《過(guò)程裝備控制工程》教學(xué)大綱

1、<p><b>　　過(guò)程裝備控制工程</b></p><p>　　課程名稱(chēng)：過(guò)程裝備控制工程（Process Equipment and Control Engineering）</p><p>　　課程編碼：141061</p><p><b>　　學(xué) 分：3分</b></p><p&

2、gt;　　總 學(xué) 時(shí)：48學(xué)時(shí)，其中，理論學(xué)時(shí)：44學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)</p><p>　　適用專(zhuān)業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程</p><p>　　先修課程：機(jī)械控制工程、微機(jī)原理</p><p><b>　　執(zhí) 筆 人：XXX</b></p><p><b>　　審 訂 人：XXX</b></

3、p><p>　　一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)</p><p>　　《過(guò)程裝備控制技術(shù)》是一門(mén)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程。本課程的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)過(guò)程裝備控制基本理論及其應(yīng)用，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及應(yīng)用的知識(shí)；培養(yǎng)分析與設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的基本能力；培養(yǎng)利用基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行過(guò)程控制系統(tǒng)整定的能力；培養(yǎng)自學(xué)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。</p&g

4、t;<p>　　二、理論教學(xué)基本要求</p><p>　　學(xué)生學(xué)完本課程后，應(yīng)達(dá)到如下要求：</p><p>　　1．掌握控制系統(tǒng)的基本概念；掌握過(guò)程裝備控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。</p><p>　　2．掌握過(guò)程檢測(cè)技術(shù)的基本知識(shí)和基本方法，能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步處理，能進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3．掌握過(guò)程控

5、制裝置的性能與調(diào)節(jié)方法。</p><p>　　4．掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及提高可靠性的措施，能進(jìn)行典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　初步了解先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)的原理與方法。</p><p>　　三、理論教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配</p><p>　　緒 論

6、 （2學(xué)時(shí)）</p><p>　　本課程的性質(zhì)和任務(wù)，以及學(xué)習(xí)方法。</p><p>　　第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 （2學(xué)時(shí)）</p><p><b>　　第一節(jié) 概述；</b></p&g

7、t;<p>　　第二節(jié) 控制系統(tǒng)的組成；</p><p>　　第三節(jié) 控制系統(tǒng)的方框圖；</p><p>　　第四節(jié) 控制系統(tǒng)的分類(lèi)；</p><p>　　第五節(jié) 控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及其性能指標(biāo)。</p><p>　　第二章 過(guò)程裝備控制基礎(chǔ)

8、 (8學(xué)時(shí))</p><p>　　本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：復(fù)雜控制系統(tǒng)的模型建立</p><p><b>　　被控對(duì)象的特性；</b></p><p><b>　　單回路控制系統(tǒng)；</b></p><p><b>　　復(fù)雜控制系統(tǒng)。</b></p><

9、p>　　第三章 過(guò)程檢測(cè)技術(shù) (10學(xué)時(shí))</p><p><b>　　測(cè)量基本知識(shí)；</b></p><p><b>　　誤差基本知識(shí)；</b></p><p>　　壓力測(cè)量；溫度測(cè)量；流量測(cè)量；液位測(cè)量；物質(zhì)成分分

10、析；</p><p><b>　　傳感器概述；</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)。</p><p>　　第四章 過(guò)程控制裝置 (6學(xué)時(shí))</p><p><b>　　變送器；</b>&

11、lt;/p><p><b>　　調(diào)節(jié)器；</b></p><p><b>　　執(zhí)行器。</b></p><p>　　第五章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (6學(xué)時(shí))</p><p>　　本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)

12、計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　概述；</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及分類(lèi)；</p><p>　　A/D與D/A轉(zhuǎn)換器；</p><p><b>　　直接數(shù)字控制系統(tǒng)；</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；</p>

13、<p>　　提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的措施；</p><p><b>　　DDC應(yīng)用實(shí)例；</b></p><p>　　可編程序控制器機(jī)器應(yīng)用。</p><p>　　第六章 典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用方案 (8學(xué)時(shí))</p><p>　　本

14、章重點(diǎn)和難點(diǎn)：爐溫控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制</p><p>　　熱交換器溫度反饋－靜態(tài)前饋控制系統(tǒng)；</p><p>　　單回路控制系統(tǒng)的應(yīng)用；</p><p>　　計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的典型實(shí)例－爐溫控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制；</p><p>　　流體輸送設(shè)備的控制；</p><p><b>　　反應(yīng)器的控制。</

15、b></p><p>　　第七章 先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 (2學(xué)時(shí))</p><p><b>　　概述；</b></p><p><b>　　自適應(yīng)控制系統(tǒng)；</b></p><p><b>　　推斷

16、控制系統(tǒng)；</b></p><p><b>　　預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)；</b></p><p><b>　　模糊控制系統(tǒng)；</b></p><p>　　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b&

17、gt;　　1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)</b></p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生初步掌握溫度控制和壓力控制的基本方法和調(diào)試技巧；驗(yàn)證所學(xué)理論、鞏固所學(xué)知識(shí)并加深理解；對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的基本訓(xùn)練。</p><p>　　2．實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求</p><p>　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課學(xué)生應(yīng)掌握下列基本技能：實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作

18、，儀器、儀表的使用、測(cè)量、運(yùn)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。</p><p><b>　　3．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與類(lèi)型</b></p><p>　　4．實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配</p><p>　　實(shí)驗(yàn)一 換熱器出口溫度串級(jí)控制 （2學(xué)時(shí)）</p><p

19、><b>　　（1）目的要求</b></p><p>　　通過(guò)控制換熱器的冷流體的出口溫度，學(xué)習(xí)如何調(diào)整PID參數(shù)來(lái)控制一個(gè)系統(tǒng)，要求了解控制原理，熟悉調(diào)整方法。</p><p><b>　?。?）方法原理</b></p><p>　　啟動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，原理是通過(guò)調(diào)整熱流體的流入溫度來(lái)控制冷流體的溫度，控制方法是修改P

20、ID參數(shù)。</p><p>　?。?）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料</p><p><b>　　過(guò)程裝備綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)</b></p><p><b>　　（4）掌握要點(diǎn)</b></p><p>　　調(diào)整溫度時(shí)，盡量保持流量恒定；調(diào)整參數(shù)時(shí)要盡量緩慢調(diào)整。</p><p><b>

21、;　?。?）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：</b></p><p>　　修改PID參數(shù)來(lái)控制換熱器流體出口溫度。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二 離心泵恒壓力控制 （2學(xué)時(shí)）</p><p><b>　?。?）目的要求</b></p><p&g

22、t;　　通過(guò)控制旁流閥開(kāi)啟度來(lái)控制流體壓力，學(xué)習(xí)如何調(diào)整PID參數(shù)來(lái)控制一個(gè)系統(tǒng)壓力，要求了解控制原理，熟悉調(diào)整方法。</p><p><b>　　（2）方法原理</b></p><p>　　離心泵的特性曲線在流量較大時(shí)壓力較低，如果一部分流量從旁通閥流走，則壓力將降低，調(diào)整這部分流量就可調(diào)整流體壓力。</p><p>　?。?）主要實(shí)驗(yàn)儀器及

23、材料</p><p>　　過(guò)程裝備與控制專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。</p><p><b>　?。?）掌握要點(diǎn)</b></p><p>　　一定等基本穩(wěn)定后再開(kāi)始測(cè)量，否則數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。</p><p><b>　?。?）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：</b></p><p>　　流體壓力測(cè)定；控制流體壓力到

24、某個(gè)要求的值；測(cè)量多組數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。</p><p><b>　　5．實(shí)驗(yàn)考核辦法</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)操作60%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%。考核成績(jī)以20%計(jì)入課程總成績(jī)。</p><p>　　五、大綱說(shuō)明 </p><p>　　1．本大綱適用于總學(xué)時(shí)參考范圍為48學(xué)時(shí)。</p

25、><p>　　2．本課程的課內(nèi)外學(xué)時(shí)比為1：2。</p><p>　　3．為適應(yīng)科技的發(fā)展，應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充SIMULINK控制系統(tǒng)仿真內(nèi)容。</p><p><b>　　六、教學(xué)參考書(shū)</b></p><p>　?。?］王毅主．過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001年．</p><p&g

26、t;　　［2］于海生．微型機(jī)控制技術(shù)［M］．北京：清華大學(xué)出版社，1999年．</p><p>　?。?］黃一夫．微型機(jī)控制技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999年．</p><p>　　［4］KAUL J. ASTROM．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)－理論與設(shè)計(jì)（第三版）［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2002年．</p><p>　　［5］宋樹(shù)波．過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)