过程控制教学大纲
沈阳理工大学 过程控制系统教学大纲(黄德先)
《过程控制系统》课程教学大纲课程代码：030141003课程英文名称：PROCESS CONTROL SYSTEM课程总学时：48学时讲课：40学时实验：8学时上机：0学时适用专业：自动化大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1. 课程地位过程控制系统是自动化专业的专业必修课，也是自动化专业的学位课。
对培养学生综合分析问题、解决问题能力，提高学生处理实际问题能力具有重要的作用。
2. 教学目标针对基本任务，该课程的知识系统结构应围绕过程控制系统所涉及的技术要点和技术难点的理解与掌握来展开。
通过本课程学习，学生将达到一下要求：了解连续工业过程的生产特点及要求；应用自动控制理论、控制技术、自动化仪表和计算机控制技术来设计过程控制系统及实际工程中的有关问题；能够解决过程控制工程中的一般问题，具有分析和设计比较复杂的过程控制系统能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求要求学生掌握连续工业过程控制的过程建模、简单和复杂控制策略等基础知识和基本理论、PID参数整定的常用方法。
了解学科前沿，注重理论联系实际，从应用的角度，理解过程控制问题的本质，并与实际工程应用相结合，掌握分析和设计过程控制系统的方法，培养学生实践动手能力和自动化仪表的应用能力，提高学生在过程控制应用软件方面的编程技能。
（三）实施说明在讲授具体内容时，要求分清每一部分内容在课程整体中所处的地位和衔接，注重理论联系实际，使学生正确理解和区分自动化仪表控制与直接数字控制方法的异同；培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；；同时在教学过程中要板书与多媒体结合。
（四）对先修课的要求本课程的先修课是《自动控制原理》和《现代控制理论》，在掌握自动控制原理、现代控制理论的基础上学习本课程，本课程将为课程设计和毕业设计打下基础。
（五）对习题课、实验环节的要求习题课：通过习题课的讲解和训练，使学生掌握计算方法和技巧，加深对实际控制问题的理解，提高分析问题、解决问题能力。
工业过程控制课程教学大纲
工业过程控制课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：201404112课程中文名称：工业过程控制课程英文名称：IndustryProcess Control课程性质：专业核心课程开课专业：自动化开课学期：6总学时：40（其中理论32学时，实验8学时）总学分：2.5二、课程目标本课程是在修完电子技术基础、自动控制理论和微机原理及应用等课程以后开设的控制类专业课，通过本课程的学习可以掌握典型自动化装置和仪表的工作原理与工作性能，及工业过程控制系统分析、设计方法。
它的主要任务是：使学生了解工业自动化发展的动态和趋势，掌握工业过程对象的分类、建模方法。
了解工业过程控制系统的结构和组成，掌握工业自动化装置和控制系统的有关专业基础知识；使学生具备从事工业过程控制系统的设计、仪表选型、校验、调试、参数整定等工作的专业知识和工作能力。
三、教学基本要求为培养学生解决实际问题能力和创新能力，本课程结合理论教学配合有8学时实验，通过这些教学活动，学生应达到下列要求：（1）了解工业过程控制系统的发展、应用及其在本专业学科领域的地位与作用。
（2）过程控制系统的基本概念，过程控制系统的组成，特点及其分类。
（3）工业过程控制典型参数（温度、压力、流量、物位）检测与变送的原理和选用。
（4）调节器，执行器工作原理，性能特点及选用。
PID调节器控制规律特点，及对调节质量的影响。
（5）被控过程数学模型常用建模方法。
（6）单回路反馈控制系统的设计方法，参数整定方法。
（7）串级控制，复合控制系统，实现特殊要求控制系统的设计原则，参数整定方法。
（8）集散控制系统组成原理及设计方法。
四、教学内容与学时分配1绪论（2学时）了解工业过程控制的特点、发展概况，掌握过程控制系统的组成、分类及性能指标。
2过程参数检测仪表（6学时）掌握温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表组成原理，掌握仪表特性及选用方法。
3控制仪表（6学时）掌握工业常用控制器基本控制规律及特点、重点掌握DDZ-Ⅲ型调节器、可编程序数字调节器组成原理，掌握控制仪表特点及选用方法。
过程装备控制技术教学大纲
教学大纲一、课程名称、学时和学分、适用专业、开课单位《过程装备控制技术》 32学时 2学分适用专业：过程装备及控制工程开课单位：化工学院化工机械与控制工程系二、课程的性质、目的和任务过程装备控制技术课程可作为过程装备与控制工程专业及其相近专业的必修课或选修课。
本课程在介绍常见低压电器、可编程控制器的基础上，着重介绍常用过程装备如压缩机、泵、换热器、反应器等的控制系统的设计和实现实例。
通过介绍控制系统的设计与实现的工程样例，使学生具有综合运用相关知识，具备一定的设计和开发能力，为将来旧设备技术改造或新设备、新产品研制开发打下基础。
三、教学的基本要求本课程内容包括：第一部分：电器控制基础，包括常用低压电器元件、电器控制线路的基本规律和电器控制线路设计基础。
第二部分：可编程控制器，包括PC的结构和基本原理、可编程控制器程序设计基础和西门子可编程控制器介绍。
第三部分：常见过程装备控制的工程实例，包括传统的机器如压缩机、泵的控制、设备如换热器、塔器、反应器的控制和过程行业的集散控制系统及现场总线控制系统介绍。
四、各章教学内容、要求和学时分配第一章（4学时）介绍本课程特点，主要内容，要求及在专业技术中的地位；常用低压元器件的基本原理、结构以及选用原则等内容。
第二章（6学时）介绍电器控制线路的基本控制规律和设计基础。
基本规律包括：电器控制线路的若干原则；电动机控制的基本控制环节与方法；电器线路的保护措施以及常用典型控制线路；设计基础包括：过程设备电气设计的一般原则；电器控制线路设计的基本原则；电器控制线路的经验设计法和逻辑设计法；第三章（10学时）PLC的结构和工作原理；西门子S7 300系列PLC的特点和常用指令介绍；西门子S7 300 PLC编程实例；第四章（10学时）典型过程装备的控制及工程实例，包括：压缩机、泵、换热器、塔器和反应器的特点，工艺控制要求，设计方案和工程实例介绍；第五章（2学时）过程行业常见集散控制系统和现场总线控制系统简介。
《热工过程自动控制》课程教学大纲(本科)
热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码：02410069学分：3学时：48 （其中：课堂教学学时：44实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：能源与动力工程控制基础适用专业：能源与动力工程教材：《热工过程自动控制》（自编讲义）一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课，它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上，将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。
通过本课程的学习，使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力，为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。
课程目标2：能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题，选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定，并能够理解其局限性。
课程目标3：能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）1.毕业要求3：系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础，主要包括机械和力学理论（机械原理、机械设计、理论力学、材料力学）、能源动力工程理论、热流体理论（热力学、流体力学、传热学）、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。
2.毕业要求4：掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能，了解学科前沿及发展趋势，并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。
3.毕业要求5：具有设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
《过程控制系统》课程教学大纲
《过程控制系统A》课程教学大纲课程代码：0806503028课程名称：过程控制系统A英文名称：Process Control System A总学时：64 讲课学时：56 实验学时：8学分：4适用对象：自动化专业先修课程：自动控制原理、检测技术与自动化仪表、电气控制与PLC、微机原理及应用、计算机控制技术、现场总线技术及应用一、课程性质、目的和任务过程控制系统课程是自动化（工业自动化）专业的一门专业课。
目的是使学生掌握工业过程控制系统的系统结构、工作原理、一般的分析设计方法和基本实验技能。
了解和基本掌握过程控制新技术如现场总线、组态软件、远程监控及先进的控制策略等，培养学生分析问题和解决实际问题的能力，为从事与本专业相关的科学研究和工程技术等工作打下一定的基础。
二、教学基本要求1．掌握过程控制的基本概念、过程控制常用仪表的原理和工程选用。
2．掌握过程对象特性及建模方法。
3．掌握常规过程控制器的设计方法和系统的参数整定方法。
4．基本掌握先进过程控制策略及各种复杂过程控制系统的系统结构、控制方案与工程设计。
5．基本掌握计算机过程控制系统的原理、组成与应用等知识。
并对过程控制新技术如现场总线、组态软件、远程监控等有一个较全面的了解。
三、教学内容及要求（一）概述掌握过程控制系统的组成和特点、过程控制系统的基本类型、过程控制的质量指标，了解过程控制的发展概况。
1．过程控制系统的组成、特点和分类2．过程控制系统的质量指标3．过程控制的发展概况（二）过程装置掌握过程变量检测与变送仪表、过程执行仪表、过程调节（控制）仪表的结构、原理和工程选用，了解其它数字式过程控制装置的发展状况。
1．检测变送器2．执行器3．调节器（三）单回路控制系统的工程设计及实例掌握过程特性及过程特性对控制品质的影响，过程建模；过程控制系统设计的工程概述，控制方案设计，检测、变送器选择，控制器、执行器选择，过程控制系统的投运和控制器参数整定，单回路控制系统工程设计实例。
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。
《过程的动态特性与控制》课程教学大纲
《过程的动态特性与控制》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标：《过程的动态特性与控制》是一门理论与工程实践密切相关，应用性较强的专业课程,是化学工程与工艺专业的一门必修课。
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；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。
通过对本门课程的学习，使学生比较全面地掌握化工过程自动控制系统的组成、功能、分析和设计；重点掌握检测仪表的工作原理和特点；培养学生自动控制系统设计、开发以及现场操作能力。
同时使对化工自动化领域建立较全面的认识，开拓其专业视野，为今后从事化工自动化生产相关行业提供强有力的理论和实践基础。
（二）课程目标：本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。
本课程的学习目标如下：课程目标1：掌握自动控制系统相关知识1.1掌握化工自动控制系统的组成、原理及各环节的作用；掌握简单及更杂控制系统的结构、特点及应用场合。
1.2掌握化工对象的基本特性及其对控制过程的影响。
13了解主要工艺参数的基本测量方法和仪表的工作原理及其特点，能根据工艺实际情况正确地选用和使用常见测量仪表。
1.4掌握基本控制规律的特点和适用范围，能够分析和评价控制器参数对被控过程的控制质量的影响。
课程目标2：分析自动控制系统出现的问题并根据工艺要求，与自控人员共同设计控制方案2.1能综合运用本课程和其它课程知识，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；能够分析和处理控制系统运行中出现的一些现象和问题；2.2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,为自控设计人员提供正确的工艺条件与数据，选用合适的理论方法课程目标3,培养学生理论联系实际、综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，为未来的相关行业科学研究及实际工作打下良好的基础。
过程控制课程设计大纲
过程控制课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，能够运用所学的知识分析和解决实际问题。
具体来说，知识目标包括：了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的基本原理、掌握过程控制的基本方法。
技能目标包括：能够运用过程控制理论分析实际问题、具备一定的动手实践能力、能够撰写相关论文和报告。
情感态度价值观目标包括：培养学生对过程控制的兴趣和热情、增强学生的创新意识和团队合作精神、培养学生的社会责任感和职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法。
具体包括：过程控制的基本概念、过程控制的基本原理、过程控制的基本方法。
其中，过程控制的基本概念包括过程控制的概念、分类和应用；过程控制的基本原理包括过程控制的原理、过程控制的数学模型；过程控制的基本方法包括过程控制的设计方法、过程控制的实现方法和过程控制的优化方法。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
讲授法主要用于传授基本概念和原理，讨论法主要用于探讨实际问题，案例分析法主要用于分析具体案例，实验法主要用于动手实践。
通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的学习效果。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，我们将采用《过程控制》一书作为主教材，同时辅以《过程控制原理与应用》等参考书。
多媒体资料方面，我们将收集和制作相关的教学PPT、视频等资料。
实验设备方面，我们将准备相关的实验设备和器材，以供学生动手实践使用。
通过丰富的教学资源，我们将丰富学生的学习体验，提高学生的学习效果。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
平时表现评估将关注学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，旨在培养学生的主动思考和交流能力。
《统计过程控制(SPC)》教学大纲
SQTC教学大纲课程名称：统计过程控制（SPC）制定日期：2007年7月上海质量教育培训中心《统计过程控制（SPC ）》教学大纲一、课程的目的和任务《统计过程控制（SPC ）》课程的目的是使学员理解生产过程控制中统计过程控制（SPC ）的一般原理和实施过程。
其任务是让学员了解SPC 的基本原理，掌握直方图、排列图、因果图、常规控制图和过程能力分析的应用方法，培养实施SPC 方法的能力，引导学员结合组织的实际，实施SPC 。
二、课程的基本要求1．了解质量与过程质量及质量数据的性质 2．了解统计技术基础知识3．理解统计过程控制（SPC ）的基本原理 4．理解控制图的结构5．了解控制图的设计原理及其分类6．掌握R x -、S x -、P 图，理解R x ~-、Rs X -、nP 、C 、u 图的制作及应用 7．掌握控制图的分析与判断 8．理解过程能力分析9．掌握过程质量改进的统计工具（排列图、因果图） 10．理解SPC 的运作过程三、课程内容（一）统计过程控制（SPC ）基本原理 内容：1．质量和质量数据 2．统计技术基础知识 3．统计过程控制基本原理要求：了解质量和过程质量的涵义，理解质量数据的性质，了解统计技术基础知识，理解SPC 的基本原理。
重点：质量数据的性质和SPC 的基本原理。
（二）常规控制图的制作和应用 内容：1．控制图的结构和内容 2．常规控制图的分类 3．常规控制图的制作 （1）R x -图 （2）S x -图 （3）Me-R 图 （4）X-Rs 图（5）nP 图 （6）P 图 （7）C 图 （8）u 图4．控制图的分析与判断 5．各类常规控制图的使用场合 6．分析用控制图与控制用控制图 7．控制图的应用要求：理解控制图的结构、内容和分类；掌握R x -，S x -和P 图的制作；理解Me-R ，X-Rs和nP 、C 、u 图的制作；掌握控制图的判断与分析、理解常规控制图的使用场合和分析与控制用控制图。
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过程控制教学大纲
过程控制教学大纲
过程控制是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到工业生产中的自动化控制、优化和监控等方面。
为了帮助学生全面了解和掌握过程控制的基本理论和
实践技能，制定一份科学合理的过程控制教学大纲是必不可少的。
一、课程简介
过程控制教学大纲首先需要对课程进行简要介绍。
课程应包括过程控制的定义、目标和应用领域等基本概念，以及介绍过程控制在工业生产中的重要性和作用。
二、课程目标
在过程控制教学大纲中，明确课程的目标是至关重要的。
课程目标应包括以下
几个方面：
1. 理论知识：学生应该掌握过程控制的基本理论知识，包括控制系统的基本原理、控制策略和控制算法等。
2. 实践技能：学生应该具备一定的实践技能，能够运用所学的过程控制理论知
识解决实际问题，包括系统建模、控制器设计和参数调整等。
3. 创新能力：学生应该培养创新思维和解决问题的能力，能够在实际工程中应
用过程控制的知识和技能，提出改进和优化方案。
三、教学内容
在过程控制教学大纲中，详细列出课程的教学内容是必要的。
教学内容应包括
以下几个方面：
1. 过程控制的基本概念：介绍过程控制的定义、目标和应用领域，以及过程控
制在工业生产中的重要性和作用。
2. 控制系统的基本原理：介绍控制系统的基本组成和工作原理，包括传感器、执行器、控制器和过程等。
3. 控制策略和控制算法：介绍常见的控制策略和控制算法，包括比例-积分-微分（PID）控制、模糊控制和模型预测控制等。
4. 系统建模与参数辨识：介绍系统建模的基本方法和参数辨识的技术，包括传统的数学建模方法和现代的数据驱动建模方法。
5. 控制器设计与参数调整：介绍控制器设计和参数调整的方法和技术，包括根轨迹法、频域法和优化方法等。
6. 过程监控与故障诊断：介绍过程监控和故障诊断的方法和技术，包括统计过程监控和模型基于过程监控等。
四、教学方法
在过程控制教学大纲中，应明确教学方法和教学手段。
教学方法应灵活多样，既包括理论讲解和案例分析，也包括实验操作和实践项目等。
1. 理论讲解：通过课堂讲解，向学生传授过程控制的基本理论知识，让学生了解掌握相关概念和原理。
2. 案例分析：通过实际案例分析，让学生了解过程控制在实际工程中的应用和效果，培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 实验操作：通过实验操作，让学生亲自动手操作控制系统，掌握过程控制的实践技能，培养学生的实际操作能力。
4. 实践项目：通过实践项目，让学生将所学的过程控制知识和技能应用到实际工程中，培养学生的创新能力和工程实践能力。
五、教学评估
在过程控制教学大纲中，应明确教学评估的方法和标准。
教学评估应综合考虑
学生的理论知识掌握程度、实践技能运用能力和创新能力等方面。
1. 理论考试：通过理论考试，测试学生对过程控制的基本理论知识的掌握程度。
2. 实验报告：通过实验报告，评估学生对过程控制实践技能的运用能力。
3. 课程设计：通过课程设计，评估学生的创新能力和解决问题的能力。
通过制定科学合理的过程控制教学大纲，可以帮助学生全面系统地学习过程控
制的基本理论和实践技能，提高他们的工程实践能力和创新能力。
同时，教学
大纲也可以为教师提供指导，确保教学内容的合理安排和教学方法的科学运用。