030231010-过程控制系统与仪表课程教学大纲-高宏伟

《过程控制系统与仪表》课程教学大纲

课程代码：030231010

课程英文名称：Process control system and instrument

课程总学时：32 讲课：24 实验：8 上机：0

适用专业：测控技术与仪器

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

本课程是测控技术与仪器专业的选修课。课程的任务是初步掌握工业自动化仪表和工业过程控制的基础理论知识和基本技能。利用各种工业仪表获取各种工业生产过程的数据信息，从而实现工业生产的自动化控制。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

掌握各种工业测量仪表的功能、原理、结构及工业过程中仪表的选用原则和方法，包括传感器，变送器，调节器和执行器。掌握工业过程控制系统的基础知识，包括工业控制系统的原理构成，各种控制规律的选择，控制对象的特性。掌握实际系统中工业仪表的装置原理、结构、功能及参数的选取。这是工程技术人员必须掌握的基本知识。了解工业控制技术的发展及新型的检测及控制装置。针对基本任务，本课程应围绕着各种控制系统设计所涉及到的参数及各种控制仪表来展开。

（三）实施说明

大纲所写内容不一定全部在课堂讲授，可在以硬件为主的基础上，详略不同的介绍。素质教育应贯穿于每一门课程的教学过程，站在培养新时代人才的整体高度上，看待本课程应承担的职责。讲授内容要分清每一部分在课程整体中所处的地位。对课程各环节应实施统一调配，增强教学的效果。

（四）对先修课的要求

《自动控制原理》、《电路》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》

（五）对习题课、实验环节的要求

本大纲以实施素质教育为目的，培养学生独立地分析问题、解决问题。对习题内容的选择可根据课程的进展情况灵活掌握，使学生能够与时具进。实验是对理论教学的补充，应具有真实性和综合性。

（六）课程考核方式

1.考核方式：考查。

2.考核目标：在考核学生对仪表构成的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考查学生的分析能力、设计能力和各种测控量计算等能力。

3.成绩构成：实验、平时考核（小测验、提问等）和期末大作业成绩的总和。

（七）主要参考书目:

《过程控制：系统.仪表.装置》，林锦国，东南大学出版社

《过程控制系统及仪表》，邵裕森、巴筱云主编，机械工业出版社

《过程控制系统与仪表》，王再英、刘淮霞编，机械工业出版社

《工业自动化仪表与过程控制》，张根宝编，西北工业大学出版社

二、中文摘要

本课程是工业检测与控制类专业的一门专业基础课。课程的任务是初步掌握工业自动化仪表

和工业过程控制的基础理论知识和基本技能。利用各种工业仪表获取各种工业生产过程的数据信息，从而实现工业生产的自动化控制。

三、课程学时分配表

序号教学内容学时讲课实验上机

1 绪论 4 4

2 检测仪表及变送器12 10 2

3 显示及调节仪表8 6 2

4 执行器8 4 4

合计32 24 8

四、教学内容及基本要求

第1部分绪论

总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0

具体内容:

1）过程控制仪表的内容、作用与发展

2）单元组合仪表及控制系统的组成，仪表的基本技术指标.

重点:

单元组合仪表及控制系统的组成

仪表的基本技术指标

难点:

单元组合仪表的构成

习题:

单元组合仪表的构成及仪表的基本技术指标

第2部分检测仪表及变送器

总学时(单位：学时):12 讲课:10 实验:2 上机:0

具体内容:

1）温度检测仪表及变送器：常用工业测温仪表的原理、使用及特点，热电偶温度变送器的基本结构，DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器实际电路

2）压力、流量、液位（物位）检测仪表及变送器，力平衡式压力变送器，位移变送器及流量、液位（物位）检测仪表

重点:

常用工业测温仪表的原理、使用及特点，热电偶温度变送器的基本结构

压力、流量、液位检测仪表及变送器，力平衡式压力变送器

难点:

DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器实际电路

习题:

了解各类检测变送仪表的原理及特点

掌握温度变送的结构原理及特点

实验:

实验1：温度传感器原理及应用实验：了解pt100和热电耦的组成、结构及工作原理，并分别针对室温和热水温度进行测量。

第3部分显示及调节仪表

总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:2 上机:0

具体内容:

自动电子电位差计、自动电子平衡电桥原理；数字显示仪表原理；位式调节仪表的原理；连续调节规律的特性分析、PID调节器的结构原理PID调节器的阶跃响应、频率特性；PI，PD，PID调节规律

重点:

连续调节规律的特性分析、PID调节器的结构原理,PID调节器的阶跃响应、频率特性，PI，PD，PID调节规律

难点:

PI，PD，PID调节规律

习题:

掌握各类调节器的结构原理及特点

实验:

实验2：压力传感器原理及应用实验:了解压力传感器的组成、结构及工作原理，并对锅炉水压进行测量。

第4部分执行器

总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:4 上机:0

具体内容:

气动执行器;电器转换器：阀门定位器、电动执行器

重点:

气动执行器,电器转换器,电动执行器

难点:

电器转换器

习题:

各类执行器的结构原理及特点

实验:

实验3：流量传感器原理及应用实验:了解差压式流量计的的组成、结构及工作原理，并对锅炉出口水流量进行测量。

实验4：液位传感器原理及应用实验:了解电容式液位计的的组成、结构及工作原理，并对锅炉内胆水位进行测量。

编写人：高宏伟

审核人：陈亮

批准人：张焕君