化工仪表自动化课程设计

化工仪表自动化课程设计一、课程目标

知识目标：

1.理解化工仪表自动化的基本概念，掌握常见仪表的工作原理及功能；

2.掌握自动化控制系统的组成、分类及特点；

3.了解化工过程中自动控制系统的设计原则和方法。

技能目标：

1.能够正确选用、安装、调试和维修常见的化工仪表；

2.能够运用自动化控制原理分析、解决化工过程中的控制问题；

3.能够设计简单的化工自动控制系统，并进行仿真与优化。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对化工仪表自动化的兴趣，激发学习热情，提高探究精神；

2.培养学生严谨的科学态度，树立工程意识，增强团队协作能力；

3.培养学生关注化工行业发展，认识自动化技术在化工领域的重要性，提高社会责任感。

课程性质分析：

本课程为专业核心课程，旨在使学生掌握化工仪表自动化技术的基本原理、设计方法和应用技能，为从事化工过程控制系统设计、运行和管理等工作奠定基础。

学生特点分析：

学生已具备一定的化工基础知识和实践能力，具有较强的逻辑思维和动手操作能力，但对自动化技术的了解相对有限。

教学要求：

1.结合实际工程案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；

2.采用启发式、讨论式教学方法，引导学生主动思考、积极参与；

3.强化实践环节，培养学生的工程意识和创新能力。

二、教学内容

1.化工仪表自动化基本概念：包括仪表的分类、功能、性能指标等；

参考教材章节：第一章第一节

2.常见化工仪表工作原理及选用：流量计、压力计、温度计、液位计等；

参考教材章节：第一章第二、三节

3.自动化控制系统组成与分类：开环控制、闭环控制、复合控制等；

参考教材章节：第二章第一节

4.化工过程控制系统设计原则与方法：系统稳定性、快速性、准确性等；

参考教材章节：第二章第二节

5.常见控制策略及控制器：PID控制、模糊控制、自适应控制等；

参考教材章节：第二章第三节

6.化工仪表自动化系统的安装、调试与维修；

参考教材章节：第三章

7.自动化控制系统的仿真与优化；

参考教材章节：第四章

8.化工仪表自动化在典型化工过程中的应用案例分析；

参考教材章节：第五章

教学安排与进度：

1.基本概念与常见仪表（2周）

2.自动化控制系统组成与分类（2周）

3.控制策略及控制器（3周）

4.化工过程控制系统设计（3周）

5.安装、调试与维修（2周）

6.仿真与优化（2周）

7.应用案例分析（2周）

教学内容注重科学性和系统性，结合实际案例，使学生掌握化工仪表自动化技术的基本知识和实践技能。

三、教学方法

为确保教学效果，提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：

1.讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握化工仪表自动化基本概念、原理和设计方法。在讲授过程中，注重条理清晰、深入浅出，结合实际工程案例进行分析，帮助学生建立完整的知识体系。

2.讨论法：针对课程中的重点和难点问题，组织学生进行课堂讨论，引导学生主动思考、发表观点，培养学生的逻辑思维和分析能力。

3.案例分析法：结合典型化工过程自动化的案例，让学生分析、讨论案例中的关键问题，培养学生的工程意识和实际问题解决能力。

4.实验法：通过实验课程，使学生亲自动手操作，加深对化工仪表和自动化控制系统的认识，培养学生的实践能力和创新精神。

5.任务驱动法：设置具有挑战性的任务，鼓励学生分组合作，共同完成。在任务完成过程中，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

6.仿真教学：利用专业仿真软件，模拟化工仪表自动化系统的运行，使学生直观地了解系统的工作原理和性能，提高学生的实际操作能力。

7.研讨式教学：针对课程相关前沿技术和热点问题，组织学生进行研讨，激发学生的学术兴趣，培养学生的科研素养。

具体教学方法应用如下：

1.讲授法与讨论法相结合，应用于基本概念、原理和设计方法的教学；

2.案例分析法与实验法相结合，应用于化工过程自动化案例分析和实践操作；

3.任务驱动法与研讨式教学相结合，应用于课程设计和研究性学习；

4.仿真教学贯穿于整个课程，辅助学生理解和掌握自动化系统的运行原理。

四、教学评估

为确保教学评估的客观性、公正性和全面性，本课程将采用以下评估方式，全面考察学生的学习成果：

1.平时表现：包括课堂出勤、发言、讨论、小组合作等，占总评的20%。旨在评估学生的课堂参与度、团队合作能力和沟通表达能力。

2.作业：布置课后作业，包括理论计算、案例分析等，占总评的20%。通过作业评估学生对课程知识的理解和掌握程度。

3.实验报告：实验课程结束后，学生需提交实验报告，占总评的20%。评估学生实验操作能力、数据分析能力和问题解决能力。

4.课程设计：要求学生分组完成一个化工仪表自动化系统的设计，占总评的20%。评估学生的综合运用知识能力、创新意识和实际操作能力。

5.期末考试：闭卷考试，占总评的20%。内容包括基本概念、原理、设计方法等，评估学生对整个课程知识的掌握程度。

具体评估方式如下：

1.平时表现：教师根据学生在课堂上的实际表现进行评分，确保评分公正、客观。

2.作业：教师对作业进行批改，评价学生的完成质量，及时反馈，指导学生改进。

3.实验报告：教师评估实验报告的完整性、准确性和分析深度，给出合理的评价。

4.课程设计：组织课程设计答辩，由教师和其他学生共同参与评价，根据设计方案的合理性、创新性和实施效果进行评分。

5.期末考试：按照教学大纲要求，制定考试题目，全面考察学生的知识掌握情况。

五、教学安排

为确保教学进度和质量，本课程的教学安排如下：

1.教学进度：共计18周，每周4课时，总计72课时。

-前两周：化工仪表自动化基本概念与常见仪表；

-第3-6周：自动化控制系统组成、分类及特点；

-第7-9周：控制策略及控制器；

-第10-12周：化工过程控制系统设计；

-第13-14周：化工仪表自动化系统的安装、调试与维修；

-第15-16周：自动化控制系统的仿真与优化；

-最后两周：化工仪表自动化应用案例分析及课程总结。

2.教学时间：根据学生的作息时间，安排在每周的固定时间进行，避免与学生的其他课程和活动冲突。

3.教学地点：

-理论课程：教室进行，便于学生听讲、互动讨论；

-实验课程：实验室进行，确保学生能够亲自动手操作；

-课程设计：教室与实验室相结合，便于学生查阅资料、讨论方案及进行实际操作。

教学安排考虑因素：

1.学生实际情况：确保教学时间与学生的作息