）及輸出、非參量模型、 參量模型（2）對象數學模型的建立：建模目的、機理建模（一階對象、二階對象）、實驗建模（階躍法、 脈沖法）（3）描述對象特性的參數：放大系數K、時間常數T、滯后時間t （傳遞滯后、容量滯后）（二）教學要求重點掌握化工對象的概念及描述對象的特性參數，一般性了解對象數學模型的建立方法。（三）重點與難點（1） 一階對象與二階對象數學模型的建立。（2）放大系數K、時

5、間常數T、滯后時間t的物理意義。第三章、檢測儀表與傳感器（一）課程內容（1）檢測儀表概述：測量過程及測量誤差、檢測儀表的性能指標、工業儀表的分類（2）壓力檢測及儀表：壓力單位及表示方式、彈性式壓力計、電氣式壓力計（霍爾片式、應變 片式、壓阻式、電容式）、智能型壓力變送器、壓力計的選用及安裝。（3）流量檢測及儀表：流量的表示方式及單位、差壓式流量計、轉子流量計、橢圓齒輪流量計、 旋渦流量計、電磁流量計、流量測量儀表的選型。（4）物位檢測及儀表：物位檢測儀表類型、差壓式液位變送器、電容式物位傳感器、核輻射物 位計、物位檢測儀表選型。（5）溫度檢測及儀表：溫度檢測方法、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計、電

6、動溫度變送器、一體 化溫度變送器、溫度儀表的選用及安裝。（6）現代檢測技術與傳感器開展：軟測量技術的開展、現代傳感器技術的開展。（7）顯示儀表：數字式顯示儀表、無筆無紙記錄儀、虛擬顯示儀表。（二）教學要求重點掌握檢測儀表的性能指標，壓力傳感器、流量傳感器、物位傳感器、溫度傳感器的結構、 工作原理、選用及安裝。（三）重點與難點（1）彈性式壓力計的原理，電氣式壓力計（霍爾片式、應變片式、壓阻式、電容式）的原理， 壓力計的選用。（2）差壓式流量計、轉子流量計的工作原理，轉子流量計的校正。（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、熱電阻溫度計的原理。第四章、自動控制儀表（一）

7、課程內容（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）基本控制規律及其對系統過渡過程的影響：位式控制、比例控制、積分控制、微分控制（3）模擬式控制器：基本構成原理及部件、DDZHI型電動控制器。（4）數字式控制器：數字式控制器的主要特點、基本構成、KMM可編程調節器。（5）可編程控制器（PLC）： PLC概述、PLC基本組成、PLC編程語言。（二）教學要求重點掌握基本控制規律的數學描述以及它們對自動調節系統過渡過程的影響、調節特點，一般 性了解自動控制儀表的結構及工作原理、了解PLC。（三）重點與難點基本控制規律及其對系統過渡過程的影響。第五章、執行器

8、（一）課程內容（1）氣動執行器：結構和分類、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、氣動執行器的安裝及維護（2）電動執行器簡介。（3）數字閥與智能控制閥。（二）教學要求重點掌握氣動執行器的流量特性及對調節過程的影響，一般性了解氣動執行器的結構和分類、 選擇、安裝及使用，電動執行器的結構和原理。（三）重點與難點控制閥的理想流量特性。第六章、簡單控制系統（-）課程內容（1）簡單控制系統的結構與組成。（2）簡單控制系統的設計：被控變量的選擇、操縱變量的選擇、測量元件特性的影響、控制器 控制規律的選擇、簡單控制系統設計實例。（3）控制器參數的工程整定：臨界比

9、例度法、衰減曲線法、經驗湊試法。（二）教學要求掌握簡單控制系統的基本概念，學會根據工藝要求及對象特性，合理確定系統的各個組成的一 般思路及方法。(三)重點與難點簡單控制系統的設計。第七章、計算機控制系統(-)課程內容(1)概述：計算機控制系統的組成、特點、開展過程。(2)集散控制系統(DCS)： DCS的特點、基本組成、CENTUM-CS集散控制系統。(3)現場總線控制系統(FCS)： FCS的特點、現場總線國際標準化、主要FCS簡介。(二)教學要求了解DCS和FCS的基本概念，結構特點及應用狀況。(三)重點與難點集散控制系統(DCS)的特點、組成。三、學時分配及教學方法章(按序填寫)教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂教學實驗上機課程實踐小計緒論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研究型教學方法1第4章40004研究型教學方法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3200032四、課程考核考核形式考核要求考核權重備注平時成績考勤、課堂表現和課后作業0.2期末考試閉卷考試0.8五、參考書目及學習資料.厲