(2024年)中职化工仪表及自动化1绪论

中职化工仪表及自动化1绪论12024/3/26目录contents课程介绍与背景基础知识与原理化工仪表技术应用自动化技术在化工行业中的应用实验与实训环节介绍课程考核与评价标准22024/3/26课程介绍与背景0132024/3/26123介绍化工仪表的概念、种类及其在化工生产中的应用。化工仪表的定义与分类阐述自动化技术如何应用于化工仪表，提高生产效率与安全性。自动化技术的引入强调化工仪表及自动化在现代化工生产中的关键作用。化工仪表及自动化的重要性化工仪表及自动化概述42024/3/26掌握化工仪表的基本原理、结构、性能和使用方法；了解自动化技术在化工生产中的应用。知识目标能力目标素质目标能够正确选型和安装化工仪表；能够运用自动化技术实现对化工生产过程的监控与控制。培养安全意识、团队协作精神和创新能力；提高分析问题和解决问题的能力。030201课程目标与要求52024/3/2603化工仪表及自动化的发展前景探讨随着化工行业的发展，化工仪表及自动化技术的未来发展方向和应用前景。01化工行业现状介绍当前化工行业的发展状况，包括产业规模、技术水平、市场需求等方面。02化工行业发展趋势分析未来化工行业的发展趋势，如绿色化、智能化、高端化等方向。化工行业现状及发展趋势62024/3/26基础知识与原理0272024/3/26测量仪表的组成测量仪表由传感器、变送器、显示装置等部分组成，传感器负责将被测量转换为可测量的物理量，变送器将传感器输出的信号转换为标准信号，显示装置则将标准信号转换为人类可读的数值。测量仪表的工作原理测量仪表的工作原理基于各种物理定律和化学原理，如热力学、电磁学、光学、化学等。通过测量仪表对工艺参数的测量，可以实现对化工过程的监测和控制。测量仪表基本原理82024/3/26自动化控制系统由控制器、执行器、被控对象、检测变送器等部分组成。其中，控制器根据设定值和测量值的偏差进行运算，输出控制信号；执行器接收控制信号，驱动被控对象；被控对象在控制信号的作用下改变其状态或行为；检测变送器负责将被控对象的输出信号转换为标准信号，以供控制器使用。自动化控制系统的组成自动化控制系统的工作原理基于控制理论，通过对系统进行分析和设计，选择合适的控制算法和控制参数，实现对被控对象的精确控制。同时，自动化控制系统还具有自适应、自学习等智能功能，能够根据实际情况进行自动调整和优化。自动化控制系统的工作原理自动化控制系统组成及工作原理92024/3/26物位传感器物位传感器利用浮力原理、电容原理等，将被测物位转换为电信号输出。常见的物位传感器有浮球式物位传感器、电容式物位传感器等。温度传感器温度传感器利用物质的热电效应、热电阻效应等原理，将被测温度转换为电信号输出。常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。压力传感器压力传感器利用压电效应、压阻效应等原理，将被测压力转换为电信号输出。常见的压力传感器有压电式压力传感器、压阻式压力传感器等。流量传感器流量传感器利用流体力学原理，将被测流量转换为电信号输出。常见的流量传感器有涡轮流量计、电磁流量计等。常见传感器类型及其工作原理102024/3/26化工仪表技术应用03112024/3/26利用弹性元件受压变形的原理测量压力，如弹簧管压力表、膜片压力表等。弹性式压力计通过测量承重元件上的负荷来测量压力，如活塞式压力计、浮球式压力计等。负荷式压力计将压力转换为电信号进行测量，如压电式压力传感器、压阻式压力传感器等。电测式压力计压力测量仪表及应用122024/3/26

温度测量仪表及应用膨胀式温度计利用测温介质受热膨胀的原理测量温度，如玻璃液体温度计、双金属温度计等。热电偶温度计利用热电效应测量温度，具有测量范围广、精度高等优点，广泛应用于工业生产中。热电阻温度计利用测温元件的电阻值随温度变化的原理测量温度，如铂热电阻、铜热电阻等。132024/3/26利用流体通过节流装置产生的差压来测量流量，如孔板流量计、喷嘴流量计等。差压式流量计通过测量流体对转子的推动力矩来测量流量，如涡轮流量计、涡街流量计等。转子流量计通过测量流体在固定容积内的充满次数来测量流量，如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等。容积式流量计流量测量仪表及应用142024/3/26自动化技术在化工行业中的应用04152024/3/26分散控制DCS系统将控制功能分散到各个控制站，通过高速数据通道进行信息交换，提高了系统的可靠性和灵活性。集中管理DCS系统通过中央控制室对全厂生产过程进行集中监视、操作和管理，实现生产过程的自动化和智能化。易于扩展DCS系统采用模块化设计，易于扩展和维护，方便用户根据生产需求进行系统升级和改造。DCS集散控制系统在化工生产中的应用162024/3/26PLC通过编程实现各种复杂的逻辑控制功能，如顺序控制、时间控制、计数控制等，满足化工生产过程中的多样化需求。逻辑控制PLC具有强大的数据处理能力，可以对生产过程中的各种数据进行采集、处理和分析，为生产管理提供有力支持。数据处理PLC支持多种通信协议，可以与上位机、其他PLC或现场设备进行通信，实现信息的共享和远程监控。通信联网PLC可编程控制器在化工生产中的应用172024/3/26现场总线技术能够实现现场设备与系统之间的实时通信，确保生产数据的及时性和准确性。实时性现场总线技术采用统一的通信协议和标准接口，使得不同厂商的设备可以互相通信和操作，提高了系统的开放性和互操作性。互操作性现场总线技术将控制功能下放到现场设备层，实现了真正的分布式控制，提高了系统的可靠性和效率。分布式控制现场总线技术在化工生产中的应用182024/3/26实验与实训环节介绍05192024/3/26掌握化工仪表及自动化的基本原理和基础知识熟悉化工生产过程中常用仪表的工作原理、结构、性能和使用方法了解自动化控制系统的组成、原理和应用培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，提高学生的实践能力和创新能力01020304实验目的和要求202024/3/26实训一：化工仪表的认知与操作了解常用化工仪表的种类、工作原理和使用方法掌握化工仪表的安装、调试和操作技能实训内容和步骤212024/3/26实训二：自动化控制系统的设计与实现了解自动化控制系统的组成、原理和应用掌握自动化控制系统的设计方法和实现技术实训内容和步骤222024/3/2603了解化工生产过程的模拟方法和优化技术01完成一个简单的自动化控制系统的设计和实现02实训三：化工生产过程的模拟与优化实训内容和步骤232024/3/260102实训内容和步骤完成一个化工生产过程的模拟和优化实验掌握化工生产过程的模拟软件和优化算法的使用方法242024/3/26实验报告应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果、实验分析和实验结论等部分，要求文字通顺、条理清晰、图表规范。实验报告应在规定时间内提交给指导教师，提交方式可以是纸质版或电子版，具体要求由指导教师另行通知。实验报告格式和提交方式提交方式实验报告格式252024/3/26课程考核与评价标准06262024/3/26包括出勤率、课堂参与度、回答问题的准确性等。课堂表现根据作业的难度、完成质量、提交时间等进行评分。作业完成情况对学生实验操作的规范性、实验数据的处理、实验报告的撰写等进行评价。实验报告平时成绩评定方法272024/3/26考试形式闭卷考试，包括选择题、填空题、简答题和计算题等。考试内容涵盖课程的基本概念、原理、方法及应用，重点考察学生的理解和应用能力。期末考试形式和内容282