化工仪表自动化教学大纲

关键词:化工仪表自动化 教学大纲
化工仪表自动化 教学大纲
内容:

英文名称:Instrumentation and Automation in Chemical Engineering
参考学时48   
实验学时8
适用专业化学工程与工艺、环境工程
大纲执笔人廖明燕,系主任于佐军
一、课程目标
化工仪表及自动化是化学工程与工艺等专业的一门必修课。通过本课程的学习应使学生掌握炼油化工生产过程中主要变量的自动检测原理、方法,及检测系统、控制系统的构成以及控制方法,能够正确地选择、使用测量仪表,并根据工艺条件提出合理的控制方案。
二、基本要求
学生在学习本课程之前应已学完高等数学、普通物理、电工电子学等课程,并参加过认识实习或生产实习,希望对专业生产装置、设备、仪表及专业生产过程有所了解。通过本课程的学习,应使学生达到如下要求:
1.掌握化工生产过程中四大热工参数(压力、物位、流量、温度)的常用检测方法、原理,熟悉仪表的基本组成;能根据工艺条件正确选择测量方法和测量仪表;掌握常用仪表的使用方法。
2.掌握控制器的作用、工作原理、基本调节规律及基本操作使用方法;掌握气动执行器的工作原理及选择原则,了解它的结构和常用的性能指标;了解电动执行器的工作原理。
3.掌握自动控制系统的组成、过渡过程及品质指标,了解对象特性对控制质量的影响;掌握简单控制系统的设计、投运,了解参数整定方法;了解常用复杂控制系统的设计、控制要求及投运方法;掌握典型操作单元的控制方法,并根据工艺条件提出合理的控制方案。

三、主要教学内容与学时分配建议
绪论 0.5学时
 1  自动化的基本概念及意义
 2  自动化仪表的分类及发展
第一篇 测量仪表
第一章 概述 1.5学时
 1 测量过程
 2 仪表的误差与性能指标
第二章 压力测量及变送 4学时
 1 弹性式压力计
 2 压力、差压变送器
 3 其它压力检测仪表
 4 压力仪表的选用及校验
第三章 物位测量及变送 4学时
 1 浮力式物位计
 2 差压式物位计
 3    其它物位计
第四章 流量测量及变送 6学时
 1    差压式流量计
 2    靶式流量计
 3    容积式流量计
 4 转子流量计
 5    其它流量计(电磁、涡街、质量等)
第五章 温度测量及变送 3学时
 1    膨胀式温度计
 2    热电偶温度计
 3    热电阻温度计
 4    温度变送器
第六章 显示仪表 2学时
 1    自动电位差计
 2    自动平衡电桥
 3 数字显示仪表
 4 无纸记录仪
第二篇 过程控制仪表
第八章 控制规律 2学时
 1 比例控制规律
 2 比例积分控制规律
 3 比例微分控制规律
 4 比例积分微分控制规律
第九章 控制器 2学时
 1 模拟式控制器
 2 可编程控制器
 3 集散控制系统及现场总线简介
第十章 执行器 2学时
 1 执行机构
 2 调节机构
 3 执行器的选择与使用
第三篇 过程控制系统
第十二章 被控对象动态特性 1学时
 1 对象特性技描述方法
 2 描述对象特性的参数
第十三章 自动控制系统的基本概念 1.5学时
 1 自动控制系统的组成及分类
 2 自动控制系统的过渡过程及品质指标
 3 对象特性对控制质量的影响
第十四章 简单控制系统 3学时
 1 简单控制系统的设计
 2 控制器参数的工程整定
 3 控制系统的投运
第十五章 复杂控制系统 4学时
 1 串级控制系统
 2 均匀控制系统
 3 其它调节系统
第十六章 典型调节方案 3.5学时
 1 流体输送设备的控制

 2 传热设备的控制
 3 精馏塔的控制
 4 化学反应器的控制

实验内容
1.压力表及差压变送器校验2学时
2.流量仪表、物位仪表结构及演示2学时
3.数字控制器的使用及PID参数测试和气动执行器演示2学时
4.简单调节系统的投运及参数整定2学时

四、教材及主要参考资料
教材:《测量仪表与自动化》杜鹃主编,石油大学出版社,2003。
主要参考资料
1.《化工测量仪表》范玉久主编,化学工业出版社,2002。
2.《控制仪表及装置》吴勤勤,化学工业出版社,1997。
3.《过程控制系统及工程》翁维勤周庆海,化学工业出版社,1996。