過(guò)程控制教學(xué)大綱

1、過(guò)程控制系統(tǒng)及應(yīng)用課程教學(xué)大綱（適用于招收高中、三校畢業(yè)生三年制生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)） 一、課程性質(zhì)與任務(wù)(一)課程性質(zhì)本課程是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，本課程必須在學(xué)完工程數(shù)學(xué)、石油化工基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程之后開設(shè)。（二）課程任務(wù)本課程教學(xué)的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得必要的自動(dòng)控制理論和化工過(guò)程控制知識(shí)，掌握用時(shí)域分析法分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的方法，掌握控制系統(tǒng)的類型、特點(diǎn)，注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)從事過(guò)程控制技術(shù)工作，打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目的和要求(一)課程目的本課程教學(xué)主要目的是使學(xué)生獲得必要的化工過(guò)程控制知識(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題、解決問(wèn)

2、題的能力，為將來(lái)從事過(guò)程控制技術(shù)工作，打下必要的基礎(chǔ)。（二）課程要求1、 牢固掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，及其系統(tǒng)的控制質(zhì)量指標(biāo)。2、 列寫簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、微分方程、傳遞函數(shù)。3、 牢固掌握控制系統(tǒng)的控制規(guī)律、控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響；牢固掌握被控對(duì)象參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)質(zhì)量的影響。4、 掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、應(yīng)用及系統(tǒng)投運(yùn)和控制器參數(shù)整定方法。5、 掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、應(yīng)用和設(shè)計(jì)。6、 基本掌握比值、均勻、前饋、自動(dòng)選擇等復(fù)雜控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用；了解先進(jìn)控制技術(shù)。三、講授課題（實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目）及學(xué)時(shí)分配表序號(hào)講授課題（實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目）學(xué)時(shí)分配講課實(shí)訓(xùn)或?qū)嶒?yàn)習(xí)題課單項(xiàng)時(shí)數(shù)合計(jì)123

3、456概述控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)時(shí)域分析法簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)典型設(shè)備的控制4410614824862222481616228合計(jì)4620874機(jī)動(dòng)224總計(jì)48201078四、講授內(nèi)容及要求課題一 概述1、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的發(fā)展和趨勢(shì)2、控制系統(tǒng)的組成3、控制系統(tǒng)的主要類型教學(xué)目的及要求（1）掌握自動(dòng)化的定義，了解生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的特點(diǎn)，系統(tǒng)分析法，自動(dòng)化的發(fā)展。（2）掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、方塊圖、系統(tǒng)反饋意義，系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、過(guò)渡過(guò)程形式、系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)。（3）熟悉控制系統(tǒng)的分類方法，掌握開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)區(qū)別及特點(diǎn)，定值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)分析的內(nèi)容。課題二 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1、被控

4、對(duì)象的微分方程模型2、控制系統(tǒng)中其它環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型3、傳遞函數(shù)與方塊圖教學(xué)目的及要求（1）了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)方法，基本掌握一階液位的對(duì)象推導(dǎo)，掌握對(duì)象參數(shù)的含義。（2）了解測(cè)量元件及變送器、控制閥的對(duì)象特性。（3）掌握傳遞函數(shù)的定義和自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖的變換及傳遞函數(shù)課題三 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析方法1、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程分析方法2、控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)3、常規(guī)控制規(guī)律對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響4、測(cè)量滯后對(duì)控制質(zhì)量的影響教學(xué)目的及要求（1）了解控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程分析方法，掌握二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型及階躍響應(yīng)、系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)與衰減系數(shù)的關(guān)系。（2）掌握控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)方法及應(yīng)用（3）掌握

5、基本控制規(guī)律及常用控制規(guī)律、控制規(guī)律及參數(shù)對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)的影響。（4）熟悉測(cè)量滯后的產(chǎn)生及對(duì)系統(tǒng)控制過(guò)程的影響，克服測(cè)量滯后的方法。課題四 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)1、控制系統(tǒng)被控變量與操縱變量的選擇2、對(duì)象特性對(duì)控制質(zhì)量的影響3、控制閥的選擇4、常規(guī)控制器的控制規(guī)律及其選擇5、系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)及減少關(guān)聯(lián)途徑6、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的整定及投運(yùn)7、在線控制系統(tǒng)的故障分析教學(xué)目的及要求（1）掌握被控變量與操縱變量的選擇原則，并能靈活應(yīng)用。（2）能夠應(yīng)用過(guò)程控制原理知識(shí)分析對(duì)象靜態(tài)特性、對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響。（3）掌握控制閥選擇從那些方面考慮和控制閥開關(guān)形式的選擇方法，熟悉控制閥流量特性的選擇及閥

6、門定位器的使用。（4）牢固掌握控制器的規(guī)律及特點(diǎn)，在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)如何選擇，自動(dòng)控制系統(tǒng)中控制器正、反作用的判斷方法。（5）了解系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)及減少關(guān)聯(lián)途徑（6）掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的投運(yùn)方法及用衰減法和臨界比例度法整定控制器的參數(shù)。課題五 復(fù)雜控制系統(tǒng)1、串級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，設(shè)計(jì)，應(yīng)用，系統(tǒng)的投運(yùn)方法及控制器參數(shù)整定。2、均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，控制方案，應(yīng)用與參數(shù)整定。3、比值控制系統(tǒng)的控制方案，控制方案的實(shí)施，實(shí)施中的幾個(gè)問(wèn)題，系統(tǒng)投運(yùn)與控制器參數(shù)整定。4、前饋控制系統(tǒng)的基本原理，特點(diǎn)，前饋控制的類型，前饋控制的應(yīng)用場(chǎng)合。5、*選擇控制系統(tǒng)的類型，應(yīng)用，積分飽和防止措施。6、*預(yù)估補(bǔ)償控制系統(tǒng)7、*

7、其它復(fù)雜控制系統(tǒng)教學(xué)目的及要求（1）掌握串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，設(shè)計(jì)，應(yīng)用，熟悉串級(jí)系統(tǒng)的投運(yùn)方法及控制器參數(shù)整定。（2）掌握系統(tǒng)的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合，基本掌握控制方案，了解控制器參數(shù)的整定方法。（3）基本掌握系統(tǒng)控制方案和比值系數(shù)的計(jì)算，了解控制方案的實(shí)施、系統(tǒng)投運(yùn)與控制器參數(shù)整定。（4）熟悉前饋控制系統(tǒng)的類型及特點(diǎn)，前饋控制的應(yīng)用場(chǎng)合。（5）了解分程控制系統(tǒng)的作用、類型、應(yīng)用、設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題。課題六 典型設(shè)備的控制1、流體輸送設(shè)備的控制2、熱交換器的控制3、加熱爐的控制4、鍋爐設(shè)備的控制5、精餾塔的控制6、*化學(xué)反應(yīng)器的控制教學(xué)目的及要求（1）熟悉離心式泵和容積式泵的工作原理，工作特性，基

8、本控制方案；離心式壓縮機(jī)的防喘振控制方案。（2）了解熱交換器的類型，特性，基本控制方案。（3）熟悉加熱爐的控制方案。（4）熟悉鍋爐設(shè)備的特性，控制要求，基本控制方案。（5）了解精餾塔的精餾的基本原理，精餾操作中干擾分析，精餾塔的基本控制方案。（6）了解化學(xué)反應(yīng)器的的類型，反應(yīng)器的控制方案。五、與其他課程的關(guān)系1本課程必須在化工檢測(cè)技術(shù)及儀表后開設(shè)。2本課程在化工基礎(chǔ)后開設(shè)，教學(xué)效果較好。3本了課程要求學(xué)生有一定的工程數(shù)學(xué)知識(shí)。六、大綱說(shuō)明1. 本大綱適合高中、三職學(xué)校畢業(yè)生三年高職高專的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生。2課堂教學(xué)內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生的具體情況對(duì)*部分進(jìn)行選擇。3本課程是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，課堂教學(xué)注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。4課時(shí)分配表是一個(gè)典型的方案，教學(xué)過(guò)程中在保證達(dá)到教學(xué)的基本要求前提下，可以作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。七、參考教材和文獻(xiàn)（一）參考教材：1蔣慰孫主編,化工過(guò)程控制系統(tǒng)，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年。（二）參考書或參考文獻(xiàn)：1王驥程主編,化