化工仪表及自动化的学习计划
化工仪表及自动化教案
化工仪表及自动化教案一、教学目标：1. 让学生了解化工仪表的分类和基本原理。
2. 使学生掌握化工自动化的基本概念和系统组成。
3. 培养学生运用化工仪表和自动化技术解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 化工仪表的分类和基本原理2. 压力、流量、温度、液位等基本参数的测量方法3. 化工自动化的基本概念和系统组成4. 常用自动控制仪表及其应用5. 自动化控制系统的设计和实施三、教学方法：1. 讲授：讲解化工仪表和自动化技术的基本原理、概念和应用。
2. 演示：通过实物或动画演示化工仪表的工作原理和自动化系统的运行过程。
3. 案例分析：分析实际工程案例，让学生了解化工仪表和自动化技术在实际中的应用。
4. 小组讨论：分组讨论自动化控制系统的设计和实施，培养学生的团队协作能力。
四、教学准备：1. 教材、教案、课件等教学资源。
2. 化工仪表模型、图片、视频等教学素材。
3. 计算机、投影仪等教学设备。
1. 导入：通过提问或情景创设，引发学生对化工仪表和自动化技术的兴趣。
2. 讲解：详细讲解化工仪表的分类、基本原理和应用，以及自动化系统的组成和设计。
3. 演示：展示化工仪表模型或动画，让学生直观地了解其工作原理。
4. 案例分析：分析实际工程案例，让学生了解化工仪表和自动化技术在实际中的应用。
5. 小组讨论：分组讨论自动化控制系统的设计和实施，培养学生解决实际问题的能力。
6. 总结：对本节课的主要内容和知识点进行归纳总结。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对化工仪表和自动化基础知识的理解程度。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和问题解决能力。
3. 作业批改：检查学生对课堂所学知识的掌握情况，以及对实际问题的分析能力。
4. 期中考试：设置期中考试，全面评估学生对课程内容的掌握情况。
七、教学拓展：1. 邀请相关领域的专家或企业代表进行讲座，分享实际工作经验和行业动态。
化工仪表及自动化教案
超声波液位计
通过发射超声波并接收其 反射波来测量液位高度， 具有非接触、高精度、可 靠稳定等特点。
温度控制策略
热电偶温度控制器
01
利用热电偶产生的热电势与温度之间的线性关系，实现对温度
的测量和控制。
PID温度控制
02
采用比例、积分、微分控制算法，对温度进行精确控制，具有
响应快、精度高等优 课程介绍与教学目标 • 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统概述 • 典型化工过程控制策略 • 先进控制技术在化工过程中的应
用 • 实验操作与案例分析 • 课程总结与展望
目录
01
课程介绍与教学目标
课程背景与意义
化工仪表及自动化是化学工程与工艺 专业的重要课程，对于培养学生的工 程实践能力和创新意识具有重要作用 。
用于测量管道中流体的流量，为流量控制提供准确依据。
PID流量控制
采用PID算法对流量进行闭环控制，实现流量的精确调节。
流量调节阀
根据流量计的反馈信号，自动调节阀门的开度，从而控制管道中 的流量。
05
先进控制技术在化工过程中
的应用
预测控制技术应用
模型预测控制（MPC）
基于过程模型进行预测，通过优化算法实现控制目标，适用于多 变量、非线性、时变系统。
强调化工生产中的安全问题，探讨仪表的 防护措施及故障处理。
学生学习成果评价
知识掌握程度
通过课堂表现、作业和考试等方式评估学生 对课程内容的掌握情况。
实践能力
考察学生在实验、课程设计和实习等环节中 的动手能力和问题解决能力。
创新思维
鼓励学生提出新颖的观点和解决方案，培养 其创新意识和能力。
未来发展趋势预测
06
《化工仪表及自动化》课程教学大纲(2024)
详细介绍常见化工仪表的选型方法，如温度仪表 、压力仪表、流量仪表等的选型依据和注意事项 。
化工仪表的安装与调试
3
讲解化工仪表的安装步骤和调试方法，包括安装 位置的选择、安装前的准备工作、安装过程中的 注意事项以及调试方法等。
2024/1/29
10
03 自动化控制系统原理
2024/1/29
控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统设计原则
确保系统稳定性、可靠性、经济性和可扩展性 。
设计方法
基于被控对象特性，采用经典控制理论或现代 控制理论进行设计。
2024/1/29
设计流程
需求分析、系统建模、控制器设计、系统仿真与优化。
25
控制系统硬件设计
硬件选型
根据系统需求选择合适的传感器、执行器、控制 器等硬件设备。
硬件接口设计
执行器性能评价
讲解执行器性能的评价指标，如灵敏度、线性度、回差等，以及执行 器的选型和调试方法。
2024/1/29
22
控制仪表与执行器的选用与安装
01
控制仪表的选用
根据被控对象的特性和控制要求，选择合适的测量仪表、显示仪表、控
制仪表等，组成完整的控制系统。
02
执行器的选用
根据控制系统的输出信号和执行器的输入信号，选择合适的执行器类型
讲解控制器性能的评价 指标，如稳定性、准确 性、快速性等，以及控 制器参数的整定方法。
21
执行器类型及工作原理
执行器类型
介绍气动执行器、电动执行器、液动执行器等不同类型的执行器， 以及它们各自的特点和适用场合。
工作原理
详细阐述执行器的工作原理，包括执行器的输入信号、输出信号、 动力源和执行机构等部分的作用和工作过程。
2024版年度《化工仪表自动化》课程教学大纲
学大纲•课程介绍与教学目标•化工仪表基础知识•自动化控制系统原理•常见化工仪表及其工作原理•自动化控制技术在化工生产中的应用•实验课程设计与实践操作•课程总结与展望目录01课程介绍与教学目标课程背景及意义化工行业自动化发展趋势随着科技的不断进步，化工行业正朝着自动化、智能化的方向发展，化工仪表自动化是实现这一目标的关键技术之一。
化工仪表在工业生产中的重要性化工仪表是化工生产过程中不可或缺的一部分，它们能够实时监测和控制生产过程中的各种参数，确保生产安全、稳定和高效。
培养专业人才的需求为了满足化工行业对自动化技术的需求，培养具备化工仪表自动化知识和技能的专业人才至关重要。
1 2 3掌握化工仪表的基本原理、结构、性能和使用方法；了解化工自动化的基本概念、原理和系统组成。
知识目标能够正确选型和使用化工仪表；具备化工自动化系统的设计和维护能力；能够分析和解决化工生产过程中的自动化问题。
能力目标培养学生的工程实践能力和创新意识；提高学生的团队协作和沟通能力；增强学生的职业道德和社会责任感。
素质目标教学目标与要求0102化工仪表基础知识介绍化工仪表的分类、基本原理、结构和使用方法，包括温度、压力、流量、液位等测量仪表。
化工自动化基础知识阐述化工自动化的基本概念、原理和系统组成，包括自动控制系统、自动调节系统、自动保护系统等。
化工仪表的选型与使用讲解如何根据生产需求正确选型和使用化工仪表，包括仪表的精度、稳定性、可靠性等方面的考虑。
化工自动化系统的设计与…介绍化工自动化系统的设计方法、维护流程和故障排除技巧，包括控制系统的硬件设计、软件编程和调试等。
实验与实训通过实验和实训环节，让学生亲身感受化工仪表和自动化系统的实际操作过程，提高学生的实践能力和动手能力。
030405课程内容及安排02化工仪表基础知识03化工仪表的发展历程与趋势介绍化工仪表从传统到现代的演变过程，以及未来化工仪表的发展趋势。
01化工仪表的定义与分类介绍化工仪表在化工生产中的作用，以及按照测量原理、使用场合等分类方式。
化工仪表及自动化教案
化工仪表及自动化教案(总87页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--化工仪表及自动化绪论内容提要化工自动化的意义及目的化工自动化的发展概况化工仪表及自动化系统的分类化工自动化的意义及目的加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。
减轻劳动强度、改善劳动条件。
能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。
化工自动化的发展情况20世纪40年代以前绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操作条件，生产过程单凭经验进行。
低效率，花费庞大。
20世纪50年代到60年代人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向迅速发展。
20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到了很大的提高20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程，出现了计算机控制系统20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总线控制系统得到了迅速的发展化工仪表及自动化系统的分类按功能不同，分四类：检测仪表 (包括各种参数的测量和变送)显示仪表 (包括模拟量显示和数字量显示)控制仪表 (包括气动、电动控制仪表及数字式控制器)执行器(包括气动、电动、液动等执行器)图0-1 各类仪表之间的关系1.自动检测系统利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分。
作用：对过程信息的获取与记录作用。
图0-2 热交换器自动检测系统示意图自动检测系统中主要的自动化装敏感元件传感器显示仪表敏感元件对被测变量作出响应,把它转换为适合测量的物理量。
传感器对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换显示仪表将检测结果以指针位移、数字、图像等形式,准确地指示、记录或储存。
《化工仪表及自动化》课程标准
《化工仪表及自动化》课程标准（课程代码：100005，适用专业：化工工艺、工业分析、有色冶炼石油炼制等专业）一、课程性质与任务本课程是专门为培养和培训工艺操作人员开设的综合性较强的一门专业课程。
课程任务是培养学生了解化工变量的测量方法，熟悉常用仪表的结构、原理和使用方法，掌握化工自动化的基础知识，了解集散型控制系统的基本概念，能协助仪表及自动化技术人员分析和解决仪表运行中的一些实际问题。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生学会测量误差的分析与计算方法；理解生产过程中压力、液位、流量、温度四大参数检测的原理；熟悉常用检测仪表的工作原理及其适用场合和使用方法，掌握自动控制理论；掌握自动控制系统的组成、术语、品质指标等基本知识；了解自动控制系统的安装、投运与调试过程；了解复杂控制系统的组成及工作过程；能与相关人员进行专业技术方面的沟通交流。
（一）知识目标1.能了解主要工艺参数（温度、压力、流量及物位）的检测方法及其仪表的工作原理及特点；2.能了解化工自动化的初步知识，理解基本控制规律，懂得控制器参数是如何影响控制质量的；3.能为自控设计提供正确的工艺条件和数据；4.能在生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数整定；5.能了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展动态。
（二）能力目标1.能了解主要工艺参数（温度、压力、流量及物位）的检测方法及其仪表的工作原理及特点；2.能根据工艺要求，正确地选用和使用常见的检测仪表及控制仪表；3.能了解化工自动化的初步知识，理解基本控制规律，懂得控制器参数是如何影响控制质量的；4.能根据工艺的需要，和自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案；5.能为自控设计提供正确的工艺条件和数据；6.能在生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数整定；7.能了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展动态。
（三）素质目标1．对运用本课程专业知识从事相应工作，充满热情。
化工专业《化工仪表及自动化》教学大纲
《化工仪表及自动化》教学大纲课程编码：0412101203课程名称：化工仪表及自动化学时/学分：48/3先修课程：《电工学》、《化工原理》、《化学反应工程》适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是一门理论联系实际，应用性较强的专业课程，是化学工程与工艺专业的必修课。
2．课程任务：通过本课程教学，使学生比较全面地掌握化工过程自动化系统的构成、功能及其控制系统分析和设计；重点掌握化工过程自动化仪表的工作原理、特点和适用场合；培养学生自动控制系统设计、开发以及现场操作能力。
二、课程教学基本要求本课程是一门理论与工程实践密切相关的课程，教学内容以化工仪表及自动化的基本知识和基本技能为主，注重学生分析问题、解决实际问题的能力培养。
通过本课程的学习，让学生了解主要工业参数的基本测量方法和仪表的工作原理及特点，能根据工艺实际情况正确地选用和使用常见测量仪表和调节仪表；理解自动调节系统的组成、基本原理、各环节的作用，能根据工艺的需要提出合理的自动控制方案，为自控设计正确提供合理的、准确的工艺条件和数据；能够分析和处理控制系统运行中出现的一些现象和问题；使学生具备一定的自动化应用能力。
成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、期中考试等）（30%)。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求理解化工自动化的意义及目的；了解化工自动化的发展概况和本学科的作用。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生掌握化工自动化的狭义概念和实现化工过程自动化的目的。
3.教学重点和难点教学重点是化工自动化的意义及目的。
4.教学内容（1）化工自动化的定义主要知识点：化工自动化的广义概念、狭义概念。
（2）化工自动化的目的主要知识点：实现化工自动化的目的。
（3）化工自动化的发展概况主要知识点：化工自动化的发展历程及特点。
（4）本学科的作用主要知识点：学习仪表及自动化相关知识的作用。
化工仪表及自动化教学方案设计书----课程总体设计1课程
第一部分----课程总体设计1.课程介绍《化工仪表及自动化》是的一门专业基础课，其涉及知识面较广。
本课程学习需要具备物理、化工原理、自动控制原理等方面的知识；并且本课程包含许多工程实际问题，要求在学习理论知识的同时还需要掌握实解决实际问题的思维方式。
由于本校开设此课程的专业为药物制剂、生物工程、制药工程，考虑到学生在物理学、尤其是电路部分的基础比较薄弱，以及在毕业后工作中的应用情况，会相应的对书中所涉及的电路部分做适当删减与更改。
理论课时完成后，组织学生见识实习时，实习地点选取药厂，让学生对制药行业所应用的仪表和自动化设备有初步了解。
学习完本课程后，学生应具备一定的自动控制方面的基本知识和基本技能，能与自控人员配合，共同确定自动控制系统的方案。
主要掌握如下内容：自动控制系统的基本概念；工艺变量（温度、压力、流量、液位、成分等）的检测方法和检测仪表（变送器）的工作原理、特点，以及仪表选择、使用等方面的基本知识；调节器的基本控制规律；各种自动控制系统的构成、特点及其应用场合。
2.教学目的和目标《化工仪表及自动化》是一门涉及多门工科课程基础的学科，具有很强的实践性和应用性。
《化工仪表及自动化》课程的目的在于通过教育，增强学生对化工行业，尤其是制药行业的认识，培养并提高学生综合运用化工仪表理论知识的能力，为今后的工作实践打下基础。
由于本课程内容上更加偏重工科，所以不仅仅要求学生学懂课堂上讲授的知识，更应该培养学生的思考方式，在今后处理实际问题中，能够从不同的角度去思考，把书本的知识变成常识。
3.备课要求3.1 教材分析由于本课程涉及面较广，属于交叉学科，所以可选择的教材种类不是很多经过比较分析，决定选用厉玉鸣教授主编，王建林教授副主编《化工仪表及自动化》（第五版），化学工业出版社。
与愈金寿教授所编写的第二版《化工仪表及自动化》相比，难度有所降低，但考适合本校专业学生使用。
其他常用的教材如《仪表与自动化》（何道清），《化工仪表及自动化》（孟华）均为工科专业学生使用，难度上不适合制药专业，且版本较老，故不选用。
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化工仪表及自动化的学习计划
经过了两年的学习，转眼之间就又到大三了，这学期我们又迎来了一门崭新的课程：《化工仪表及自动化》。
在古代就有句俗话说“绝不打无准备之仗”。
所以，我们的胡科研老师在我们开学的第一节课上要求我们每个人制定一份关于化工仪表及自动化的学习计划是十分有必要的作业。
所以，在接下来的时候我将会对本学期的这门课程进行一次具体详尽的学习计划，以让自己在这忙碌的大三学习生活里学到有关于化工仪表及自动化的知识，因为或许在以后的某个时间里我们就会在进行工作实践里就会用到的。
毕竟，在这个“知识就是力量”的时代里使要求我们树立有计划、有目的学习的理念，我们必须经常给自己详尽的计划，经常学习，从而达到拓宽自己的知识视野，增强知识储备，深化对于学科的专业知识，以及更新知识结构。
所以，现在我开始拟定如下的有关于《化工仪表及自动化》的整体学习计划：
首先，我们需要大体的了解一下我们所学习的这本《化工仪表及自动化》的大体内容：《化工仪表及自动化》。
而我们的书总共是分八章，内容包括：第一章是自动化控制系统基本概念，第二章是过程特性及数学模型，第三章是检测仪表与传感器，第四章是自动控制仪表，第五章是执行器，第六章是简单控制系统，第七章是复杂控制系统，第八章是新型控制系统，第九章是计算机控制系统，第十章是典型化工单元的控制方案。
同时，我们从本书的名字就可以知道该书的内容分为两个重要部分。
第一部分是化工检测仪表，它主要是讲述检测仪表的基本知识，其重点介绍了工业生产过程中的压力、流量、物位、温度的检测原理及相应的仪表结构选用，同时也介绍了工厂中常用的显示仪表。
而第二部分则是化工自动化基础，介绍工业生产过程中的自动控制系统方面的知识，还分别介绍了构成自动控制系统的被控对象、控制仪表及装置，在简单、复杂控制系统的基础上，介绍了高级控制系统与计算机控制系统，最后结合生产过程介绍了典型化工单元操作的控制方案。
我们可以看出这书全面系统地介绍了化工过程控制系统的基本概念、过程检测与控制仪表、控制系统的设计方法等基础知识，并配有典型的应用实例。
具体涉及到化工检测仪表：检测仪表基本知识、压力检测、流量检测、物位检测、温度检测和显示仪表；化工自动化基础：自动控制系统概述、对象特
性和建模、基本控制规律、自动控制仪表、执行器、简单控制系统、复杂控制系统、高级控制系统、计算机控制系统、可编程控制器、典型化工单元的控制方案。
以上我总结了我们的书里的大致的学习内容。
所以，我的大致学习计划是：
1、在平时的课间时间或者上课前的短暂时间里大致的浏览一下课本做到心中有数，对于上课时的学习过程是会有一定的帮助。
2、我们根据课本的内容以及根据老师画的每一章的知识点，我们就可以明确自己的学习的任务，在每一个学习周去逐步完成它们。
我查看了一下《教学大纲》大致是要能够了解主要工艺参数（温度、压力、流量及物位等）的检测方法及其仪表的工作原理及特点；能根据工艺要求，正确地选用和使用常见的检测仪表及控制仪表。
能够了解工业自动化的初步知识，理解基本控制规律，懂得控制器参数是如何影响控制质量的。
能根据工艺的需要，和自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案；能够为自控设计提供正确的工艺条件和数据；能够在生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器参数整定。
能够了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展动态。
所以当我们知道了着重点再去看书是能够事半功倍的。
3、在平时的课程安排里我们要按时上学校安排的课程，必须要做到不迟到、不早退、不旷课。
因为，每一次的迟到会影响老师的教学过程以及同学们的上课注意力会显得有些害人害己，而每一次的无理由旷课更是对自己的不负责任，这样会因此落下课程导致“滚雪球”效应使之后的课程会跟不上老师的节奏而厌学，同时这也是对于父母的极大不孝，毕竟他们希望我们能够好好学习。
4、在平时的学习过程中，我们也可以大致的浏览一下课程的课本内容以及回顾一下笔记上的知识来加深印象。
而在我们上课时也应该十分认真的做好课堂笔记以及在课后也要拿出笔记复习和在看书复习时重新补充和添加笔记的新内容，只有这样学校开始实行N+2的作用才可以体现出来，而不是为了应付老师或者学校检查而去抄写笔记，所以为了让自己能够有新的知识而不断努力。
5、利用平时的课堂时间里多多向具有丰富知识的代课教师问问题，增加机子的课程参与度，因为这样可以让自己学到更多，同时也能解决掉更多的自己所不懂问题，但是有时也可以在有不懂的问题是多与同学探讨一下，这也是一个不错
的选择。
6、有时老师会布置一些作业或论文什么的，他对于我们加强学习理解，拓展学习能力是大有裨益的，所以必须要认真对待。
如有什么不会的及时查漏补缺才是最好的，如果把它们扔在一边就会对真正的学习有害。
7、我们在上自习以及上课的时候都应该把自己的注意力完全集中的，绝不可以分神，因为每一次的浪费时间都会大致一些细节的错过，从而导致对于本门学科的不理解最后会使自己学习本门课程不够好。
而在学习课程时自己的身旁最好不要放手机、小说、杂志等一些会使自己分心的东西。
8、在一些学习时间里，我们必须要学会利用我们的时间去进行一下自主学习，做一些简单的看书摘要，从中找出一些关键的表达词语去采用精炼的语言把一些重要的定理知识归纳成几点这样做既有助于记忆、背诵，还有助于提高学习效率和使自己的学习思维更有逻辑性。
而在这大学两年里我有时会尝试的去背诵，因为它比单纯重复多遍的看书效果更好。
因为在高中时我的老师说过：“背诵后理解才能深刻”，所以学习时在阅读本书的全部内容之后去背诵一些重要的知识点我觉得还是很有必要的。
9、学习贵在“持之以恒”，所以我们通常每天的固定时间里都应该抽取至少有1到2小时的时间来学习本门课程。
在自己上自习前一定要确定明确学习的目标比如要在多少时间里完成多少课程的内容，要多多的在自己的课后的时间里自发去支配大学中的学习时间来学习巩固这门课程。
所以，我们必须做到独立的学习和养成学会学习的好习惯。
在每天的自助学习中是绝不应该常拖延时间以至于使本门课程总是会无法按时完成，也会使对于本门课程的学习进度无法跟上。
10、在我们学习到了一定的程度时可以对我们所学习的课程进行一次认真的学习总结、完善自己的学习方法来实现自己时时学习，处处学习，高效率学习，高质量学习的目的，真正去追求个人学习资源条件的最大限度。
同时也要去学会向他人学习，多多的学会利用网络资源来学习的能力也是十分必要的。
毕竟，在他人、在网络上的好的学习资料有很多，我们不应该总是去玩游戏什么的来虚度光阴。
11、在临近阶段性考试前，复习总结就可去参考笔记摘要以及课本和老师的ppt等资料去分清课本上每章的不同学习任务。
复习总结的最主要作用是避免遗
忘，好在考试时能够灵活运用。
同时，一段时间的及时复习是最有效的。
因为随着时间的推移我们会遗忘许多，这样复习就有助于提高学习效果，更加的巩固学习过程，更能在考试中取得好的成绩。