《自控工程设计》课程教学大纲

《自控工程设计》教学大纲一、课程基本信息课程名称自控工程设计AutomaticControlEngineeringDesign课程编码CTL123911020开课院部控制科学与工程学院课程团队实践教学与讲座学分2.0课内学时2周讲授0实验0上机0实践2周课外学时0适用专业自动化授课语言中文先修课程工程概论、画法几何、自动控制原理、传感器与检测技术、现代控制理论、过程控制仪表与装置、过程控制工程课程简介（必修）本课程重点介绍自控工程设计的相关国家标准和行业规范，通过控制方案设计和表达，仪表选型设计与表达，DCS控制室设计原则和设计方案表达，DCS系统连接设计与表达等各设计环节的实训课程，使学生掌握自控工程设计工作的方法步骤，了解自控工程设计在控制科学与工程中的地位和作用。通过学习，进一步拓宽本科生的控制理论与应用专业知识，提高学生作为自控工程师的专业素质，培养学生分析问题解决问题的能力，提高学生沟通、团队合作和工程项目管理和协调的能力。（对应毕业要求指标点：3.1、3.3、3.4、5.3、6.1、7.2、10.1、11.2）Thiscoursefocusesontheintroductionofrelevantnationalstandardsandindustryspecificationsofautomaticcontrolengineeringdesign.Throughthepracticaltrainingcoursesofvariousdesignlinkssuchascontrolschemedesignandexpression,instrumentselectiondesignandexpression,DCScontrolroomdesignprincipleanddesignschemeexpression,DCSsystemconnectiondesignandexpression,studentscanmasterthemethodsandstepsofautomaticcontrolengineeringdesignwork,andunderstandthecontrolofautomaticcontrolengineeringdesignThestatusandroleofscienceandengineering.Throughlearning,wewillfurtherbroadenthecontroltheoryandapplicationprofessionalknowledgeofundergraduates,improvetheprofessionalqualityofstudentsasautomaticcontrolengineers,cultivatetheabilityofstudentstoanalyzeandsolveproblems,andimprovetheabilityofstudentstocommunicate,teamworkandprojectmanagementandcoordination.(MajorObjectives:3.1,3.3,3.4,5.3,6.1,7.2,10.1,11.2)负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够根据用户需求确定设计目标，掌握自控工程设计的基本流程，在设计过程中能够考虑影响设计目标和技术方案的各种相关因素。是3.12M2目标2：能够根据石油石化等行业自控工程设计任务和设计要求进行系统控制方案设计，在设计中体现创新意识，并能通过工程制图、文字报告等方式表达控制系统设计方案。是3.33M3目标3：能够在考虑社会、健康、安全、法律、环境等现实约束条件的情况下，从技术、经济角度对自控工程设计方案的可行性进行评价。是3.44M4目标4：能够理解并掌握工程制图软件的使用方法，能够使用AutoCAD绘图软件编制控制系统设计的技术文件。是5.35M5目标5：能够理解并掌握石油石化等行业自控工程设计相关的技术标准、产业政策和法律法规。是6.16M6目标6：能够评价控制系统设计方案对环境和可持续发展的影响，在设计中体现节能、环保意识。是7.27M7目标7：在自控工程设计实践过程中，能够编制符合规范要求的自控工程设计技术文件。是10.18M8目标8：在自控工程设计实践过程中，团队成员能够综合运用工程管理方法，合理分工，相互协作，共同完成设计任务。是11.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章自控工程的设计任务和方法本章重点难点：自控工程设计相关的国家行业标准、自控工程设计的基本任务、工作内容和设计方法。////21.11.1自控工程设计任务和设计体制设计任务、设计规范。介绍作为专业技术人员在设计工作中应该遵守的法律法规和应该坚守的职业操守，引导学生树立正确的价值观与人生观，以及追求真理的科学精神。M51讲授//31.21.2自控工程设计的阶段划分和设计内容设计流程M11讲授//41.31.3自控工程设计的方法设计方法M22讲授//5第2章第2章管道仪表流程图本章重点难点：根据给定的设计任务和设计要求，在考虑安全、环保的前提下，设计检测方案、控制方案和联锁方案，根据相关设计规范，绘制P&ID图。////62.12.1控制方案的确定控制方案确定的原则和内容M21讲授//72.22.2图例符号的统一规定仪表位号、仪表图形符号M52讲授//82.32.3管道仪表流程图管道仪表流程图绘制的原则和方法M71讲授/讨论//92.42.4控制检测方案设计实训根据设计任务要求，熟悉工艺流程，绘制管道仪表流程图（P&ID图）M2,M5,M71天讨论/设计//10第3章第3章自控设备的选型本章重点难点：根据选定的检测方案、控制方案和联锁方案，在考虑安全、环保和工艺介质的高温、高压和腐蚀性等条件的前提下，完成自控设备和现场仪表的选型工作，并根据相关设计规范设计仪表索引和仪表数据表等设计文件。////113.13.1控制装置的选择控制装置的类型、控制装置选型因素M61讲授//123.23.2检测仪表及控制阀的选择检测仪表和控制阀选型的原则M61讲授//133.33.3仪表数据表和自控设备表仪表索引、仪表数据表、自控设备表（表一）、自控设备表（表二）M52讲授/讨论//143.43.4自控设备选型实训根据设计任务要求，查阅仪表资料，进行仪表选型并编制仪表索引、仪表数据表M5,M6,M71天设计//15第4章第4章DCS控制室设计本章重点难点：根据设计任务和设计要求，遵循控制室设计的相关原则，在考虑人员设备安全和环保的前提下，完成控制室的设计，根据相关设计规范设计DCS控制室平面布置图等设计文件。////164.14.1概述控制室的功能和设计基本要求M51讲授//174.24.2DCS控制室设计原则位置选择、布局和面积、环境条件、建筑要求M61讲授//184.34.3DCS控制室设计实训绘制DCS系统控制室平面布置图M3,M5,M6,M72设计//19第5章第5章DCS系统的连接表达本章重点难点：根据设计任务和设计要求，完成控制系统连接的设计，根据DCS系统设计相关规范完成DSCI/O表、监控数据表、回路接线图、端子配线图等设计文件。////205.15.1概述仪表连接基本情况M51讲授//215.25.2DCS系统连接表达DCS系统设计文件、DCSI/O表、DCS监控数据表、DCS系统配置图、回路接线图、端子（安全栅）柜布置图、端子配线图M51讲授//225.35.3典型控制装置基础典型的控制系统（例如DCS系统）的拓扑结构、系统配置、系统组件的使用方法等内容M52讲授//235.45.4DCS系统连接设计实训绘制/编制可行性研究报告，DCS系统I/O表，DCS系统配置图、回路接线图，端子（安全珊）柜布置图、端子配线图等设计文件。介绍与自控工程设计工作相关的安全、节能环保、环境等相关的法律法规，引导学生在从事设计工作中要有对国家、社会环境的人文情怀，设计方案要充分考虑对社会环境的影响，坚决维护公共利益，坚持职业操守。M5,M72天讨论/设计//24第6章第6章自控工程设计综合实训本章重点难点：根据设计任务和设计要求，建立设计任务项目组，以团队合作的形式完成设计任务。各项目组对整个设计任务进行分工合作，基于AutoCAD软件环境和其他相关软件完成相关的设计文件，撰写自控工程设计任务的设计报告，并进行考核。////256.16.1AutoCAD软件基础AutoCAD软件使用方法、图纸属性设置、图形和文本绘制方法、图形和文本编辑方法、图形输出等M44讲授//266.26.2AutoCAD自控工程设计实训根据设计任务要求，完成控制系统设计任务，使用AutoCAD软件绘制相关图纸，完成并提交自控工程设计报告M1,M4,M7,M82天讨论/设计//276.36.3自控工程设计考核根据学生提交自控工程设计报告进行答辩，并举行开卷考试M2,M71天答辩/考试//四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每个设计环节根据设计规范完成相关设计文件。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性评分。3.考核学生对自控工程设计设计规范和设计方法的掌握能力。20%2可行性分析报告1.根据设计要求设计控制方案，针对设计方案完成可行性研究报告。2.成绩采用百分制，根据报告完成情况评分。3.考核学生对设计方法，政策法规的理解和应用能力，在设计工作中是否具备节能环保意识，并体现在设计工作中。考察学生对控制方案的分析评价能力。15%3团队设计报告1.根据设计要求组建设计团队，分工合作完成整体设计工作，完成团队设计报告。2.成绩采用百分制，根据报告完成情况和答辩情况评分。3.考核学生对设计方法，设计规范和现代工具（工程制图）的掌握情况，在设计工作中能否应用工程管理方法，相互交流合作，合理分工，共同完成设计任务。15%4考勤随机点名、刷卡点名等5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%6期末考试1.开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对自控工程设计基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识完成需求分析、方案设计和表达的能力。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业60%A-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确，设计文件符合设计规范。B-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较高，设计文件比较符合设计规范。C-作业中与设计目标、设计方案相关的内容基本正确，设计文件基本符合设计规范。D-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较低，设计文件不符合设计规范。2M1可行性分析报告40%A-格式规范，内容完整充实。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容翔实、准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。B-格式规范，内容完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述比较准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。C-格式比较规范，内容基本完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，基本能够体现设计工作中的节能、环保意识。D-格式不规范，内容不完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容单调，针对性差。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述不准确，无法体现设计工作中的节能、环保意识。3M2平时作业50%A-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确，设计文件符合设计规范。B-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较高，设计文件比较符合设计规范。C-作业中与设计目标、设计方案相关的内容基本正确，设计文件基本符合设计规范。D-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较低，设计文件不符合设计规范。4M2期末考试50%（见期末考试评分标准）5M3可行性分析报告100%A-格式规范，内容完整充实。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容翔实、准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。B-格式规范，内容完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述比较准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。C-格式比较规范，内容基本完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，基本能够体现设计工作中的节能、环保意识。D-格式不规范，内容不完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容单调，针对性差。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述不准确，无法体现设计工作中的节能、环保意识。6M4团队设计报告100%A-团队设计报告格式规范，设计内容正确。AutoCAD软件绘图文件布局合理，排版清晰美观。团队成员分工、工作进度安排合理。B-团队设计报告格式比较规范，设计内容正确。AutoCAD软件绘图文件布局比较合理，排版清晰美观。团队成员分工、工作进度安排合理。C-团队设计报告格式比较规范，设计内容基本正确。AutoCAD软件绘图文件布局比较合理，排版基本清楚。团队成员分工、工作进度安排基本合理。D-团队设计报告格式不规范，设计内容错误较多。AutoCAD软件绘图文件布局不合理，排版比较混乱。团队成员分工不合理，工作进度安排不合理。7M5可行性分析报告100%A-格式规范，内容完整充实。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容翔实、准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。B-格式规范，内容完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述比较准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。C-格式比较规范，内容基本完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，基本能够体现设计工作中的节能、环保意识。D-格式不规范，内容不完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容单调，针对性差。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述不准确，无法体现设计工作中的节能、环保意识。8M6可行性分析报告100%A-格式规范，内容完整充实。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容翔实、准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。B-格式规范，内容完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述比较准确，能够体现设计工作中的节能、环保意识。C-格式比较规范，内容基本完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容比较准确。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述准确，基本能够体现设计工作中的节能、环保意识。D-格式不规范，内容不完整。报告中针对技术、经济方面、技术标准、政策法规的可行性研究内容单调，针对性差。关于控制方案对环境和可持续发展的影响的论述不准确，无法体现设计工作中的节能、环保意识。9M7平时作业30%A-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确，设计文件符合设计规范。B-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较高，设计文件比较符合设计规范。C-作业中与设计目标、设计方案相关的内容基本正确，设计文件基本符合设计规范。D-作业中与设计目标、设计方案相关的内容正确率较低，设计文件不符合设计规范。10M7团队设计报告30%A-团队设计报告格式规范，设计内容正确。AutoCAD软件绘图文件布局合理，排版清晰美观。团队成员分工、工作进度安排合理。B-团队设计报告格式比较规范，设计内容正确。AutoCAD软件绘图文件布局比较合理，排版清晰美观。团队成员分工、工作进度安排合理。C-团队设计报告格式比较规范，设计内容基本正确。AutoCAD软件绘图文件布局比较合理，排版基本清楚。团队成员分工、工作进度安排基本合理。D