化工仪表及自动化课程课程标准.doc

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《化工仪表及自动化课程课程标准》
课程名称：化工仪表及自动化    学时数：64 学分：4
一、课程性质和任务
（一）课程的性质
本课程是制浆造纸专业的一门专业必修课程。
（二）课程标准的设计思路
本课程采用了综合化、模块化的设计方法，每个模块均采用了理论实践一体化的思路，力求体现“做中学”、“学中做"的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力;本课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意,利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。
以制浆造纸厂为主，选择典型的仪表配置和控制方案。通过学习该课程,了解制浆造纸厂生产过程常用的仪表的种类、结构和性能，掌握仪表流程图的绘制和仪表的配置，能为制浆造纸厂以及相关的行业进行生产过程的自动化控制构思和开发自动调节的方案。
（三)课程任务
本课程介绍常用化工仪表的基本常识、自动控制中基本规律和控制方法。主要内容有:仪表的种类、控制方法、自控方案的制定等。通过本课程的学习，使学生能够了解化工自动化的基础知识，初步掌握它们在化工中的基本应用，培养学生工程实践能力和创新能力，拓宽知识面.
二、课程目标
以职业能力培养为核心，确定课程的教学目标，注重对学生理论知识、职业技能、职业素质的培养，培养既懂制浆造纸专业理论知识,又具备操作技能骨干技术人员。
（一）在理论知识方面
1、了解化工自动化的主要内容。
2、牚握自动调节系统的组成及自动调节系统方块图及其分类。
3、掌握自动调节系统的过渡过程及品质指标。
4、了解化工对象的特点及其描述方法，掌握描述对象特性的参数.
5、掌握测量各种参数仪表的性能和原理,如：压力测量及变送，流量的测量及变送，液位的测量及变送,温度检测仪表及选用。
6、了解自动电子电位差计和自动电子平衡电桥的作用原理。
7、理解自动控制仪表基本控制规律及其对系统过渡过程的影响。
8、掌握气动执行器、电动执行器、电—气转换器及电-气阀门定位器的作用方式及其流量特性.
9、掌握简单控制系统的设计原则及调节规律的选择原则和参数的整定方法。
10、理解并掌握各种复杂控制系统的特点及应用，如:串级控制系统,比值控制系统,分程控制系统，选择控制系统,前馈控制系统.
11、掌握典型化工操作的控制方案，如流体输送设备的控制方案，传热设备的控制方案，锅炉设备的控制方案,化学反应器设备的控制方案,精馏塔设备的控制方案。
(二)在职业技能方面
1.掌握常用工业过程控制系统的组成原理与性能特点,熟悉其适用场合。理解被控参数、调节参数对系统性能的影响,掌握被控参数与调节参数的合理确定方法。
2。掌握常用过程检测仪表的结构与测量原理；理解各种PID控制规律对系统的作用,并掌握其使用方法。
3。掌握各种化工测量仪表的原理，结构，功能，进而会选用仪表。 4。掌握自动控制系统的基本知识，包括系统的组成，控制规律，对象2011—4—7特性，简单控制系统及复杂控制系统。能读懂简单自控方案图纸。
5.掌握实现自动控制系统的控制仪表及装置的原理、结构、功能及如何选用。
6。了解自控技术的新发展及新型的检测和控制装置。
（三）在职业素质方面
学生通过该课程的学习，对自动化系统及仪表在生产过程中的应用有正确的认识，为今后从事工艺生产操作，提高生产操作水平打下一定的基础。 当学生毕业后成为工艺专业技术操作人员时,能在生产控制、管理和调度中，能正确地选用和使用常见的测量仪表和控制装置，面对大量先进的自动化生产成套设备及装置，能在生产开、停车过程中了解自控系统的投运方法和参数整定，并对生产过程自动化及仪表的现状和发展有所认识，以促进生产操作水平的提高。并了解制浆造纸厂常用的仪器的特性及使用性能，了解制浆造纸厂各工段常用的自动化仪表的应用及控制方案，分析说明制浆造纸生产过程中各种变量的检测和控制的依据，熟练掌握仪表代号，会看仪表图纸。
三、以工作任务为核心的课程结构
根据制浆造纸专业的培养目标对课程教学内容进行解构和重构，各部分知识内容要求及能力内容要求如下表所示。
项目

学习任务
知识目标
能力目标
理论
学时
实训学时
总学时
项目一
绪论
化工自动化的发展状况、意义及目的
了解化工自动化的发展状况、意义及目的
掌握化工仪表及自动化系统的分类
2

2
项目二
自动控制系统的基本概念

任务一
化工自动化的主要内容
了解化工自动化的主要内容
掌握化工自动化的主要内容
2

2
任务二
自动控制系统的组成及方块图及其分类
熟悉自动控制系统的组成，自动调节系统方块图及其分类
掌握自动控制系统的组成及方块图的表示法
2

2
任务三
自动控制系统的过渡过程和品质指标
了解自动控制系统的过渡过程和品质指标
掌握自动控制系统的过渡过程和品质指标
2

2
项目三
过程我及其数字模型
任务一
化工过程的特点及其描述方法
了解化工过程的特点及其描述方法
掌握化工过程的特点及其描述方法
2

2
任务二
对象数学模型的建立及参数
了解描述对象特性的参数
掌握描述对象特性的参数
2

2
项目四
检测仪表与传感器
任务一
概述
了解测量过程与测量误差,仪表的性能指标及分类
掌握测量误差
2

2
任务二
压力检测及仪表
了解压力测量及变送
掌握压力检测仪表的性能和工作原理
2

2
任务三
流量检测及仪表
了解流量的测量及变送
掌握流量检测仪表的性能和工作原理
2

2
任务四
物位检测及仪表
了解物位的测量及变送
掌握差压式液位变送器的性能和工作原理
2

2
任务五
温度检测及仪表
了解温度检测仪表及选用
掌握热电偶温度计的性能和工作原理
2

2
项目五
显示仪表
任务一
模拟式显示仪表
了解自动电子电位差计的作用原理及自动电子平衡桥的作用原理
掌握自动电子电位差计的测量桥路
2

2
任务二
数字式显示仪表
了解数字式显示仪表的特点及分类
掌握数字式显示仪表的基本组成
2

2
项目六
自动控制仪表
任务一基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
了解基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
掌握双位控制、比例控制、积分控制、微分控制
2

2
任务二模拟式控制器
了解基本构成原理及部件
掌握DDZ型电动控制器
2

2
任务三数字式控制器及可编程序控制器
了解数字式控制器的主要特点和可编程序控制器的基本组成
掌握数字式控制器的基本构成和可编程序的编程语言
2

2
项目七
执行器
任务一
气动执行器
了解气动执行器的结构与分类及作用方式
掌握气动执行器的作用方式及其流量特性
2

2
任务二
电动执行器
了解电动执行器的结构及作用方式
掌握电动执行器的作用方式及其流量特性
2

2
任务三
电－气转化换器及电－气阀门定位器
了解电－气转化换器及电－气阀门定位器的结构
掌握电－气转化换器及电－气阀门定位器的作用方式及其流量特性
2

2
项目八
简单控制系统
任务一
简单控制系统的结构与组成
了解简单控制系统的结构与组成
掌握简单控制系统的结构与组成
2

2
任务二
简单控制系统的设计
熟悉简单控制系统的设计
掌握调节器调节规律的选择
2

2
任务三
控制器参数的工程整定
了解调节系统的投运及操作中常见问题。
掌握控制器参数的工程整定
2

2
项目九
复杂控制系统
任务一
串级控制系统
了解串级控制系统的特点及应用
掌握串级控制系统主副控制器正反作用的选择
2

2
任务二
均匀控制系统
了解均匀控制系统的特点
掌握均匀控制系统的特点、控制方案及应用
2

2
任务三
比值控制系统
了解比值控制系统的特点
掌握比值控制系统的特点、控制方案及应用
2

2
任务四
前馈控制系统和选择控制系统
了解前馈控制系统和选择控制系统的特点、控制方案及应用
掌握选择性控制系统积分饱和及其防止
2

2
任务五
分程控制系统和多冲量控制系统
了解分程控制系统和多冲量控制系统的特点
掌握分程控制系统和多冲量控制系统的特点、控制方案及应用
2

2
项目十
典型化工单元的控制方案
任务一
流体输送设备的控制方案
了解流体输送设备的控制方案
掌握离心泵、离心式压缩机的防喘控制
2

2
任务二
传热设备的自动控制
了解并掌握传热设备的自动控制
掌握冷却剂进行汽化的冷却器自动控制
2

2
任务三
精馏塔的自动控制
了解并掌握精馏塔的自动控制
掌握精馏塔的温差控制及双温差控制
2

2
任务四
化学反应器的自动控制
了解并掌握化学反应器的自动控制
掌握釜式反应器的温度自动控制
2

2
任务五
生化过程的控制
简单了解生化过程的控制
无
2

2
合计

64

64
四、实施建议
(一）教学建议
1、课程组织形式
在教学过程中，对于不同的教学内容，按递进关系和难度级别,以确保本课程教学目标的实现.本课程从应用的角度出发，基于过程过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则，以项目为向导，以典型工作任务为主，设立课程教学项目，通过教师指导学生展开自立学习完成工作任务或项目，驱动对象,实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业岗位能力。
2、教学方法
《化工仪表及自动化》课程的学习,以教师讲授为主，采用多媒休教学，教学中灵活运用启发式、问题式、讨论式教学，增强教学互动，调动学生学习的主动性和积极性.逐步提高他们发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。
（二）教材编写
1．根据专业人才培养方案的总体设计思想及本课程的教学目标要求选用合适的理论实践一体化课程教材.
2．根据高职高校教学特点及专业人才培养方案和本课程标准，开发院本教材.教材开发的建议为：
(1）组织开发专业主干课程系列教材,以更好地实现专业人才培养目标；
（2）开发教材的主编和主审，须是直接参与人才培养方案和课程标准制订的骨干教师;
（3）教材结构和内容须符合人才培养方案和课程标准提出的要求,讲究“实在”、“实效”，编排时要符合五年制高职教学的特点和要求；
（4）选取的项目或课题应将企业的实际应用和学校的实际有机结合，由浅入深，由简到繁,循序渐进，符合学生的学习基础和认知规律的原则；
(5）教材编写应充分体现理论实践一体化教学的特点，理论知识和实践操作有机结合，内容的选择力求明确,可操作性强，便于贯彻“做中学、学中做”的理念;
（6）教材语言平实、图文并茂，便于学生自主学习.注重新技术、新知识、新方法的介绍，适度关注学生的可持续发展,为学有余力的学生留下进一步拓展知识能力的内容和空间.
教材:依据本课程教学标准要求，教材采用
《化工仪表及自动化》 主编:厉玉鸣 化学工业出版社 2009年9月出版
主要参考书：
1、化工过程控制工程  王骥程主编  化学工业出版社
2、化工自动化及仪表  杨丽明/张光新编著  化学工业出版社
3、过程自动化及仪表  俞金寿 主编 化学工业出版社
(三）教学评价
1、评教
在任课教师中定期展开互评与自评,以听课、说课、集体备课为途径，鼓励创新，注重典型，营造良好的学术教学范围.定期召开学生评教座谈会,了解学生对课程的要求、意见和建议，将学生的客观准确评价和学习效果纳入评价体系中，促进教学改革。
2、评学
开发试题库,出题原则倡导“根据原理分析实际，根据实际寻找原理.在考试内容上减少”死题，增加活题；在试题内容上分为两部分，：课上内容占70%，课外内容占30%(课程相关内容的讨论及课外作业）.以期末考试、期中考试、阶段性测试、平时作业及课堂提问等综合考核学生综合分析、推理、判断及自主学习的能力。
3、考核方法和成绩评定
闭卷考试。按百分制计分，总评成绩按平时成绩占30％,考试成绩占70%计算。其中平时成绩主要根据出勤情况和平时作业情况评定。
五、本课程的说明
前导课程：电工电子技术、化工原理
后续课程：制浆造纸毕业设计