过程控制工程实验教学大纲

1、办课程编号：把0701103爱 办 稗课程名称：拔 阿 疤化工过程控制工澳程唉 半 班 总学时：拔48凹Process绊-Contro拌l凹 翱Engi八n拜eer疤 霸 癌 总学分：按3耙课程性质：凹本课程是生产过唉程自动化专业的啊一门重要的专业俺课。皑开设学期学时分稗配碍：八第七学期,48八学时捌适用专业及层次翱：邦自动化、测控技疤术等工科矮本、专科坝先行、后继课程肮情况：昂先行课化工原扳理、控制原颁理、自动控熬制装置扳 鞍 办 叭后继课 无紧密癌相关课程罢参考书：暗化工过程控制癌工程 祝和运啊 浙江大学鞍过程控制工程挨 蒋尉孙 拌华东理工大学佰过程控制 巴 金以慧摆 清华大学出岸版社白C

2、ONTRO班L SYSTE颁M DESIG啊N Grah拌am C.Go懊odwm 清华跋大学出版社疤课程的目的与要蔼求：案本课程是自动化碍专业的一门重要爸的专业课斑通过学习使学生艾能够运用控制理癌论，结合工艺过吧程机理和控制装蔼置(仪表和计算百机)的硬件与软罢件知识，进行生跋产过程控制系统笆的分析、设计、笆运行和开发工作碍。哀使学生在科研能隘力、设计能力和蔼工程实际处理能扮力等方面受到初奥步而严格的训练八。翱使学生掌握化工暗过程控制的基本耙分析方法、设计拌方法和研究方法罢，具有独立的分柏析问题和解决问凹题的能力。碍同时，本课程不霸仅担负着培养过般程控制工程师的搬基本训练任务，案而且为新技术的

3、稗开发和应用打下案必要的工程理论傲基础。搬课程内容及学时般分配：矮上篇 皑 过程控制系统霸第一章 懊 简单控制系统坝 哎 靶 巴 八 （12学芭时）熬 白（一）绊单回路系统的结跋构组成及控制指敖标绊单回路系统的典鞍型结构， 埃 单回路系统的叭控制指标。翱（二）过程特性叭与动态模型建立白 过程特性的扳类型， K、T半、敖爱对控制指标的影艾响，过程动态机岸理模型的列写方八法 耙过程动态机理模叭型建立的辨识方暗法。斑（三）测量、变靶送装置对控制系白统的影响及选择耙测量信号性能，班测量信号传送滞背后影响与克服。艾（四）调节阀的班选用哎气动调节阀的结佰构，调节阀的流搬量系数，调节阀背的流量特性，气般动调

4、节阀的选型唉。把（五）连续P、班I、D控制及其百调节过程懊 凹 基本概念， 鞍比例调节，积分芭调节，比例积分班调节，比例积分肮微分调节。板（六）单回路系巴统的投运和整定隘控制系统的投运胺，控制系统的工安程整定方法。熬本章应着重讲、敖并使学生掌握组稗成单回路控制系耙统的四个环澳节的特性参数对八控制质量的影响八及其设计原则。奥为培养学生的自扳学能力，调节器翱调节规律对调节傲质量的影响及选白择可让学生自学柏。单回路控制系爱统调节器的参数邦整定及投运可以爸在实验中解决，阿以培养学生的动半手实践能力。挨第二章 澳 复杂控制系统翱 氨 矮 霸 蔼 (傲16学时)盎（一）串级控制懊系统盎 拔 串级控制系蔼统

5、的基本原理及俺结构， 串级控爱制系统的特点分案析， 串级控制笆系统设计和实施耙中的几个问题把（二）均匀控制扒系统坝 摆 均匀控制系翱统的基本原理及百结构， 均匀控板制系统的控制方把案，均匀控制系伴统的理论分析。唉（三）比值控制翱系统搬 傲 比值控制系阿统的基本原理及扮结构， 比值系瓣数的计算，比值熬控邦制方案的实施，巴比值控制系统的扒投运及整定，比八值控制系统的其碍他问题。拌（四）前馈控制伴系统拔 半 前馈控制系搬统的基本原理及盎结构，前馈控制拔规律的实施，前拜馈控制系统的应唉用，前馈控制系癌统的参数整定蔼（五）选择控制肮系统佰 白 选择性控制拔系统的基本原理瓣及结构，选择性哎控制系统的类型稗

6、及应用，选择性胺控制系统的设计扒，积分饱和的产伴生及其防止。绊（六）分程及阀哎位控制系统拜 柏 分程控制系统氨的基本原理及结胺构， 分程控制傲系统的应用场合唉，叭分程系统的工程摆应用，阀位控制埃系统的应用，阀皑位控制系统的设隘计及整定。 挨通过本章学习培艾养学生对复杂控绊制系统的分析、白设计能力，使肮学生具有对复杂叭控制系统的方案凹实施，系统的投柏运及参数整定的伴实践能力。啊第三章 新把型控制系统 奥 蔼 般 皑 （扳*班2学时唉选学肮）氨（一） 纯滞后岸补偿控制系统笆 伴纯滞后补偿原理吧，纯滞后补偿控半制的效果，史密颁斯补偿的实现。凹（二）按计算指板标及推断控制系摆统翱 岸按计算指标的控罢制

7、系统，推断控扮制系统。俺（三）解耦控制巴系统啊解耦控制系统，白关联系统解耦条疤件，解耦控制应把用实例。 半（四）按Z变换斑设计的控制系统澳 把最小拍控制算法背，大林（霸Dahlin佰）控制算法，采岸样控制系统。板（五）预测控制蔼系统芭模型算法控制（埃MAC捌）拜，坝动态矩阵控制。耙本章要求学生了阿解高级控制系统扳的一些基本知识案。可选学。岸第四章 非线傲性控制系统 斑 坝 奥 碍 （捌*绊2学时翱选学矮）俺（一）线性过程颁的非线性控制盎 氨液位的非线性控把制，线性过程的摆其他非线性控制拔。癌（二）非线性过瓣程的非线性控制把 哀PH案控制过程的非线吧性控制，反应器胺的非线性控制（三）位式控制按位

8、式控制的改进鞍及其发展，矮Bang-Ba柏ng啊控制。跋本章要求学生了傲解高级控制系统暗的一些基本知识瓣。可选学巴下篇 伴过程控制工程氨第五章 流啊体输送设备的控昂制 蔼 捌 搬 （把2学时）岸了解流体输送设爱备控制的任务、氨要求、特点。搬理解泵及离心式板压缩机控制方案埃泵的管路静特性唉，离心泵的控制耙方百案，离心式压缩敖机的特点及控制矮方案。肮掌握离心式压缩扳机的防喘振控制癌，离心式压缩机摆特性曲线与喘阿振特性，造成离捌心式压缩机喘振八的诸因素，离心澳式压缩机防振控胺制方案的分析，澳固定和可变极限捌流量控制方案举敖例。搬第六章 传板热设备的控制 翱 啊 爱 霸 霸 （2学时懊）换热器的控制坝

9、了解传热过程的翱基本原理，理解盎换热器静态特性拌及动态特性分析皑，掌握换热器常肮见的各种控制方胺案的比较及设计斑。盎 锅炉设皑备的控制摆了解锅炉设备的搬工艺机理，掌握颁锅炉汽包三冲量白控制系统、燃烧扮系统，炉膛负压班系统设计及方案懊分析。摆第七章 精罢馏塔的控制 巴 挨 罢 背 芭 （2肮时）板了解精镏塔工艺傲生产机理，理解邦精镏塔控制中的扳干扰分析和被控碍参数选择岸掌握常见的精镏奥塔常规控制方案颁设计澳理解选择性控制瓣系统在精镏塔控疤制中具体应用皑了解建立动态模阿型的两条途径，袄理解双组分精镏佰塔动态模型的建班立方法爸掌握精镏塔新型癌控制方案（温差蔼、双温差、热焓鞍、内回流和解耦搬、预估控制

10、等）瓣第八章 化柏学反应器的控制懊 般 班 败 （2蔼学时）败了解化学反应器艾的数学模型建立板的一般方法败理解反应器的热敖稳定性，开环不坝稳定、闭环稳定摆的条件。捌掌握绝热反应器安、聚合反应器、安连续反应器控制袄方案的分析及设吧计原则颁本篇通过学习使拌学生了解化工典懊型操作单元的控拌制要求及其静、背动态特性，达到啊结合控制理论、袄工艺机理、及工拜艺要求指标等方凹面去综合、设计八不同的控制方案啊。三、说明：挨本课程一般应安哎排在化学工程巴、控制原理懊讲完后，即第颁七学期开设。碍本课程与控制懊原理课密切相巴关，但应突出本隘课程的工程特点哀，不必过多摆讨论各种分析方隘法，应深入讨论袄系统工程设计中傲

11、的原理性设计方叭法。袄本课程与测量邦仪表调节仪拜表微机原理矮等课程密切相癌连，它们均为控霸制系统的工具，绊使系统的硬件，跋这里只讨论硬件白系统中各环节的吧地位和具体作用霸，其硬件原理属熬于仪表课讨论范碍围。哀本课程与化学胺工程课也有密拌切关系，它将在案化学工程知办识的基础上，从叭工艺机理出发为斑建立各类不同控澳制系统的动态模扳型打下基础。办本课程与过程矮计算机控制技术叭关系是本课程肮重点讲授过程系斑统控制方案和以霸常规仪表实施的安技术问题，对于懊计算机为工具实柏施的技术问题由肮另设课程解决。四、实验教学：伴本实验教学的目澳的在于：验证、斑巩固和加深课堂版加讲授的基本理暗论，培养学生掌安握控制系

12、统的最瓣基本的实验方法暗、操作能力、测耙试技能，养成学颁生踏实、细致、罢严肃、认真的科跋学作风。熬通过实验室学生邦对控制系统的分佰析、设计、参数稗整定即系统投运皑的实践能力得到胺培养。凹要求每个学生在爱实验前进行预习半。并对控制系统芭中所采用的仪表唉要熟悉基本原理半、性能、掌握其哎使用方法。要求唉学生能够正确纪懊录处理实验数据胺，分析判断实验皑结果，写出完整芭正规的实验报告背。啊列为学生必做的靶基本实验有：袄控制系统各环节班特性的测试实验扳干扰进入不同位邦置时各通道动态摆特性的测试实验摆单回路反馈控制巴系统的参数整定笆和投运阿串级控制系统的挨参数整定和投运翱单回路和串级控耙制系统调节质量叭的比较凹比值控制系统的奥分析与研究伴前馈控制系统的澳分析与研究吧解耦瓣控制系统的分析搬与比较昂实验课时数为8巴学时，其安排可斑在相应的章节讲安完后