化工仪表及其自动化课程整体教学方案计划设计

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）、管理信息课程名称：化工仪表及自动化课程代码：N201478学分：4学时：48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 月曰二、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能根据化工工艺条件进行常规仪表的选型

2、。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明确本岗位与其它工序操作人员及现场操作人员的关系，解决生

3、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。2. 2课程教学活动设计2. 2. 1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执行器单兀611控制仪表6合计482. 2. 2能力训练项目设计编号能力训练项目名称学时能力目标主要支撑知识训练方式地点结果（可展示）1-1化工仪表及自动化绪论2了解化工仪 表及自动化 过程控制在 化工生产的 重要地位及

4、发展史1、了解化工仪表 及自动化过程控 制在化工生产的 重要地位2、了解自动化过 程的发展史讨论、叙述21011-2测量误差 与化工仪 表的检测 特性2掌握仪表的 检测性能指 标，掌握国家 的统一规定 的精度等级， 并能根据测 量误差确定 仪表的精度 等级，判断仪 表的合格是 否，同时通过 工艺的要求 确定所需的 仪表精度等 级，会检定压 力表1、掌握仪表的检 测性能特性。2、掌握仪表引用 误差、谈判的计 算，从而确定仪 表的精度等级。讨论、叙述，作业2101作业1-3压力检测及仪表6会根据测量判断被检仪1、强调工程上的 压力概念及有关讨论、叙述，动画，2101作业表是否合格。 能根据工艺 需

5、求及提供 的附表正确 选用不同型 号及相应精 度等级的压 力计。能根据 被测工艺介 质的不同确 定大致取压 口。会正确铺 设导压管、正 确安装压力 计及隔离罐。术语。2、掌握各种压力 计的测压原理， 重点是弹簧力压 力计与电容式压 力变送器。3、掌握压力计的 选用原则、压力 计安装注意事 项。4、了解弹簧管压 力表的一些型号 代表的意思，包 括轴向、径向、 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。作业1-4流量检测及仪表8对流量计有 感性及理性 的认识。能根 据被测工艺 介质不同确 定大致设计 取压口，会正 确铺设导压 管、及设计安 装其中的各 种附件。

6、会根 据示值误差 判断故障原1、了解流量的基 本概念及分类。2、掌握差压式流 计的测量原理、 标准节流装置的 类型及取压方 法、标准节流装 置的优缺点及应 用场合。3、掌握引起差压 流量计的测量误讨论、叙述、作业2101作业因。）能正确 确启用、停用 差压变送器。 会对转子流 量计进行示 值修正。（6） 能根据不同 的流体状态 选用合适的 流量计。差的几点原因，4、明确流量计正 确安装及正确使 用方法。5、掌握椭圆齿轮 流量计的工作原 理及使用特点。6、了解其它流量计的测量原理及 使用特点。1-5物位检测及仪表4对液位计有 感性及理性 的认识。会根 据工艺条件 计算测量范 围，并根据测 量范围

7、选择 量程范围。会 根据安装特 点计算零点 迁移，并能通 过零点迁移 提高仪表的 灵敏度及精 确度。1、物位的基本概 念及分类。2、掌握差压式液 位变送器的测量 原理。及由于工 艺需要及安装引 起零点迁移问题 及调整方法。3、了解变浮力式 与恒浮力式液位 计的测量原理及 应用场合。4、掌握电容式物 位计的测量原 理、及相应的液 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、讨论、叙述、作业2101作业液位控制开关的 测量原理及经典 线路。1-6温度检测及仪表5会根据被测 介质及被测 温度选用合 适的温度计。会根据学到 的理论知识 正确选用热 电偶补偿导 线、正确

8、接入 热电偶补偿 导线及第三 导体。会正确 修正由于热 电偶热电偶 冷端温度而 引起的测量 误差。会准确 安装测温元 件及变送器。并会根据故 障表象判断 故障原因。1、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 及在化工生产中 的应用范围。3、掌握热电偶温 度计的测量原 理、常用热电偶 的种类、结构及 使用范围。掌握 执电偶补偿导线 的选用原则及正 确安装方法。掌 握关于热电偶冷 端温度被偿的几 种方法。4、掌握热电阻的 测量原理、及与 热电偶的最大区 另掌握工业中 常用热电阻的种 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。讨论、叙述、作业2101作业5、了解

9、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。1-7显示仪表2会根据测温 一次元件的 型号选用显 示仪表。会根 据故障现象 判断显示器 可能存在的 故障原因。了 解各桥臂电 阻的作用。1、了解动圈式仪 表2、掌握自动电子电位差计的工作 原理了解典型 XW系列电位差 计测量桥路的原 理图，。3、掌握自动平衡 电桥的工作原理 及典型线路。4、掌握电子平衡 电桥与自动电子 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。讨论、叙述、作业2101作业1-8化工自动化基础6根据简单工 艺流程图绘 制控制系统 方框图。根据 工艺流程图 明确被控对 象

10、、操纵变 量、控制变量1、掌握化工自动 化主要内容。2、掌握自动控制 系统的基本组讨论、叙 述、仿真演 示2101、 4408作业及干拢因素。 能根据过渡 过程曲线，图 判断控制系 统的优劣。会 计算取大偏 差、衰减比、 余差及过渡 时间，并明确 衰减比的范 围。成、方块图表示 方法。及各个环 节在整个控制系 统的作用。3、熟悉控制系统 的分类。4、掌握自动控制 系统的四个基本 过渡过程及控制 系统的几个质量 指标。1-9过程建模1能描述压力、温度、 液位、流量的 特性参数特 占八、1、研究对象特性 及系统建模的重 要性。2、了解建模的几 种方法。3、掌握描述对象 特性的参数。讨论、叙述210

11、11-10执行器6感性认识各 种阀门。会根 据工艺条件 正确选用控 制阀特别是 气开阀、气关 阀。具备气动 调节阀安装 及维护的相 关知识。具备 电-气阀门定 位调整的相 关知识。1、掌握执行器在 整个控制系统中 的作用。2、掌握气动执行 器的组成、结构 与分类。重点是 执行机构、控制 机构的正作用、 反作用及适用场 合。3、掌握控制阀的讨论、叙述、仿真演示2101四个基本流量特 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

12、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。1-10自动控制仪表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、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、PID讨论、叙 述、仿真演 示及操作2101、 4408仿真操作积分时间过 小、微分时间 太长等。会通 过p、1参数 的调整得到 理想的控制 曲线，从而加 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

13、的具 体意乂及在控制 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2. 2. 3教学进度表序号周次学时单元标题主要教学内容教学组织形式作业形式113绪论仪表特性参数化工自动化的重要性及主要内容仪表的性能指标讲解、描述、讨论查阅资料223仪表特性参数 压力检测及仪表仪表的性能指标工程压力概念及各弹簧管压力表的检测原理讲解、描述书面习题333压力检测及仪表弹簧管式压力表的选型原则 电容式压力表的检测原理及选型 导压管及附件安装要求与原因讲解、描述、讨论书面习题查阅资料443压力检测及仪表流量检测及仪表其他压力表的检测原理 流量的概念、流量计的分类讲解、描述、讨论书面

14、习题553流量检测及仪表差压流量计的原理及相关标准节流装置、差压流量计的安装要求讲解、描述查阅资料663流量检测及仪表其它流量计的检测原理及应用场合讲解、描述、讨论书面习题773物位检测及仪表物位的概念及各物位计的分类； 差压式物位计的工作原理及零点 迁移的计算及应用。讲解、描述、讨论书面习题883物位检测及仪表温度检测及仪表其他物位检测仪表的检测原理及 适用场合温度检测的重要性及检测方法及 仪表分类、简单温度计的介绍热电偶温度计的工作原理、种类 应用场合讲解、描述、讨论书面习题查阅资料993温度检测及仪表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理种类应用场合及 具体接线

15、方法对测量误差的影 响。测温元件的安装事项及原因讲解、描述、查表书面习题10103显示仪表自动电子电位差计、自动平衡电 桥的工作原理、新型显示仪表及 其它显示仪表的基本知识自动控讲解、描述、讨论查阅资料自动控制基础制系统的内容、组成11113自动控制基础自动控制系统方框图；自动控制 系统的分类；自动控制系统的过 渡过程的静态与动态；自动控制 系统的过渡过程讲解、描述书面习题查阅资料12123自动控制基础过程建模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 性及方法。描述对象特性的几个 重要性讲解、描述、仿真演示书面作业13133执行器各种阀门的认识、气动执行器的结构与分类

16、、控制阀的流量特性讲解、描述、演示书面作业查阅资料14143执行器控制阀的选择、安装和维护；电 动执行器的结构与应用；电气阀 门定位器的结构与作用讲解、描述、讨论书面作业查阅资料15153自动控制仪表概述、基本控制规律及其对系统 过渡过程的影响，双位控制、比 例控制、积分控制讲解、描述、演示书面作业查阅资料16163自动控制仪表基本控制规律对过渡过程的影 响，仿真操作；模拟控制器、数 字控制器讲解、操练、讨论操作、实验三、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，实行理论实践一体化教学，广泛应用图片、动画等教学资源辅 助教学，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。3教学过程中采用讨论、提问、及小组个人训练等形式，强化学生思考和分析解 决问题的能力，严谨的工作态度，同时强化安全教育，