化工仪表及自动化教学大纲
《化工仪表及自动化》教学大纲
《化工仪表及自动化》教学大纲Chemica1Meters&Automation一、课程基本信息学时：24学分：15考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%中文简介：《化工仪表及自动化》是化工类专业的一门专业选修课。
该课程从自动控制系统的基本概念入手，系统地讲述构成自动控制系统的各个基本环节,包括被控对象.测量元件及变送器.显示仪表.自动控制仪表.执行器等；以及简单控制系统.复杂控制系统.新型控制系统与计算机控制系统；最后结合化工生产过程讲述几种典型化工单元操作的控制方案。
化工仪表及自动化是利用自动控制学科.仪器仪表科学及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科的。
随着现代科学技术的进步，现代化程度的提高，本课程越来越重要。
二、教学目的与要求通过对本门课程的学习，应能了解化工自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成.基本原理及各环节的作用；能根据工艺要求，与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案；能在工艺设计和技术改造中，与自控设计人员合作，综合考虑工艺与控制两个方面，并为自控设计人员提供正确的工艺条件与数据；能了解化工对象的基本特性及其对控制过程的影响；能了解基本控制规律及其控制器参数与被控过程的控制质量之间的关系；能了解主要工艺参数（温度.压力.流量及物位）的基本测量方法和仪表的工作原理及其特点；在生产控制.管理和调度中，能正确地选用和使用常用的测量仪表和控制装置，使它们充分发挥作用；能在生产开停过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数整定；能在自动控制系统运行过程中，发现和分析出现的一些问题和现象，以便提出正确的解决方法；能在处理各类技术问题时，应用一些控制论.系统论.信息论的观点来分析思考，寻求考虑整体条件.考虑事物间相互关联的综合解决方法。
三、教学方法与手段1、讲授与讨论结合，课程教学主要采用讲授方法，讲授过程辅以大量工业实例，化工专业实验设备的实物仪表的现场讨论进行配合，并通过认识实习阶段对工厂观察认识的知识加以深化和理解，从而完成课程达到的目标。
化工自动化及仪表教学大纲
《化工自动化及仪表》教学大纲课程名称：化工自动化及仪表英文名称：Process Instruments and Automation课程编号：11080002课程类别：专业选修课学时/学分：51/3；理论学时：51开设学期：6开设单位：化学化工学院适用专业：应用化学说明一、课程性质与说明1．课程性质专业方向选修课2．课程说明化工自动化及仪表技术为保证现代工业生产过程的平稳运行取着不可替代的作用。
本课程是化工或工艺等相关专业的一门选修课程，通过课程的学习，使学生比较全面地掌握工业过程自动化系统的构成、功能及其控制系统分析和设计；基本掌握工业过程自动化仪表的工作原理和使用；培养学生参与自控系统设计、开发以及现场操作能力。
二、教学目标1．能比较全面地掌握工业过程自动化系统的构成、功能及其控制系统分析和设计；2．能基本掌握工业过程自动化仪表的工作原理和使用；3．能了解自控系统设计、开发以及能参与现场操作。
三、学时分配表教学以课堂教学、老师讲授为主，开展启发式教学，鼓励学生提出问题，展开讨论，最后进行归纳总结。
教学中应注意理论联系生产实际，突出应用，使学生尽量能够灵活应用所学的知识。
教学中要结合专业、工艺特点，多举一些生活、应用中的实际事例结合相关的实物、教具和电化教学手段提高教学效果。
五、课程考核及要求1．考核方式：考试（√）；考查（）2．成绩评定：计分制：百分制（√）成绩构成：总成绩=平时考核（10）％+中期考核（30）％+期末考核（60）％六、教材及参考书目参考书目：[1]俞金寿、孙自强. 过程自动化及仪表(非自动化专业适用，第二版) .北京：化学工业出版社，2007年[2]厉玉鸣.化工仪表及自动化.（第四版）.北京：化学工业出版社，2006[3]杜维等.过程检测技术及仪表.北京：化学工业出版社，1999[4]杨丽明, 张光新.化工自动化及仪表.北京：化学工业出版社，2004本文第一章自动控制系统概述教学目标：1. 了解化工自动化系统的组成、特点和自动化术语。
教学大纲---化工仪表及自动化(12制药)
盘锦职业技术学院石油化系《化工仪表及自动化》课程教学大纲课程编码: **** 课程名称: 化工仪表及自动化学时数: 48 学分: 4适用专业: 制药技术教学大纲说明一、课程的性质与任务《化工仪表及自动化》是根据应用化工技术专业教学计划的要求, 为培养高级化工工艺操作工而开设的一门实践性很强的专业课程。
内容包括: 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。
任务：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；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。
2、能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。
3、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；能为自控设计提供正确的工艺条件和数据；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参数整定。
4、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、课程教学的基本要求《化工仪表及自动化》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, 应达到以下知识和能力要求:理解仪表自动化系统的组成及品质指标；掌握常用检测仪表的结构、功能、特点, 能根据工艺要求选型；掌握控制器的基本控制规律及PID参数对系统品质指标的影响；理解简单控制系统构成及特点；了解复杂控制系统构成及特点；掌握典型化工单元的控制方案；理解集散控制的组成、功能和特点。
三、课程的内容（一）课程的主要内容1. 自动控制系统基本概念主要内容:第一节化工自动化的主要内容第二节自动控制系统的基本组成及表示形式一、自动控制系统的基本组成二、自动控制系统的表示形式第三节自动控制系统的分类一、按被控变量分类二、按控制器控制规律分类三、按给定值的变化情况分类第四节自动控制系统的过渡过程和品质指标一、控制系统的静态与动态二、控制系统的过渡过程三、控制系统的品质指标四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素教学重点: 自动控制系统的组成, 过程控制系统的组成及方框图表示方法；教学难点: 过程控制系统品质指标的意义；对象的特性参数对系统品质指标影响；教学目标: 通过对包括自动控制系统基本概念、方块图、过渡过程、品质指标等内容的了解, 要求理解自动控制系统的基本概念。
化工仪表与自动化课程教学大纲
化工仪表与自动化课程教学大纲（总学时数：32，学分数：2）一、课程的性质、任务和目的本课程与培养目标的关系是：通过本课程的学习可以实现培养要求中的工程实践能力、设计能力等知识和能力要求。
课程主要讲述的内容为：研究化工生产过程自动化的一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。
现代自动化技术迅猛发展要求化工工艺技术人员必须具有生产过程自动化的基本知识，对生产过程自动化及仪表的现状和发展有所了解，对于学生将来从事管理与开发现代化生产过程是十分重要的。
为此，对化工类各专业设置本门课程。
二、课程基本内容及要求（一）绪论化工自动化的定义、目的、发展过程及本课程学习要求。
（掌握）化工自动化的发展及课程学习要求。
（了解）（二）自动控制系统基本概念1.自动控制系统的组成，了解各组成部分作用以及相互影响和联系。
(掌握)2.自动控制系统中常用的各种术语，掌握方块图的意义及画法。
(理解)3.管道及控制流程图常用符号的意义。
(熟悉)4.控制系统的几种分类形式，掌握系统的动态与静态。
(了解)5.闭环控制系统在阶跃干扰(扰动)作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。
(掌握)（三）检测仪表及传感器1. 仪表精度的意义及与测量误差的关系。
(掌握)2. 仪表的性能指标。
(了解)3. 各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法。
(初步掌握)4. 各种流量计的测量原理。
重点是差压式流量计及转子流量计。
(了解)5. 各种液位测量方法。
初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法。
(了解)6. 热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。
熟悉热电偶温度测量中的冷端温度补偿的作用及方法。
(掌握)7. 电动温度变送器的作用及原理。
(了解)（四）显示仪表1.动圈式显示仪表的基本结构及原理。
(了解)2.自动电子电位差计的原理。
熟悉电位差汁的测量桥路及各个电阻的作用。
(掌握)3.自动电子平衡电桥的工作原理。
《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
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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。
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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
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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。
《化工仪表与自动化》教学大纲
《化工仪表与自动化》教学大纲课程编号：B037130622课程名称：化工仪表与自动化课程类型：学科基础课英文名称：Chemical Instrument and Automation适用专业：化学工程与工艺总学时：30学分：2一、课程的性质、目的和任务本课程是化学工程与工艺专业一门学科基础课。
通过本课程的学习，使学生了解和初步掌握仪表和自动控制系统的基础知识、构成自动控制系统的各个基本环节以及简单控制系统，并对复杂控制系统与计算机控制系统有所了解。
在教学过程中注意培养学生的查阅资料能力、归纳总结能力、分析和解决问题的能力，为学生将来工作打下基础。
二、课程教学的基本要求掌握各种化工测量仪表的原理、结构、功能，进而会选用仪表。
掌握自动控制系统的基本知识，包括系统的组成、控制规律、对象特性及简单控制系统，能读懂简单控制系统图纸。
掌握实现自动控制系统的控制仪表及装置的原理。
了解自控技术的新发展及新型控制装置。
三、课程教学内容第一章绪论⑴教学内容和基本要求了解化工自动化的意义、组成以及化工仪表与自动化的发展过程。
⑵教学的重点和难点重点：化工自动化的组成。
难点：化工自动化的组成。
第二章化工测量仪表⑴教学内容和基本要求理解测量仪表及变送器的基础知识，理解压力测量仪表、流量测量仪表、液位测量仪表以及温度测量仪表的原理和结构，掌握选用测量仪表方法。
⑵教学的重点和难点重点：测量仪表方法的选用方法。
难点：变送器的原理。
第三章控制器⑴教学内容和基本要求理解单元组合仪表的基本知识，掌握控制器原理及控制规律。
⑵教学的重点和难点重点：控制规律。
难点：控制规律。
第四章执行器⑴教学内容和基本要求理解执行器原理、结构和类型，理解调节阀的流量特性，掌握执行器及调节阀选用方法。
⑵教学的重点和难点重点：执行器结构形式和调节阀流量特性的选择。
难点：执行器的选择。
第五章简单控制系统⑴教学内容和基本要求理解简单控制系统的基本结构、控制质量的影响因素、控制器正反作用，掌握控制器参数的工程整定方法。
化工仪表与自动化 教学大纲
化工仪表与自动化一、课程说明课程编号：150108Z10课程名称：化工仪表与自动化/ Chemical Instrument & Automation课程类别：专业课学时/学分：32/2先修课程：化工原理，电工学适用专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班），制药工程，应用化学教材、教学参考书：（1）厉玉鸣. 化工仪表及自动化（第五版）[M]. 化学工业出版社，2011（2）刘波峰. 过程控制与自动化仪表[M]. 机械工业出版社，2012二、课程设置的目的意义本课程为化工工程专业本科生的选修课程，开设本课程的目的是让学生了解化工自动化的基本知识，理解自动调节系统的组成、基本原理，了解化工对象的基本特性及主要工艺参数的基本测量方法和仪表的工作原理。
任务是提高学生在自动控制系统运行过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力。
三、课程的基本要求知识：本课程要求学生掌握化工生产过程自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成、基本原理以及化工对象的基本特性及其对调节过程的影响、基本调节规律；了解主要工艺参数的基本测定方法、仪表的工作原理和简单、复杂调节系统的组成及分析方法。
能力：能根据化工工艺的要求，设计合理有效的自动化控制系统，正确选择和使用常见的显示仪表、控制仪表和执行器，逐步提高在自动控制系统运行过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力（关联毕业要求3-1：设计开发；关联度：高）。
素质：对控制学、信息学等领域的知识有初步的认识，并能够将其与化工基本单元操作以及常见仪表的知识联系在一起，用于分析和解决化工生产过程中面临的复杂的自动化控制问题。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求无六、考核方式及成绩评定七、课程的持续改进为了更好地服务于毕业要求指标点，本课程将积极持续改进、推进以下课程建设工作：（1）理论联系实际，切实把提高学生对控制论和信息论的认识作为本课程的重要目标，通过分组讨论，鼓励学生上台发言等形式鼓励学生运用控制论，信息论的知识分析化工生产过程。
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二、课程能力培养目标
1、掌握各种化工测量仪表的原理、结构、功能以及它们的优缺点。
一、教学目标
通过本章学习，了解有关于压力的知识以及一些常见的测压仪表，掌握弹性式压力计以及电气式压力计的工作原理，牢记一些常见的弹性元件及其特点。压力仪表的安装常识。
二、教学重、难点
弹簧管压力表的构造及其测量原理，应变片式压力传感器的工作原理，仪表测量范围的确定，仪表测压点的选取。
三、教学内容
第一节 压力单位及测压仪表
第三节 积分控制
第四节 微分控制
习题：
作业：1、四种控制规律的特点及用途
第十章 自动控制仪表（2学时）
一、教学目标
了解物位检测的重要意义，了解几种常见的物位检测仪表。掌握差压式液位计的工作原理，掌握电容式物位计的两种测量形式。
二、教学重、难点
1、零点迁移及迁移方向的判断
2、计算正负迁移量
3、称重式液罐计量仪的工作原理
第一节 物位检测的意义及主要类型
第二节 差压式液位计
第三节 其他物位计
习题：
作业：1.常见的物位检测Байду номын сангаас表的种类,2.迁移量的计算
掌握仪表精度的意义及与测量误差的关系。了解仪表的性能指标。
第一节 测量过程与测量误差
第二节 检测仪表的品质指标
第三节 检测系统中的常见信号类型
第四节 检测系统中信号的传递形式
第五节 检测仪表与测量方法的分类
第六节 化工检测的发展趋势
习题：
作业：1、仪表准确度等级的计算，2、仪表变差的计算，
第二章 压力检测（4学时）
二、教学重、难点
1、掌握差压式流量计与转子式流量计在工作原理上的差异。
2、掌握靶式流量计与椭圆齿轮流量计在处理流体时的不同。
三、教学内容
第一节 压差式流量计
第二节 转子流量计
第三节 旋涡流量计
第四节 质量流量计
第五节 其他流量计
习题：
作业：1、节流现象，2、补偿式质量流量计有哪几种方法。
第四章 物位检测（4学时）
化工仪表及自动化教 学 大 纲
适 用 对 象：三年制化学工艺专业
化工仪表及自动化课程教学大纲
课程名称
中文：化工仪表及自动化
英文：Chemical measuring appliance and automation
一、课程的性质与任务
化工仪表自动化是化工专业的主要专业课程之一，是使学生对化工生产当中一些主要检测仪表以及如何实现化工生产中自动控制有所了解。
第二节 弹性式压力计
第三节 电气式压力计
第四节 智能式变送器
第五节 压力计的选用及安装
习题：
作业：1、压力的概念，表压力、绝对压力、负压力之间的关系。2、感测压力的弹性元件有哪几种？各有何特点？3、压力表的选取计算。
第三章 流量检测（6学时）
一、教学目标
通过本章学习，掌握差压式流量计和转子流量计的工作原理，了解旋涡流量计、质量流量计和一些其他流量计的工作原理，掌握一些常见的节流装置的选用方法。
第一节 模拟式显示仪表
第二节 数字式显示仪表
第三节 新型显示仪表
习题：
作业：1、桥路中电阻的计算
2、电子自动电位差计是如何实现对热电偶冷端温度自动补偿的
第七章 自动控制系统概述（4学时）
一、教学目标
使学生对自动化控制有一个大体的概念，知道在自动控制系统中各个部分所起的作用是什么，他们各自有什么特点，担负什么角色。
习题：
作业：1.常见的温度检测仪表的类型2.测量温度的计算
第六章 显示仪表（4学时）
一、教学目标
通过本章学习，掌握模拟式显示仪表的工作原理及两种方式，了解数字式显示仪表的构造及组成。
二、教学重、难点
1、自动平衡电子电位差计和电子自动平衡电桥在工作原理的区别。
2、A-D模数转换器的工作原理
三、教学内容
二、教学重、难点
自动控制系统的组成及各组成部分的作用以及相互影响和联系；自动控制系统中常用的各种述语，方块图的意义及画法
三、教学内容
第一节 自动控制系统的组成
第二节 自动控制系统的方框图
第三节 过渡过程和品质指标
习题：
作业：1.自动化系统的组成2.最大偏差、超调量、余差、衰减比的计算
第八章 对象特性和建摸（2学时）
第五章 温度检测（4学时）
一、教学目标
通过本章学习，了解一些常见的温标，温度检测的基本原理。掌握热电偶温度计和热电阻温度计的测温原理。
二、教学重、难点
1、热电现象
2、插入第三种导体对热电偶整体的热电势有无影响
3、补偿导线的作用
三、教学内容
第一节 概述
第二节热电偶温度计
第三节热电阻温度计
第四节温度变送器
2、掌握自动控制系统的基本知识，包括系统的组成、控制规律、对象特性，简单控制系统及复杂控制系统。能读懂简单自控方案图纸。
3、掌握实现自动控制系统的控制仪表及装置的原理、结构、功能。
4、了解自动控技术的新发展及新型的检测和控制装置
三、课程的教学内容
绪论（2学时）
对我国目前化工仪表的发展状况有所了解，知道在化工生产当中重要的检验参数有什么，建立起自动化控制的初步概念。
第九章 基本控制规律（6 学时）
一、教学目标
让学生对控制器如何对生产过程进行的情况有所了解。理解几种常见的控制规律，掌握其基本控制特点。
二、教学重、难点
各种基本控制规律及其特点；比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响；DDZ-III型控制器的特点和基本组成。
三、教学内容
第一节 位式控制
第二节 比例控制
一、教学目标
让学生熟悉建立一些简单数学模型的方法，掌握影响被控对象的几个特征参数。
二、教学重、难点
机理建模；被控对象特性参数的物理意义及其对控制质量的影响；被控对象特性获取。
三、教学内容
第一节 数学模型及描述方法
第二节 数学模型的主要形式
第三节 描述对象特性的参数
习题：
作业：反映对象特性的参数有哪些，物理意义是什么？
第一章 检测仪表基本知识（2学时）
一、教学目标
了解检测仪表的常用参数的作用，理解不同的检测仪表各自的工作原理。
二、教学重、难点
误差产生的原因及分类，评价仪表品质指标好坏的依据。掌握仪表准确度的确定方法，掌握相对百分误差与变差的区别。理解灵敏度、反映时间、线性度、重复性的概念。了解测量方法的分类。
三、教学内容