《化工仪表及自动化》课程单元设计书.docx

《化工仪表及自动化》课程单元设计书
教学工程
工程一：绪论
学时
2
工作任务
任务1:相关定义，学科开展，及分类
培养目标
知识目标：
1 .了解化工自动化的开展状况、意义及目的
2 .熟悉各阶段化工仪表的作用能力目标：
L掌握化工仪表及自动化系统的分类
3 .明确学习化工仪表及自动化的实际意义素质目标：
1 .养成良好的职业道德，科学态度
2 ,能按照生产平安操作规程规范操作
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示学习内容：
1 .化工仪表及自动化定义
2 .化工仪表开展过程及分类
3 .自动化控制系统分类训练内容：
1、了解自动控制系统的组成
2、自动控制系统的分类
3、仪表及自动化学习的意义
教学方法
1、建议播放化工仪表开展视频
2、展示化工企业自动化控制系统
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程二：检测仪表基本知识
学时
2
工作任务
任务1：误差
任务2：品质指标
任务3：信号种类、检测仪表分类及测量方法
培养目标
知识目标：
L了解检测系统的信号类型、传递形式；
2.了解检测仪表的分类、测量方法分类能力目标：
1 .掌握测量误差的类型、表示方法；
2,掌握仪表的品质指标，能根据相关数据确定仪表的精度素质目标：
1 .养成良好严谨的治学态度，会根据化工工艺参数正确选择检测仪表；
2 .能根据有关数据计算并校验化工检测仪表。
教学内容
教学载体：多媒体展不，实物展不学习内容：
1 .误差的产生及分类、表示方法
2 .评价化工仪表好坏的品质指标
3 .检测系统中信号的传递形式
4 .检测仪表与测量方法的分类训练内容：
1、测量中误差的计算；
2、由最大绝对误差及仪表的量程确定仪表的精度；
3、检测工具的分类及使用场所

1、检测方法的分类及优缺点
教学方法
1、播放化工仪表开展视频
2、展示化工企业自动化控制系统 对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程三：压力检测
学时
4
工作任务
任务1：压力单位及测压仪表任务2：弹性式压力计
任务3：电气式压力计。任务4：智能式变送器
任务5：压力计的选用及安装
培加目标
知识目标：
L了解压力的检测原理，压力的单位及表示方法；
2.熟悉压力检测过程中物理量的转变。能力目标：
1,掌握压力检测仪表的分类
2.会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的压力表素质目标：
1 .养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2 .能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，相关仪表展示学习内容：
1、压力单位及换算、压力表示方法常用的压力测量仪表
2、弹性式压力计的类型，弹性式压力计的工作原理能参数
3、电气式压力计的的概念，测压原理.、构造
4、智能式变送器的特点、结构原理，手持通信器的功能
5、压力计的选用步骤及考前须知，压力计的安装训练内容：
1 .表压及真空度的计算
2 .弹性式压力计的构造及功能
3 .根据压力的大小确定压力计量程
教学方法
1、压力检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的开展而开展的；
2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程四：流量检测
学时
4
工作任务
任务1：流量的表示方法及流量计的分类任务2：差压式流量计
任务3：转子流量计任务4：漩涡流量计任务5：质量流量计
培养目标
知识目标：
1、了解流量的检测原理，流量的单位及表示方法；
2、熟悉流量检测过程中物理量的转变。能力目标：
1、掌握流量检测仪表的分类
2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的流量仪表素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容：
1、流量的单位及换算、流量表示方法及常用的流量测量仪表
2、节流现象及节流原理，差压变送器的工作原理，差压式流量计的测量原理。
3、转子流量计的工作原理，电远传式转子流量计构造及原理
4、漩涡流量计的工作原理

5、质量流量计的种类及工作原理
6、其它各种流量计构造及工作原理训练内容：
L根据流量的基本方程式分析差压式流量计检测时与哪些因素有关；
2 .节流元件与精度关系；
3 .质量流量计的工作原理及方式。
教学方法
1、流量检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的开展而开展的；
2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程五：物位测量
学时
4
工作任务
任务1：物位检测的意义及主要类型任务2：差压式液位计 任务3：其他液位计
培养目标
知识目标：
1、了解物位的检测原理，物位检测的重要性；
2、熟悉流量检测过程中物理量的转变。能力目标：
1、掌握物位检测仪表的分类
2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的物位仪表素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容：
1、物位检测的意义及物位仪表的分类
2、差压式液位计工作原理，零点迁移的概念及原理。
3、其他液位计的工作原理、构造训练内容：
L物位检测仪表的检测原理；
2 .零点迁移的判断及迁移量的计算；
3 .其他物位计的工作原理及优缺点。
教学方法
1、物位检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的开展而开展的；
2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程六：温度检测
学时
4
工作任务
任务1：概述
任务2：热电偶温度计任务3：热电阻温度计任务4：温度变送器
士口加目标
知识目标：
1、了解温度的检测原理，温度检测的重要性；
2、熟悉温度检测过程中物理量的转变。能力目标：
1、掌握温度检测仪表的分类
2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的温度仪表素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容：
1、温度测量仪表的分类及工作原理；
2、热电偶的构造及测温原理，热电偶的使用及注意的问题；
3、热电阻的测温原理及常用热电阻；

4、各种温度变送器的工作原理训练内容：
L温度检测仪表的检测原理；
2 .热电偶热电势的计算及补偿；
3 .热电偶分度表及热电阻分度表的使用。
教学方法
1、温度检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的开展而开展的；
2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程七：显示仪表
学时
4
工作任务
任务1：模拟式显示仪表任务2：数字式显示仪表任务3：新型显示仪表
培养目标
知识目标：
1、了解显示仪表的工作原理；
2、熟悉模拟式显示仪表的构造及适用范围。能力目标：
1、掌握显示仪表的分类
2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的显示仪表素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，相关仪表展示学习内容：
1、自动平衡电子电位差计的工作原理、构造、各电阻的作用；电子自动平衡电桥的 工作原理、构造，了解两者的异同；
2、数字式显示仪表的基本组成、工作原理及特点；
3、无纸记录仪、虚拟显示仪表工作原理、构造；训练内容：
1 .显示仪表的工作原理；
2 .各种显示仪表的优缺点及显示方式；
3 .新型显示仪表的优势及开展趋势。
教学方法
1、显示仪表也是随着社会的进步和科学技术的开展而开展的；
2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程八自动控制系统概述
学时
4
工作任务
任务1：自动控制系统的组成任务2：自动控制系统方块图任务3：过渡过程和品质 指标
培养目标
知识目标：
1、了解方块图的概念及画法；
2、了解静态与动态。能力目标：
1、掌握化工自动化的定义，掌握自动控制系统组成及各局部作用
2、掌握信号和变量的概念、反响的概念，掌握自动控制系统的分类。
3、掌握过渡过程及基本形式素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，展不简单的自动控制系统学习内容：
1、化工自动化的定义，自动控制系统组成及各局部作用；
2、信号和变量的概念、反响的概念，方块图的概念及画法，自动控制系统的分类；
3、静态与动态，过渡过程及基本形式训练内容：

L自动控制系统的静态与动态特点； 2.信号流和物料流、能量流的区分； 3 .自动控制系统品质指标的计算。
教学方法
1、自动控制系统随着社会的进步和科学技术的开展而逐步完善的；
2、自动控制系统是如何取代手工控制的；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程九：对象特性和建模
学时
4
工作任务
任务1：数学模型及描述方法任务2：机理建模 任务3：实测建模
培养目标
知识目标：
1、了解数学知识解决实际问题的方法；
2、了解实测建模过程。能力目标：
1、掌握数学模型的概念、主要形式
2、掌握机理建模的方法，描述对象特性的参数，掌握描述对象特性的参数及其用 途；
3、掌握描述对象特性参数的含义。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，实例讲解学习内容：
1、数学模型的概念、主要形式；
2、机理建模的方法，描述对象特性的参数，描述对象特性的参数及其用途；
3、实测建模过程训练内容：
1 .机理建模中的三种对象的微分方程的建立与求解；
2 .描述对象特性参数的图像及含义。
教学方法
1、要根据被控对象的特性制定合适的控制方案；
2、重点掌握数学模型的概念；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十：基本控制规律
学时
4
工作任务
任务1：位式控制任务2：比例控制任务3：积分控制任务4：微分控制
培养目标
知识目标：
1、了解自动控制系统中最基本的控制规律，了解位式控制的分类及控制原理；
2、了解比例控制规律及特点，了解比例度及其对控制过程的影响。能力目标：
1、掌握积分控制规律及其特点；
2、掌握微分控制规律及其特点。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会用本节学到的相关知识解决化工生产中的实际问题。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，实例讲解学习内容：
1、自动控制系统中最基本的控制规律，位式控制的分类及控制原理；
2、比例控制规律及特点，比例度及其对控制过程的影响；
3、积分控制规律及其特点；
4、微分控制规律及其特点训练内容：
1 .各种控制规律的特点及对控制过程的影响；

2 .实际控制方案确实定原那么。
教学方法
1、控制规律随着社会的进步和科学技术的开展而逐步被发现的；
2、如何根据实际需要选择合适的控制规律，从而制定合理的控制方案；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十一：自动控制仪表
学时
4
工作任务
任务1：控制仪表的作用及分类任务2：模拟式控制仪表 任务3：数字式控制仪表
培养目标
知识目标：
1、了解DDZ-III型电动调节器的特点、工作原理；
2、了解可编程调节器的基本构造及原理。能力目标：
1、掌握控制仪表的分类及其特点，掌握控制仪表的结构形式、信号形式；
2、掌握模拟式控制仪表的基本结构；
3、掌握可编程调节器的主要特点。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，实例讲解学习内容：
1、控制仪表的分类及其特点，控制仪表的结构形式、信号形式；
2、模拟式控制仪表的基本结构，DDZ.m型电动调节器的特点、工作原理；
3、可编程调节器的主要特点，可编程调节器的基本构造及原理训练内容： L机理建模中的三种对象的微分方程的建立与求解；
2 .描述对象特性参数的图像及含义。
教学方法
1、详细讲解各种自动控制仪表的工作原理及适用场合；
2、重点掌握模拟式控制仪表的结构；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十二：执行器
学时
4
工作任务
任务1：气动执行器
任务2：阀门定位器与电-气转换器任务3：电动执行器
培养目标
知识目标：
1、了解气动执行器的结构与分类及作用方式；
2、了解电一气转化换器及电一气阀门定位器的结构；
3、了解电动执行器的结构及作用方式。能力目标：
1、掌握气动执行器的作用方式及其流量特性
2、掌握电一气转化换器及电一气阀门定位器的作用方式及其流量特性；
3、掌握电动执行器的作用方式及其流量特性。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展小，实例讲解，虚拟仪表演小学习内容：
1、气动执行器的作用、组成及分类，控制阀的安装及维护；
2、气动阀门定位器、电-气阀门定位器、电-气转换器的工作原理；
3、电动执行器的特点、作用。训练内容：
1 .控制阀的安装；
2 .控制阀的维护。
教学方法
1、详细讲解各种控制阀的工作原理及适用场合；
2、重点掌握电动控制器的结构与工作原理；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十三：简单控制系统
学时
4
工作任务
任务1：简单控制系统的结构与组成任务2：简单控制系统的设计 任务3：控制器参数的工程整定
培养目标
知识目标：
1、了解简单控制系统的结构与组成；
2、熟悉简单控制系统的设计；
3、了解调节系统的投运及操作中常见问题。能力目标：
1、掌握简单控制系统的结构与组成；
2、掌握调节器调节规律的选择；
3、掌握控制器参数的工程整定。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内 容：
1、简单控制系统的结构与组成；
2、简单控制系统的设计；
3、调节系统的投运及操作中常见问题；
4、调节器调节规律的选择，控制器参数的工程整定。训练内容：
1 .简单控制系统的设计；
2 ,控制器参数的工程整定。
教学方法
1、被控变量与操纵变量的选择；
2、控制器控制规律的选择及参数整定；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十四：复杂控制系统
学时
4
工作任务
任务1：串级控制系统任务2：均匀控制系统任务3：比值控制系统
任务4：前馈控制系统和选择控制系统任务5：分程控制系统和多冲量控制系统
土口升目标
知识目标：
1、了解串级控制系统的特点及应用；了解均匀控制系统的特点；了解比值控制系统 的特点；
2、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；了解分程控制系统 和多冲量控制系统的特点。
能力目标：
1、掌握串级控制系统主副控制器正反作用的选择；掌握均匀控制系统的特点、控制 方案及应用；
2、掌握比值控制系统的特点、控制方案及应用；掌握选择性控制系统积分饱和及其 防止；
3、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。素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，实例讲解，复杂控制系统仿真演示学习内容：

1、串级控制系统主副控制器正反作用的选择；
2、均匀控制系统的特点、控制方案及应用；
3、比值控制系统的特点、控制方案及应用；
4、选择性控制系统积分饱和及其防止；
5、分程控制系统和多冲量控制系统的特点、控制方案及应用。训练内容：
1 .各种控制系统的投运；
2 .各种控制系统参数的整定；
3 .控制规律的正确选择。
教学方法
1、各种控制系统的运用规律；
2、各种控制系统的参数整定与投运；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十五：高级控制系统
学时
4
工作任务
任务1：自适应控制系统任务2：预测控制系统任务3：智能控制系统任务4：神经 元网络控制任务5：模糊控制系统任务6：最优控制系统
土口加目标
知识目标：
1、了解高级控制系统的主要特征；了解〃不确定性〃；了解自适应控制系统的类型及 特点、控制原理；
2、了解预测控制系统的概念、特点、原理、方块图；
3、了解专家系统的一般结构；
4、了解神经元网络控制的形式、控制原理
5、了解模糊控制方块图及构成，了解最优控制的分类、设计思路能力目标：
1、掌握模糊控制系统的概念；素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展不，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内
容：
1、高级控制系统的主要特征；〃不确定性〃；自适应控制系统的类型及特点、控制原 理；
2、预测控制系统的概念、特点、原理、方块图；
3、专家系统的一般结构；
4、经元网络控制的形式、控制原理；
5、模糊控制方块图及构成，最优控制的分类、设计思路。训练内容：
1 .各种控制系统的主要特征及控制原理；
2 .各种控制系统的仿真实训。
教学方法
1、各种控制系统的特点及控制原理；
2、各种控制系统的的设计思路；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十六：计算机控制系统
学时
4
工作任务
任务1：计算机控制概述任务2：集散控制系统概述
任务3： CENTUM-CS集散控制系统任务4：现场总线控制系统
士口升目标
知识目标：
1、了解计算机控制的概念、特点、类型；了解计算机控制系统的开展；

2、了解集散控制系统的基本构成、特点；
3、了解CENTUM-CS的构成及各局部的功用、基本操作方法
4、了解现场总线系统的产生、特征、国际标准化。能力目标：
1、集散控制系统的基本操作素质目标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内 容：
1、计算机控制的概念、特点、类型；计算机控制系统的开展；
2、集散控制系统的基本构成、特点；
3、CENTUM-CS的构成及各局部的功用、基本操作方法；
4、现场总线系统的产生、特征、国际标准化。训练内容：
1 .计算机控制系统的特点及基本操作；
2 .现场总线控制系统的特点及操作。
教学方法
1、计算机控制系统的应用；
2、现场总线控制系统的特点及操作；
3、对学生进行科学开展观教育。
教学工程
工程十七：典型化工单元的控制方案学时4
工作任务
任务1：流体输送设备的控制方案任务2：传热设备的自动控制
任务3：精储塔的自动控制
任务4：化学反响器的自动控制
培养目标
知识目标：
1、了解流体输送设备的控制方案；了解并掌握传热设备的自动控制；
2、了解并掌握精微塔的自动控制；了解并掌握化学反响器的自动控制能力目标：
1、掌握离心泵、离心式压缩机的防喘控制；掌握冷却剂进行汽化的冷却器自动控 制；
2、掌握精储塔的温差控制及双温差控制；掌握釜式反响器的温度自动控制素质目 标：
1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；
2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中。
教学内容
教学载体：课堂教学，多媒体展示，实例讲解，典型化工单元自动控制仿真演示 学习内容：
1、流体输送设备的控制方案；传热设备的自动控制；
2、精储塔的自动控制；化学反响器的自动控制；
3、离心泵、离心式压缩机的防喘控制；冷却剂进行汽化的冷却器自动控制；
4、精镭塔的温差控制及双温差控制；釜式反响器的温度自动控制。训练内容：
L典型的化工单元的控制方案设计；
2 .典型的化工单元自动控制的实施。
教学方法
1、典型的化工单元控制方案的制定；
2、化工单元中流量、温度、压力、液位的自动控制；
3、对学生进行科学开展观教育。