《热工仪表及自动控制》课程教学大纲 姜长洪.doc

《热工仪表及自动控制》课程教学大纲　
主任
教教研室主任任
大纲执笔人人
畅玉亮
秦敏
畅玉亮
一、课程基本信息
课程编号：
课程名称：热工仪表及控制
学 时：48学时
实验学时：0学时
课程类别：专业课
课程性质：必修
先行课程：电工电子学、工程热力学、微机原理及应用、自动控制原理、锅炉原理
适用专业：热能与动力工程
责任单位：机械工程系
二、课程性质、目的与任务
本课程是热能工程专业的一门专业课程。自控技术在热力生产过程中起着极为重要的作用，作为热力设备运行技术管理人员，必须对热力设备及系统的运行、试验、调整和技术改造有良好的基础，具备热力过程自动控制方面的基本知识。
本课程全面介绍热力过程自动控制的基本知识，主要讲述自动控制基本概念和基本理论、控制仪表的使用操作、热力过程自控系统的组成、热力设备本身结构和运行特点与自动化之间的关系，特别是微机以及DCS在热工过程自动化中的应用。
三、课程教学内容
第一章 概论
基本内容和要求：
1 实现热力过程自动控制的必要性
自动控制的概念、实现自动控制的意义
2 热力过程自动控制发展概况
常规控制、计算机控制
教学重点：
1 了解自动控制系统的概念、明确实现自动控制的意义
2 了解自动控制的发展概况和发展趋势
l 3 了解锅炉、汽机、辅机控制系统
l 第二章 热工自动控制基本概念
l 基本内容和要求：
l 1 热工自动控制系统组成及常用术语
l 人工控制和自动控制、自控系统的组成、常用术语
l 2 热工自动控制系统的方框图
l 方框图的画法、自控系统的分类
l 3 过渡过程及其品质指标
l 系统的静态和动态、过渡过程基本形式、品质指标
l 教学重点：
l 1 理解自控系统组成、明确其工作过程、掌握常用术语
l     2 掌握系统方框图的画法、了解自控系统的分类
l     3 理解系统的静态和动态的概念、掌握过渡过程基本形式及品质指标
l 第三章 被控对象动态特性
l 基本内容和要求：
l     1 热工对象动态特性理论分析
l     2 热工对象动态特性实验测定
l     3 热工对象动态特性的特征参数
l 教学重点：
l 1 了解对象特性理论分析方法
l     2 明确实验测定手段
l     3 掌握特征参数的概念及其物理意义
l 第四章 热工测量和仪表
l 基本内容和要求：
l  1 测量与误差
l     2 温度测量和仪表
l     3 压力测量和仪表
l     4 流量测量和仪表
l   5 汽包水位测量和仪表
l     6 烟气分析和仪表
l 教学重点：
l 1 掌握测量与误差的概念、计算方法
l     2 掌握常用温度、压力、流量、汽包水位测量和仪表原理、使用与维护
l     3 掌握常用炉烟分析和仪表原理、使用与维护
l 第五章 热工控制仪表
l 基本内容和要求：
l    1 基本控制规律
l    2 调节器  模拟调节器、数字调节器控制规律、先进控制算法，DDZ-Ⅲ型调节器、数字调节器、组装式控制装置
l    3 执行器气动执行器、电动执行器
l 教学重点：
l 1 理解各控制规律的定义、掌握各控制规律的特点及应用场合
l     2 理解调节器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法
l     3 理解气动、电动执行器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法
l 第六章 常用自动控制系统分析
l 基本内容和要求：
l     1 单回路自控系统分析及整定
l     被控变量、操纵变量、控制规律的选择
l 教学重点：
l 1 理解单回路自控系统组成、掌握其工作过程及特点、分析及整定方法
l     2 理解串级控制系统组成及特点、掌握其分析及整定方法
l     3 理解前馈-反馈控制系统分析的组成、掌握其工作过程及特点
l     4 理解其它控制系统分析方法
l 第七章 热力过程自动控制系统分析
l 基本内容和要求：
l     1 汽包锅炉给水自动控制系统分析
l     动态特性分析、给水自控系统、全流程控制
l     2 过热汽温控制系统分析
l    动态特性分析、过热汽温自控系统、再热汽温控制系统
l     3 燃烧过程自动控制系统分析
l     动态特性分析、燃烧过程自动控制系统
l     4 直流锅炉、单元机组自动控制系统
l 教学重点：
l 1 掌握汽包锅炉给水自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的给水自控系统
l     2 掌握过热汽温控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的过热汽温自控系统、再热汽温控制系统
l     3 掌握燃烧过程自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的燃烧过程自动控制系统
l     4 了解直流锅炉、单元机组自动控制系统的组成及分析方法
l 第八章 计算机集散控制系统
l 基本内容和要求：
l     1 计算机控制基础
l     2 DCS系统概述 概述、DCS系统构成、DCS特点
l     3操作站 概要、硬件结构、功能、 技术规范
l     4 控制站、硬件结构、功能、
l 教学重点：
l 1 掌握计算机集散控制系统的组成、明确其意义
l     2 掌握操作员站、工程师站、控制站的硬件结构、明确其技术规范
三、课程教学的基本要求
该课程涉及学科较多，内容繁杂，要求做到面授与自学相结合，课内与课外相结合，平时与考试相结合。上课做好笔记，抓住重点。
考核方法：作业、实验、小测验，闭卷综合考试
四、课程学时分配
讲 课 内 容
学 时
1、概论
2
2、热工自动控制基本概念
4
3、被控对象动态特性
4
4、热工测量及仪表
10
5、热工控制仪表
4
6、简单热工过程控制系统
6
7、复杂热工过程控制系统
8
8、计算机控制系统
6
9、典型热工过程的控制
4

0
合 计
48
五、建议教材与教学参考书
l [1] 厉玉鸣主编，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，1999年
l [2] 热工测量和仪表 水电出版社
l [3] 电厂热工过程自动调节 水电出版社
l 教学参考书：
l 叶江琪 热工测量和控制仪表的安装 水力电力出版社
l 张亮明等 工业锅炉自动控制 中国建筑出版社
       孙秀权等 锅炉和工业炉窑计算机控制技术 国防工业出版社

5