过程控制工程教学大纲
过程控制教学大纲
过程控制教学大纲一、课程简介过程控制是自动化领域中的重要组成部分，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业生产过程中。
本课程旨在让学生掌握过程控制的基本原理和方法，学会分析和设计过程控制系统，提高解决实际问题的能力。
二、课程目标1、掌握过程控制的基本概念、原理和常用控制算法；2、了解过程控制系统的组成、特点和分类；3、掌握过程控制系统的设计和调试方法；4、学会对过程控制系统进行性能评估和优化；5、培养解决实际问题的能力，提高综合素质。
三、课程内容1、过程控制概述：过程控制的基本概念、发展历程和应用领域；2、过程控制系统组成：工艺流程、自动化仪表、控制系统和执行机构等；3、过程控制系统设计：控制方案设计、控制系统选型、控制系统集成和调试等；4、过程控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等；5、过程控制系统性能评估与优化：性能指标评估、系统优化和改进措施等；6、典型过程控制系统案例分析：化工、石油、电力、冶金等行业的典型过程控制系统案例分析。
四、课程安排本课程共分为理论教学和实践教学两个部分。
理论教学部分包括以上六个方面的内容，实践教学部分包括实验、课程设计和综合实践等环节。
具体安排如下：1、第一讲：过程控制概述（2学时）；2、第二讲：过程控制系统组成（4学时）；3、第三讲：过程控制系统设计（4学时）；4、第四讲：过程控制算法（4学时）；5、第五讲：过程控制系统性能评估与优化（2学时）；6、第六讲：典型过程控制系统案例分析（2学时）；7、第七讲：实验环节（4学时）；8、第八讲：课程设计和综合实践环节（8学时）。
五、教学方法本课程采用多媒体教学、案例分析和实验相结合的教学方法。
通过多媒体教学，使学生对过程控制的基本概念和原理有更直观的认识；通过案例分析，使学生了解实际生产过程中遇到的问题及解决方法；通过实验环节，使学生能够亲手操作和体验过程控制系统的运行与调试。
六、考核方式本课程采用平时成绩和期末考试相结合的考核方式。
《过程装备与控制工程专业毕业设计(论文)》教学大纲
《过程装备与控制工程专业毕业设计（论文）》教学大纲二、目的与基本要求毕业设计是过程装备与控制工程专业的应届毕业生在毕业前接受课题任务,进行实践的过程及取得的成果。
毕业论文为应届毕业生在毕业前所撰写的学位论文，表明作者在科学研究工作中取得的新成果或新见解,反映作者具有的科研能力和学识水平。
1．使学生进一步巩固加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。
2．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。
3．培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法。
4．使学生树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点；树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。
三、基本内容和安排选择指导教师的科研或学术探讨课题，企事业单位的社会委托课题，以及教师或学生通过毕业实习在企业获取富有创新和实际意义的课题等，对包括石油化工、生物与制药工程及轻工等行业的过程装备进行设计、构件的结构分析和应力计算，编制设计说明书和设备零件图和装配图等，以及对主要研究石油化工、生物与制药工程及轻工等行业的过程装备的压力、温度、流量等工艺参数的变化对工艺目标影响的研究，通过对比实验，获取并处理实验数据，撰写毕业论文等。
1.接受毕业设计（论文）任务后，在指导教师指导下制订毕业设计（论文）工作的开题报告。
2.认真按照工作计划进行文献查阅、资料收集、设计计算、实验研究等，按时完成各个阶段的任务。
3.认真撰写毕业设计计算说明书（论文）初稿，并按时交由指导教师评阅；按指导教师要求，对毕业设计计算说明书（论文）进行认真修改，以达到一定质量并定稿。
毕业设计说明书和毕业论文的框架及字数应符合《工业大学本科生毕业说明书（论文）撰写规范》规定。
过程控制技术实验教学大纲格式 2020-02
《过程控制技术》实验教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：17021141课程类别：专业课课程性质：必修课课程总学时/学分、实验学时/学分： 48/3、8/0适用专业：电气工程及其自动化专业（自动化方向）实验室名称：过程控制实验室教材及教学参考书：《过程控制与自动化仪表（第3版）》，杨延西等编，机械工业出版社，2017。
二、实验的目的和要求《过程控制技术》是一门接近实际应用的课程，它要求学生们不仅懂的有关控制理论方面的基础知识，而且更重视培养学生们的动手操作能力。
学生在学过公共基础课、专业基础课及其它专业课之后，通过实验，使学生能够达到从事过程控制系统的分析、设计、运行及试验验证；培养学生工程实践能力和创新能力。
通过实验，使学生进一步了教学大纲的要求，《过程控制技术》实验课共开设4个实验，共计8个学时。
通过实验，使学生能够更好地了解自动控制系统及智能仪器的控制原理和控制方法。
掌握智能数显报警仪表的基操作；熟悉系统构成及工作原理。
掌握单回控制系统参数的整定方法；、掌握智能仪表的基本操作及整定方法。
三、实验内容可为选开实验）。
（2）实验要求：指必做或选做。
（3）实验类型：基础（演示、验证）、综合设计、研究创新。
四、主要仪器设备过程控制操作台及过程控制对象五、成绩评定标准1．本课程考核方式、方法：⑴实验态度：不迟到，不无故缺席；10%⑵预习情况：对原理的预习和理解，实验内容的预先设计等；10%⑶课堂实验：实验能力，主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及创新能力30%⑷实验报告：实验报告简洁完整，有创造性，书写完整50% 总评按优、良、中、及格、不及格评分。
2．实验成绩评定方法实验课成绩单独按五级记分评定方法评定。
凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。
评定各级成绩时，可参考以下标准：⑴优秀能正确理解实验的目的要求，能独立、正确地完成各项实验操作；能熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的各项实验技能；实验报告及其它各项实验作业完整、正确，文字通顺，书写工整，图表齐全，符合要求，质量较高；具有一定的创造精神和能力；工作努力，遵守纪律，表现好。
过程控制教学大纲
过程控制系统及应用课程教学大纲（适用于招收高中、三校毕业生三年制生产过程自动化技术专业）一、课程性质与任务(一)课程性质本课程是生产过程自动化专业的主要专业课程之一，本课程必须在学完《工程数学》、《石油化工基础》等基础课程之后开设。
（二）课程任务本课程教学的主要任务是使学生获得必要的自动控制理论和化工过程控制知识，掌握用时域分析法分析自动控制系统的方法，掌握控制系统的类型、特点，注重培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，为将来从事过程控制技术工作，打下必要的基础。
二、课程目的和要求(一)课程目的本课程教学主要目的是使学生获得必要的化工过程控制知识，注重培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，为将来从事过程控制技术工作，打下必要的基础。
（二）课程要求1、牢固掌握自动控制系统的组成，及其系统的控制质量指标。
2、列写简单控制系统的数学模型、微分方程、传递函数。
3、牢固掌握控制系统的控制规律、控制器参数对系统控制质量的影响；牢固掌握被控对象参数对控制系统质量的影响。
4、掌握简单控制系统的分析、设计、应用及系统投运和控制器参数整定方法。
5、掌握串级控制系统的特点、应用和设计。
6、基本掌握比值、均匀、前馈、自动选择等复杂控制系统的组成、特点及应用；了解先进控制技术。
三、讲授课题（实训项目）及学时分配表四、讲授内容及要求课题一概述1、生产过程自动化的发展和趋势2、控制系统的组成3、控制系统的主要类型教学目的及要求（1）掌握自动化的定义，了解生产过程自动化的特点，系统分析法，自动化的发展。
（2）掌握自动控制系统的组成、方块图、系统反馈意义，系统的静态和动态、过渡过程形式、系统的质量指标。
（3）熟悉控制系统的分类方法，掌握开环系统和闭环系统区别及特点，定值系统和随动系统分析的内容。
课题二控制系统的数学模型1、被控对象的微分方程模型2、控制系统中其它环节的数学模型3、传递函数与方块图教学目的及要求（1）了解被控对象的数学模型的推导方法，基本掌握一阶液位的对象推导，掌握对象参数的含义。
过程控制系统教学大纲精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版教学大纲英文课程名称：Process Control课程编号：0201508总学时：48 （其中理论课学时：44 实验学时：4）总学分：3先修课程：微机原理与接口技术、自动控制理论Ⅰ、检测仪表及检测技术适用专业：自动化开课单位：电子信息与控制工程学院自动化教研室执笔人：张新荣审校人：刘星萍一、课程教学内容第一章绪论第一节过程控制系统的组成及其分类简单控制系统的组成；控制系统按照给定信号分类；按照控制结构分类。
第二节过程控制系统的特点第三节过程控制系统的质量指标第四节过程控制系统的发展概况自动化控制系统的几个发展时期的时间。
第二章被控过程的数学模型第一节概述建立被控过程数学模型的目的；被控过程数学模型的类型。
第二节解析法建立过程的数学模型单容水槽过程、双容水槽过程数学模型机理建模方法；液阻、液容的概念；阶跃响应曲线特点；有时延单容水槽过程、有时延双容水槽过程数学模型；多容过程数学模型。
第三节响应曲线辨识过程的数学模型由对象阶跃响应曲线用作图法及两点法确定对象的传递函数。
第三章变送单元第一节概述变送的基本概念。
各种差压变送器结构、原理、特点。
第三节温度变送器温度变送器组成、工作原理及线性化原理。
第七节微型化、数字化和智能化变送器变送器的发展趋势；各种微型化、数字化和智能化变送器的结构、原理。
第四章调节单元概述调节器基本概念；PID控制规律；各控制规律的特点；参数改变对控制质量的影响。
第一节 DDZ—Ⅲ型调节器DDZ-Ⅲ型调节器输入部分；PI部分；PD部分；硬手动；软手动电路；输出部分工作原理。
第二节改进型调节器抗积分饱和调节器；微分先行PID调节器；比例微分先行PID调节器。
第三节数字式调节器数字式调节器组成、特点、应用。
第五章执行单元第一节概述执行器的作用；执行器的分类。
第二节电动执行机构电动执行机构结构、工作原理。
第三节气动执行机构气动执行机构结构、工作原理、作用形式。
第四节气动薄膜调节阀调节阀的工作原理；调节阀的分类；调节阀的选择。
过程控制系统教学大纲
《过程控制系统》课程教学和考试大纲一、教学基本要求本课程主要包括三个方面的内容：实验方法对过程控制系统建模、过程检测控制仪表选型和工业过程控制系统工程设计的基本原理和基本设计方法。
通过对本课程的学习，具体要求如下：1、了解过程控制发展概况、特点和过程控制系统的组成及分类。
2、掌握用实验方法（阶跃响应和脉冲响应）建立过程数学模型的基本思路和方法；理解自平衡能力和无自平衡能力对象的有关概念，掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法，了解最小二乘建模方法。
3、了解检测仪表的分类、选型和过程控制仪表基本原理。
理解过程变量检测和过程控制仪表的基本概念，掌握五大类参数检测与变送的传感器特性与选型的基本方法；了解PID调节器基本原理和构成。
4、掌握过程控制系统的各种工程设计方法，重点掌握单回路控制系统和串级控制系统的工程设计方法；掌握其它复杂控制系统的设计方法；了解先进过程控制系统。
二、教学内容及要求1、过程控制系统的基本概况（一）教学内容1)过程控制发展概况2)过程控制的特点3)过程控制系统的组成及其分类（二）教学要求教学要求是：本章简要介绍过程控制系统发展概况、组成、分类和特点，使学生在学习后续各章内容之前，先对过程控制系统的总体情况有一个概要了解。
达到了解过程控制发展经历的几个阶段的特点、理论基础、主要仪表和系统的基本结构；了解过程控制的特点；了解过程控制系统的组成及其分类；了解“过程控制工程”课程的性质和任务。
重点是：过程控制系统的组成；过程控制系统的分类方法；过程控制系统的主要性能指标。
2、过程控制系统建模（一）教学内容1)被控过程的数学模型类型和表示方法2)有自平衡过程和无自平衡过程3)机理分析法建模4)试验法建模（阶跃响应曲线法和矩形脉冲响应曲线法）5)最小二乘法建模6)试验法建模的计算机编程实践（二）教学要求教学要求是：了解过程建模的基本概念和被控过程的数学模型类型和表示方法；理解有自平衡过程和无自平衡过程的物理意义；掌握有自平衡能力和无自平衡能力对象的机理分析建模方法；理解并熟练掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法的各种基本算法和验证条件；理解掌握最小二乘建模方法；能够利用MatLab或者其它编程语言实现单容或多容对象试验法建模中的几种算法（计算法、两点法、面积求系数方法）的计算机仿真实践。
控制工程基础教学大纲
控制工程基础教学大纲一、课程简介控制工程基础是控制科学与技术领域的一门基础课程，也是控制工程专业的基础课程之一。
本课程介绍了控制理论的基本概念、方法和技术，为学生深入掌握控制工程专业知识，奠定了坚实的基础。
课程内容包括控制理论的基本概念与原理、传递函数与时域分析、稳态误差分析、根轨迹与稳定性分析、频率响应与稳定性分析、控制系统的设计和实现等方面。
在学习过程中，学生将通过理论知识和实际案例的结合，系统学习控制工程的基础知识和实践技能。
二、教学目标1.了解控制工程理论的基本概念、方法和技术，掌握相关的数学知识和基础技能；2.理解控制系统的基本结构和工作原理，掌握传递函数、稳态误差、时域响应等概念及其分析方法；3.掌握根轨迹、频域响应与稳定性分析的基本概念和分析方法；4.理解控制系统的设计思想和方法，了解常见的控制器和控制策略；5.通过掌握理论知识和实践技能，可以应用控制工程的基础知识对实际问题进行分析、设计和实现。
三、教学内容1. 控制系统的基本概念1.控制理论概述；2.控制系统的基本结构和功能；3.闭环控制和开环控制；4.控制系统的性能指标和评价方法。
2. 传递函数与时域分析1.传递函数的概念和性质；2.时域分析方法及其应用；3.一、二阶系统的时域响应分析。
3. 稳态误差分析1.稳态误差和静态误差常数；2.稳态误差分析方法；3.闭环控制系统的稳态误差分析。
4. 根轨迹与稳定性分析1.根轨迹的概念和性质；2.根轨迹的绘制方法；3.根轨迹的应用；4.稳定性的概念和判据。
5. 频率响应与稳定性分析1.频率响应的概念和性质；2.频率响应分析方法；3.稳态和稳定性的频率响应分析；4.Bode图的绘制方法和应用。
6. 控制系统的设计和实现1.单闭环控制和双闭环控制的设计和应用；2.PID控制器和常见的现代控制器；3.控制系统性能分析和优化；4.控制系统的实现和应用。
四、教学方法本课程采用理论讲授、案例分析和实例演示相结合的教学方法。
《过程控制系统》课程教学大纲
过程控制系统课程教学大纲（ProcessContro1System）学时数：40学时其中：实验学时：课外学时：学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化一、课程的性质、目的和任务《过程控制系统》课程是电气工程与自动化专业的一门专业主干课程，具有很强的实践性。
通过本课程的学习，要使学生在掌握自动控制理论和过程检测与控制仪表等知识的基础上，用工程处理的方法去解决控制系统的分析、设计与研究方面的问题。
二、课程教学的基本要求（一）单回路控制系统特点、适用场合及分析设计方法：（二）深刻理解、牢固掌握各种复杂控制系统的特点、适用场合及分析设计方法；（≡）通过对典型案例的学习，掌握对各典型单元操作静、动态特性的分析方法，和与之相匹配的典型控制方案的设计，了解其发展动态。
本课程总学时为40学时，2.5学分，设置在第七学期。
其中相关实验安排在综合实验中。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章单回路控制系统（10学时）一、基本内容本章是过程控制系统课程的基础。
主要有单回路控制系统的方案设计、调节参数整定以及控制系统的投运等内容。
二、基本要求1、了解过程控制系统工程设计概要；2、了解和掌握单回路控制系统方案设计；3、了解和掌握测量变送器选型；4、了解和掌握执行器（调节阀）选型；5、了解和掌握控制器（调节器）控制规律选取；6、了解和掌握单回路控制系统参数整定和系统投运方法。
第二章复杂过程控制系统（16学时）一、基本内容主要介绍为提高控制品质或满足特殊操作要求的过程控制系统及应用中的有关问题。
包括串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、分程控制、选择性、阀位控制和推断控制等系统结构及分析。
二、基本要求1、了解和掌握串级控制系统；2、了解和掌握比值控制系统；3、了解和掌握均匀控制系统；4、了解和掌握前馈控制系统；5、了解和掌握分程控制系统；6、了解和掌握选择性控制系统；7、了解和掌握阀位控制方案；8、了解和掌握推断控制系统。
第三章流体传送设备的控制（2学时）一、基本内容流体传送设备（泵及压缩机）及其运行特点，控制方案及特殊控制方案。
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《过程与过程控制》（双语）教学大纲
（课程编号0882425 学分-学时-实验 4-56-16）
东南大学自动化学院
一、课程的性质与目的
本课程是工业自动化专业学生的专业主干课程，教学目的是使学生从控制系统的角度掌握工业生产过程的典型控制方案，为学生将来从事过程控制的设计和系统维护等工作打下理论和应用基础。
学习本课程后，学生应掌握过程控制策略及典型生产过程的自动控制等，使学生从控制系统的高度掌握过程控制专业知识，能够进行过程控制工程领域的研究及设计工作。
二、课程内容的教学要求
（1）过程控制概述：掌握过程控制的定义，弄清过程控制的目的；掌握过程控制系统的组成和特点。
（2）过程仪表：掌握过程检测仪表信号的标准；掌握过程检测仪表的几种接线方式；掌握温度、压力、流量、物位和成份等检测仪表的工作原理以及选型和安装；了解执行器的基本原理，掌握电动和气动执行器的使用；掌握调节阀的流量特性及其选择方法。
（3）过程建模：掌握被控过程的自衡和积分特性；了解被控过程的机理建模方法；掌握被控过程的时域响应建模方法。
（4）常规过程控制策略：掌握PID控制的基本工作原理及其特点；掌握各种改进型PID 控制算法；了解各种PID控制器参数整定方法。
（5）先进过程控制策略：了解先进过程控制策略的发展和特点；掌握内模控制、预测控制、多变量解耦控制等在过程控制中的应用；掌握基于内模的PID设计方法；掌握预测控制的基本原理；掌握多变量解耦控制系统的原理，掌握相对增益的概念。
（6）复杂控制系统：掌握串级控制系统的典型结构和设计方法，了解串级控制系统的应用场合；掌握前馈控制原理和常用的动态前馈补偿模型，掌握前馈-反馈复合控制系统的特点及工业应用；掌握比值控制、选择性控制和分程控制系统的特点及应用。
（7）计算机过程控制系统：掌握集散控制DCS系统、PLC-SCADA系统的典型结构，了解组态软件、实时数据库和现场总线的基本概念。
（8）典型过程：掌握典型生产过程的特点及控制方法，如生化过程、CSTR、气体缓冲罐、精馏过程等的典型特性及控制方法。
三、实验要求
见实验教学大纲。
四、能力培养的要求
1. 分析能力的培养：主要是对控制系统动态性能进行分析的能力的培养，同时也要注意培养针对具体过程选取控制策略的能力的培养。
2. 计算能力的培养：要求学生通过本课程的学习，具备对各种被控过程控制参数进行整定计算的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力；具有使用计算机仿真程序的能力。
3. 自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。
4. 表达能力的培养：主要通过作业和课堂讨论，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
5. 创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同控制方法，以及对结果进行分析比较和举一反三的能力。
五、建议学时分配
带“*”的为仿真实验。
六、考核方式
总评成绩＝平时成绩（包括作业及实验）＋期末考试成绩
平时成绩占10％
期末考试成绩占90%
七、教材及参考书
1．B. W. Bequette, Process control: modeling, design, and simulation, Prentice Hall，2003 2．陈夕松等. 过程控制系统，科学出版社，2005。