化工仪表及自动化课程整体教学设计
化工仪表及自动化第二版教学设计
化工仪表及自动化第二版教学设计一、教学目的本教学设计旨在通过对化工仪表及自动化的讲解，使学生掌握化工仪表和自动化的基本知识，了解仪表的性能和使用方法，掌握自动化系统的结构和工作原理，能够对化工生产过程进行监控和控制。
二、教学内容1.化工仪表的分类和性能–仪表的分类和选择–仪表的性能指标–仪表的工作原理和使用方法2.传感器的原理和应用–传感器的分类和特点–传感器的工作原理–传感器的应用和使用方法3.控制系统的原理和结构–控制系统的基本原理–控制系统的结构和组成–控制系统的稳定性和调节性能4.数字化控制系统–数字化控制系统的概念和特点–PLC控制系统的硬件和软件架构–DCS控制系统的硬件和软件架构三、教学重点和难点教学重点：掌握化工仪表和自动化控制系统的基本知识，理解传感器的原理和应用。
教学难点：深入理解控制系统的原理和稳定性调节性能，能够应用数字化控制系统对化工生产过程进行监控和控制。
四、教学方法1.讲授法：通过教师讲解课堂教学。
2.实验法：通过实验教学，帮助学生掌握仪表和传感器的使用技能。
3.课堂讨论法：通过给出案例，进行讨论，促进学生思考和讨论。
五、教学手段和设备1.课堂黑板、教科书和讲义。
2.实验室设备：pH计、温度计、压力计、流量计、液位计等化工仪表，传感器实验箱等设备。
3.数字化控制系统仿真软件。
六、实验教学方案实验一：仪表的工作原理和使用方法实验目的：通过对不同类型的化工仪表进行实验，掌握仪表的性能和使用方法。
实验内容：1.pH计的使用方法。
2.温度计的使用方法。
3.压力计的使用方法。
4.流量计的使用方法。
5.液位计的使用方法。
实验二：传感器的原理和应用实验目的：通过对传感器原理和应用的讲解及实验，掌握传感器的工作原理和应用技能。
实验内容：1.热电偶传感器的原理和应用。
2.压力传感器的原理和应用。
3.电导率传感器的原理和应用。
4.红外线传感器的原理和应用。
实验三：数字化控制系统实验目的：通过数字化控制系统的模拟实验，理解控制系统的原理和软件架构。
化工仪表及自动化第三版课程设计
化工仪表及自动化第三版课程设计一、课程设计目的本次课程设计旨在通过实际项目的设计、模拟和实现，让学生们深入了解化工仪表及自动化领域的知识，掌握化工过程控制和仪表自动化技术在实际工程项目中的应用能力，培养学生的工程实践能力和创新思维。
二、课程设计背景化学工程是利用化学、物理、数学、计算机等学科知识，在一定的技术和经济条件下，研究物质的变化规律，开发新的化工工艺以及制造化工产品的一门综合性学科。
在化学工程领域，仪表自动化技术是非常重要的一部分，它直接涉及到化工过程的控制和管理。
因此，加强化工仪表及自动化的教学，提高学生的实践能力和实用技能，对于培养高素质化工人才具有重大的意义。
三、课程设计内容1. 项目选题本次课程设计项目选题为“模拟酸碱滴定实验仪”，要求学生们设计一种可以自动进行酸碱滴定实验的化工仪表设备，并且能够对实验过程进行记录和数据分析。
要求学生们在设计过程中考虑到样品消耗、自动控制、数据处理等多方面的因素。
2. 设计方案基于上述项目选题的要求，对于课程设计的设计方案可以分为以下几个步骤：（1）选定酸碱滴定实验仪的类型和结构，确定仪器的外观、各个部件的布局以及材料的选择。
（2）确定酸碱滴定实验仪的控制方式，选用传统的手动控制模式还是采用自动控制模式，并在此基础上设计控制系统和程序。
（3）设计数据采集系统和处理方式，确定数据采集参数，比如温度、pH值、样品消耗量等，并将数据传输给计算机进行处理和分析。
（4）完成实验仪器的样机制作和测试，优化设计方案，完善测试数据和计算机控制程序。
3. 实验操作及测试本次课程设计项目的最终目标是能够成功实现酸碱滴定实验仪的设计和制作，因此实验操作和测试是非常重要的环节。
让学生们进行实际操作和测试，发现问题并进行解决，是本次课程设计的重点。
要求学生们能够理解酸碱滴定实验仪的原理和工作方式，掌握实验仪器的操作和调试技能，熟悉计算机控制程序的编写和实现。
在实验操作和测试中，要求学生们记录实验数据和测试结果，对于发现的问题进行分析和解决。
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
化工仪表及自动化教案-2024鲜版
石油化工、天然气、水处理等行业的管道、容器等设备的压力控制。
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实例三：液位控制系统
系统组成
液位传感器、变送器、控制器、执行器等。
2024/3/27
工作原理
通过液位传感器检测液位信号，变送器将信号转换为标准信号，控制器根据设定值与测量值的偏差输出控制 信号，执行器根据控制信号调节阀门开度或泵转速，从而控制液位。
10
03
自动化控制系统概述
2024/3/27
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控制系统组成及原理
控制器
执行器
接收测量信号，与设定 值比较，产生控制信号。
将控制信号转换为操作 变量，驱动被控对象。
2024/3/27
被控对象
测量变送器
被控制的工艺设备或生 产过程。
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将被控对象的被控变量 转换为标准信号，传递
给控制器。
控制方式分类及应用
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系统调试与优化
2024/3/27
• 故障排查与处理：在调试过程中遇到故障时及时排 查并处理，确保系统稳定运行。 35
系统调试与优化
2024/3/27
性能优化
针对系统性能瓶颈进行优化，提高系统运行效率。
控制策略优化
根据实际应用情况调整控制策略参数，提高控制精度和稳定性。
维护升级
定期对系统进行维护和升级，以适应生产需求的变化和技术发展。
开环控制
控制器根据设定值产生控制信号， 不接收反馈信号。适用于简单、 稳定的系统。
2024/3/27
闭环控制
控制器接收反馈信号，与设定值比 较后产生控制信号。适用于复杂、 不稳定的系统，可提高控制精度和 稳定性。
复合控制
结合开环和闭环控制的优点，提高 系统响应速度和稳定性。适用于高 精度、高稳定性的系统。
化工仪表及自动课程设计
化工仪表及自动课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工仪表及自动化的基本原理、结构、应用和维护，培养学生具备一定的实际操作能力和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解仪表及自动化的基本概念、发展历程和分类；（2）掌握各类仪表的工作原理、结构特点和应用范围；（3）熟悉仪表控制系统的基本组成、工作原理和应用场合；（4）了解仪表及自动化的最新发展和趋势。
2.技能目标：（1）能够正确选择和使用各类仪表；（2）能够分析和解决仪表及自动化过程中的故障；（3）具备一定的仪表安装、调试和维护能力；（4）能够运用所学知识进行简单的自动化系统设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和动手能力；（2）增强学生对仪表及自动化行业的认同感和责任感；（3）培养学生严谨的科学态度和创新精神；（4）提高学生对国家化工产业发展的关注度和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.仪表及自动化基本概念、发展历程和分类；2.压力、流量、温度、湿度等基本参数的测量原理及仪表；3.显示仪表、控制仪表、调节仪表和执行器的作用原理及应用；4.仪表控制系统的基本组成、工作原理和应用场合；5.自动化仪表设备的安装、调试和维护；6.仪表及自动化的最新发展和趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和知识点；2.案例分析法：通过实际案例，使学生更好地理解仪表及自动化的应用；3.实验法：培养学生动手能力，巩固所学知识；4.讨论法：鼓励学生积极参与，培养团队合作意识和解决问题的能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工仪表及自动化》及相关辅助资料；2.参考书：介绍仪表及自动化领域的经典著作和最新研究成果；3.多媒体资料：包括课件、视频、图片等，用于辅助教学；4.实验设备：具备各类仪表和自动化设备的实验室，供学生实践操作。
化工仪表及自动化课程整体教学设计(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】《化工仪表及自动化》课程整体教学设计（2012 - 2013 学年第1学期）一、管理信息二、课程设计2.1课程目标2.1.1职业能力目标1能掌握化工仪表在炼油、化工生产中的重要地位。
2能根据化工工艺条件进行常规仪表的选型。
3 能顺利进行化工仪表的使用与调校。
4能根据工艺条件进行常规仪表的安装。
5能根据工艺参数、工艺条件进行简单控制系统的设计、控制规律的选择及参数的整定6能根据仪表的表象进行故障的分析、判断并排故。
2.1.2知识目标1熟悉仪表在现代化生产的重要地位。
2了解化工仪表的检测原理、组成结构、适用范围、安装注意事项与原理3掌握化工自动控制系统组成与结构4掌握自动化基本控制规律对过渡过程的影响并掌握简单控制系统的结构组部成及设计要素。
5掌握执行器的结构分类、适用范围及安装维护注意事项。
2.1.3素质目标1 树立安全生产意识，建立正确防火、防爆、防毒。
2明确本岗位与其它工序操作人员及现场操作人员的关系，解决生产中的问题。
3 能深入思考可能出现的问题，正确应对并迅速作出反应，如不能解决及时汇报或报修。
2．2 课程教学活动设计2．2．1课程内容设计2．2．2能力训练项目设计2．2．3教学进度表教材: 《化工仪表及自动化》厉玉鸣化学工业出版社参考资料:《集散控制系统的应用》常慧玲化学工业出版社《化工仿真操作实训》陈群化学工业出版社仪器设备：在教学过程中，应用多媒体、投影仪等教学资源辅助教学及仿真软件。
四、教学组织形式1．在教学过程中的第一学期教学内容主要以理论知识为主，配要仿真操作，从操作中加强学生对理论知识的理解。
为2．在教学过程中，实行理论实践一体化教学，广泛应用图片、动画等教学资源辅助教学，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
3．教学过程中采用讨论、提问、及小组个人训练等形式，强化学生思考和分析解决问题的能力，严谨的工作态度，同时强化安全教育，提高安全意识。
4、强化化工生产中各仪表的应用范围及安装维护注意事项，为日后的岗位训练打下一定的基础。
2024版化工仪表及自动化教案[1]
![2024版化工仪表及自动化教案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea6d107a5b8102d276a20029bd64783e09127d04.png)
化工仪表及自动化教案•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•化工仪表在自动化控制中的应用目录•自动化控制系统的设计与实施•化工仪表及自动化的发展趋势与挑战01课程介绍与教学目标03化工仪表及自动化的应用领域列举化工仪表及自动化在石油、化工、制药、冶金等领域的应用实例。
01化工仪表及自动化的基本概念介绍化工仪表的定义、分类及其在化工生产中的应用，阐述自动化的含义和重要性。
02化工仪表及自动化的发展历程回顾化工仪表和自动化技术的发展历史，展望未来的发展趋势。
化工仪表及自动化课程概述掌握化工仪表的基本原理、结构、性能和使用方法，了解自动化系统的组成、功能和应用。
知识目标能力目标素质目标能够正确选型和使用化工仪表，具备基本的自动化系统设计、安装、调试和维护能力。
培养学生的工程实践能力和创新意识，提高学生的综合素质和职业素养。
030201教学目标与要求课程安排与考核方式课程安排本课程共分为理论教学和实验教学两部分，理论教学包括课堂讲授、讨论课和案例分析，实验教学包括实验操作和课程设计。
考核方式采用平时成绩、期末考试成绩和实验成绩相结合的考核方式，其中平时成绩占30%，期末考试成绩占50%，实验成绩占20%。
平时成绩包括课堂表现、作业和小组讨论等，期末考试成绩采用闭卷考试形式，实验成绩根据实验操作和课程设计完成情况评定。
02化工仪表基础知识仪表的分类与功能用于测量温度、压力、流量、物位等工艺参数。
用于对生产过程进行自动控制，包括调节阀、执行器等。
用于显示测量结果，如指针式、数字式显示仪表等。
包括信号转换器、隔离器、安全栅等，用于保证仪表系统的安全稳定运行。
检测仪表控制仪表显示仪表辅助仪表仪表的工作原理与结构工作原理化工仪表通过测量不同的物理量（如温度、压力等），将这些物理量转换为可识别的信号（如电信号），并进行传输、处理、显示和控制。
结构组成化工仪表主要由传感器、变送器、显示器等部分组成。
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《化工仪表及自动化》课程整体教学设计
（2012 - 2013 学年第1学期）、管理信息
二、课程设计
2.1课程目标
2.1.1职业能力目标
1能掌握化工仪表在炼油、化工生产中的重要地位。
2能根据化工工艺条件进行常规仪表的选型。
3能顺利进行化工仪表的使用与调校。
4能根据工艺条件进行常规仪表的安装。
5能根据工艺参数、工艺条件进行简单控制系统的设计、控制规律的选择及参数的整定
6能根据仪表的表象进行故障的分析、判断并排故。
2.1.2知识目标
1熟悉仪表在现代化生产的重要地位。
2了解化工仪表的检测原理、组成结构、适用范围、安装注意事项与原理
3掌握化工自动控制系统组成与结构
4掌握自动化基本控制规律对过渡过程的影响并掌握简单控制系统的结构组部成及设计要素。
5掌握执行器的结构分类、适用范围及安装维护注意事项。
2.1.3素质目标
1树立安全生产意识，建立正确防火、防爆、防毒。
2明确本岗位与其它工序操作人员及现场操作人员的关系，解决生产中的问题。
3能深入思考可能出现的问题，正确应对并迅速作出反应，如不能解决及时汇报或报修。
2. 2课程教学活动设计
2. 2. 1课程内容设计
2. 2. 2能力训练项目设计
2. 2. 3教学进度表
三、教学材料
教材：《化工仪表及自动化》厉玉鸣化学工业出版社
参考资料：《集散控制系统的应用》常慧玲化学工业出版社
《化工仿真操作实训》陈群化学工业出版社
仪器设备：在教学过程中，应用多媒体、投影仪等教学资源辅助教学及仿真软件
四、教学组织形式
1．在教学过程中的第一学期教学内容主要以理论知识为主，配要仿真操作，从操作中加强学生对理论知识的理解。
为
2．在教学过程中，实行理论实践一体化教学，广泛应用图片、动画等教学资源辅助教学，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
3．教学过程中采用讨论、提问、及小组个人训练等形式，强化学生思考和分析解决问题的能力，严谨的工作态度，同时强化安全教育，提高安全意识。
4、强化化工生产中各仪表的应用范围及安装维护注意事项，为日后的岗位训练打下一定的基础。
五、考核方案
平时成绩30%：其中出勤10%，课堂讨论、提问、操作占20%，
作业30%；
期末考试40%：闭卷考90 分钟
六、需要说明的其他问题
教材内容的处理说明：。