化工仪表及自动化课程整体教学设计

1、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、管理信息课程名称： 化工仪表及自动化学时：课程代码： N201478学分： 448课程类型： 核心课程授课对象： 3111 3112 3113先修课程 :后修课程 : 化工生产仿真训练 、顶岗实习、化工主控操作等课程组成员签名：陈亚东、李勇、何明红2013年9月02日专业（教研室）意见同意专业主任 ( 签字 ):2013年月日分院职教能力培训与测评评委会意见分院评委 ( 签字 ):分院盖章2013年月 日二、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

2、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

3、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。22 课程教学活动设计221 课程内容设计序号模块（或项目）名称学时1化工仪表及自动化在化工生产中的重要性与主要内容22化工检测仪表的基本知识、性能指标23压力检测及仪表64流量检测及仪表85物位检测及仪表46温度检测及仪表57显示仪表28化工自动化基础69数学建模概念110执行器单元611控制仪表6合计48222 能力训练项目设计能力训练编号学时能力目标主要支撑知识项目名称结果训练方式 地点 （可展示）化工仪表1-1及自动化绪论2了解化工仪1、了解化

4、工仪表表及自动化及自动化过程控过程控制在制在化工生产的化工生产的重要地位重要地位及2、了解自动化过程的发展史发展史2101讨论、叙述2测量误差与化工仪1-2表的检测特性压力检测61-3及仪表掌握仪表的2101检测性能指标，掌握国家的统一规定的精度等级，1、掌握仪表的检并能根据测测性能特性。量误差确定2、掌握仪表引用仪表的精度讨论、叙等级，判断仪误差、谈判的计作业述，作业表的合格是算，从而确定仪否，同时通过表的精度等级。工艺的要求确定所需的仪表精度等级，会检定压力表会根据测量1、强调工程上的讨论、叙 2101作业判断被检仪压力概念及有关述，动画，表是否合格。术语。作业能根据工艺2、掌握各种压力需

5、求及提供计的测压原理，的附表正确重点是弹簧力压选用不同型力计与电容式压号及相应精力变送器。度等级的压3、掌握压力计的力计。能根据选用原则、压力被测工艺介计安装注意事质的不同确项。定大致取压4、了解弹簧管压口。会正确铺力表的一些型号设导压管、正代表的意思，包确安装压力括轴向、径向、计及隔离罐。浸油、表面直径、有边、无边等等。5、了解弹簧管压力表的检定步骤及注意事项。8对流量计有1、了解流量的基2101感性及理性本概念及分类。的认识。能根2、掌握差压式流据被测工艺介质不同确计的测量原理、定大致设计标准节流装置的流量检测讨论、叙1-4取压口，会正类型及取压方作业及仪表确铺设导压述、作业法、标准节流装

6、管、及设计安置的优缺点及应装其中的各种附件。会根用场合。据示值误差3、掌握引起差压判断故障原流量计的测量误物位检测1-5及仪表因。）能正确差的几点原因，确启用、停用4、明确流量计正差压变送器。确安装及正确使会对转子流量计进行示用方法。值修正。（ 6）5、掌握椭圆齿轮能根据不同流量计的工作原的流体状态理及使用特点。选用合适的6、了解其它流量流量计。计的测量原理及使用特点。41、物位的基本概2101念及分类。2、掌握差压式液位变送器的测量对液位计有感性及理性原理。及由于工的认识。会根艺需要及安装引据工艺条件起零点迁移问题计算测量范及调整方法。围，并根据测3、了解变浮力式量范围选择量程范围。会与恒浮

7、力式液位讨论、叙作业计的测量原理及述、作业根据安装特点计算零点应用场合。迁移，并能通4、掌握电容式物过零点迁移位计的测量原提高仪表的灵敏度及精理、及相应的液确度。位与料位的测量方法及影响此类仪表灵敏度的因素及应用特点。5、其它液位计、液位控制开关的测量原理及经典线路。温度检测1-6及仪表51、常用温度计的种类及特点。2、掌握双金属温度计的工作原理会根据被测及在化工生产中介质及被测的应用范围。温度选用合适的温度计。3掌握热电偶温会根据学到度计的测量原的理论知识理、常用热电偶正确选用热的种类、结构及电偶补偿导使用范围。掌握线、正确接入执电偶补偿导线热电偶补偿的选用原则及正导线及第三导体。会正确确安

8、装方法。掌修正由于热握关于热电偶冷电偶热电偶端温度被偿的几冷端温度而种方法。引起的测量4、掌握热电阻的误差。会准确安装测温元测量原理、及与件及变送器。热电偶的最大区并会根据故别。掌握工业中障表象判断常用热电阻的种故障原因。类及应用场合 ,特别提出热电阻的引线方法及如此引线的原因。2101讨论、叙作业述、作业25、了解热电偶、热电阻温度变送器的电路构成。6、掌握测温元件的正确安装方法及具体布线要求。1、了解动圈式仪表2、掌握自动电子电位差计的工作会根据测温原理了解典型一次元件的XW系列电位差型号选用显2101示仪表。会根计测量桥路的原理图，。1-7显示仪表6化工自动1-8化基础据故障现象3、掌握

9、自动平衡判断显示器电桥的工作原理可能存在的及典型线路。故障原因。了4、掌握电子平衡解各桥臂电电桥与自动电子阻的作用。电位差计的比较。5、了解数显仪表及无纸记录仪的结构与特点。根据简单工艺流程图绘制控制系统1、掌握化工自动方框图。根据化主要内容。工艺流程图明确被控对2、掌握自动控制象、操纵变系统的基本组量、控制变量讨论、叙作业述、作业2101、 4408讨论、叙述、仿真演作业示11-9过程建模61-10执行器及干拢因素。成、方块图表示能根据过渡过程曲线，图方法。及各个环判断控制系节在整个控制系统的优劣。会计算最大偏统的作用。差、衰减比、3、熟悉控制系统余差及过渡时间，并明确的分类。衰减比的范4、

10、掌握自动控制围。系统的四个基本过渡过程及控制系统的几个质量指标。1、研究对象特性能 描 述及系统建模的重压力、温度、要性。液位、流量的2、了解建模的几特性参数特种方法。点3、掌握描述对象特性的参数。感性认识各1、掌握执行器在种阀门。会根整个控制系统中据工艺条件的作用。正确选用控制阀特别是2、掌握气动执行气开阀、气关器的组成、结构阀。具备气动与分类。重点是调节阀安装执行机构、控制及维护的相机构的正作用、关知识。具备电 -气阀门定反作用及适用场位调整的相合。关知识。3、掌握控制阀的2101讨论、叙述2101讨论、叙述、仿真演示自动控制1-10仪表6 画出各控制规律作用下，在阶跃干扰下的控制器开环特

11、性图。根据过渡过程的曲线图指出引成此曲线图的原因比如：比例度设置过大、四个基本流量特性，成因原因及适用的工艺场合，了解在实际生产中发生的畸变及使用原则。4、掌握控制阀的选用原则特别是气开、气关的选用。5、掌握气动执行器的安装和维护注意事项。6、了解电动执行器的组成及工业生产中使用的优缺点。7、了解电气转换器、阀门定位器的工作原理及其在执行器动作中的重要作用。1、掌握控制器在整个控制系统中的作用。2、掌握基本控制及其中系统过渡过程的影响，重点是 P、 PI、 PID2101、 4408讨论、叙述、仿真演仿真操作示及操作积分时间过小、微分时间太长等。会通过 P、I 参数的调整得到理想的控制曲线，从

12、而加深对控制规律的进一步了解。控制。明确放大倍数、比例度、积分时间、微分时间所代表的具体意义及在控制中各自的优缺点及使用场合。3、引入控制器的正、反作用，无干扰切换等概念223 教学进度表序周次学时单元标题主要教学内容教学组织形式作业形式号113绪论化工自动化的重要性及主要内容讲解、描述、查阅资料仪表特性参数仪表的性能指标讨论仪表特性参数仪表的性能指标223工程压力概念及各弹簧管压力表讲解、描述书面习题压力检测及仪表的检测原理压力检测及仪表弹簧管式压力表的选型原则讲解、描述、书面习题333电容式压力表的检测原理及选型讨论查阅资料导压管及附件安装要求与原因443压力检测及仪表其他压力表的检测原理

13、讲解、描述、书面习题流量检测及仪表流量的概念、流量计的分类讨论553流量检测及仪表差压流量计的原理及相关标准节讲解、描述查阅资料流装置、差压流量计的安装要求663流量检测及仪表其它流量计的检测原理及应用场讲解、描述、书面习题合讨论物位的概念及各物位计的分类；讲解、描述、773物位检测及仪表差压式物位计的工作原理及零点书面习题讨论迁移的计算及应用。其他物位检测仪表的检测原理及适用场合883物位检测及仪表温度检测的重要性及检测方法及讲解、描述、书面习题温度检测及仪表仪表分类、简单温度计的介绍讨论查阅资料热电偶温度计的工作原理、种类应用场合几个热电偶定律及有关温度补偿方法；正确查读分度表热电阻工作原

14、理种类应用场合及讲解、描述、993温度检测及仪表具体接线方法对测量误差的影书面习题查表响。测温元件的安装事项及原因显示仪表自动电子电位差计、自动平衡电讲解、描述、10103桥的工作原理、新型显示仪表及查阅资料其它显示仪表的基本知识自动控讨论自动控制基础制系统的内容、组成自动控制系统方框图；自动控制11113自动控制基础系统的分类；自动控制系统的过书面习题讲解、描述渡过程的静态与动态；自动控制查阅资料系统的过渡过程自动控制基础自动控制系统过渡过程品质好坏的主要因素研究对象特性及系统建模的重要12123过程建模性及方法。描述对象特性的几个重要性13133各种阀门的认识、气动执行器的执行器结构与分类

15、、控制阀的流量特性控制阀的选择、安装和维护；电14143执行器动执行器的结构与应用；电气阀门定位器的结构与作用概述、基本控制规律及其对系统15153自动控制仪表过渡过程的影响，双位控制、比例控制、积分控制基本控制规律对过渡过程的影16163自动控制仪表响，仿真操作；模拟控制器、数字控制器讲解、描述、书面作业仿真演示讲解、描述、书面作业演示查阅资料讲解、描述、书面作业讨论查阅资料讲解、描述、书面作业演示查阅资料讲解、操练、操作、实讨论验三、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