过程控制教学设计
课程概述
过程控制是一门重要的工程控制学科，涉及到化工、石油、制药等工业生产领域。通过本课程的学习，学生将掌握过程控制的基础原理、方法和技术，能够运用所学知识解决工程生产中的实际问题。
课程目标
通过本课程的学习，学生应当达到以下目标：
1.掌握过程控制的基础原理和方法；
2.熟悉过程控制的常用技术和工具；
3.能够运用所学知识解决工程生产中的实际问题；
4.了解过程控制技术的最新发展和应用。
教学方法
本课程采用多种教学方法，包括教师讲授、案例分析、课堂讨论、实验演示等，以便学生全面掌握知识和技能。
其中，实验演示是本课程的重要内容之一。通过实验，学生可以深入了解过程
控制技术的实际应用，并提高实际操作能力。
教学内容设计
本课程的教学内容包括以下几个部分：
第一部分：过程控制基础
1.过程控制概述；
2.控制系统基础知识；
1
过程控制工程第四版教学设计 课程简介 本课程为过程控制工程相关专业的本科生课程，主要教授过程控制的基本理论、方法和应用技术。课程内容涵盖传感器、信号处理、过程建模、控制策略等方面，在实验室中进行多种控制实验，以培养学生的实践能力和创新能力。 授课目标 1.掌握过程控制中常用的量测量、信号处理和过程建模技术。 2.熟悉传统PID控制和现代控制技术。 3.能够分析、设计和调试简单的过程控制系统。 4.培养学生的实践能力和团队合作能力。 课程内容 第一章：过程控制简介 1.1 过程控制的定义和作用 1.2 过程控制系统的组成和功能 1.3 过程控制技 术的分类和应用 第二章：传感器与信号处理 2.1 传感器的原理和分类 2.2 传感器的选型和调试 2.3 信号处理的基本原理 和方法 第三章：过程建模 3.1 过程建模的概念和分类 3.2 线性和非线性过程建模方法 3.3 过程识别和 参数估计
第四章：传统PID控制 4.1 PID控制的概念和基本原理 4.2 PID控制器的设计和调试 4.3 自适应PID 控制和增量式PID控制 第五章：现代控制技术 5.1 非线性控制和自适应控制 5.2 最优控制和预测控制 5.3 模糊控制和神经 网络控制 第六章：过程控制系统实验 6.1 传感器和信号处理实验 6.2 过程建模实验 6.3 PID控制实验 6.4 现代控制技术实验 教学方式 1.课堂教学：通过多媒体展示、理论讲解和案例分析等方式进行。 2.实验教学：通过实验室教学，让学生亲身体验过程控制系统的设计和 调试。 3.课程论文：让学生选择一个过程控制应用进行调研和论文撰写，以提 高学生的研究和应用能力。 课程评价 1.平时表现：包括出勤率、作业、实验报告、课堂参与等。 2.期末考试：主要考察学生的理论知识掌握程度。 3.课程论文：对学生的研究和应用能力进行评价。 参考教材 1.《过程控制工程导论》第四版，刘洪海，机械工业出版社。 2.《过程控制工程技术手册》第三版，罗凯、钟淑敏，中国电力出版社。 3.《现代控制工程》第五版，小林展弘，机械工业出版社。
身边的过程与控制教案 一、教学目标 1.知识目标：使学生掌握过程与控制的基本概念和原理，理解身边各种过程的控制方式和方法。 2.能力目标：培养学生分析、评价和设计控制系统的能力，提高解决实际问题的能力。 3.情感、态度和价值观目标：培养学生对科学探究的兴趣，树立正确的科学态度，培养良好的团队合作精神。 二、教学重点和难点 1.教学重点：过程与控制的基本概念和原理，身边各种过程的控制方式和方法。 2.教学难点：如何将理论知识应用于实际问题中，如何根据实际需求设计控制系统。 三、教学过程 1.导入新课：通过展示一些日常生活中常见的控制过程，如空调的温度控制、洗衣机的洗涤过程等，引导学生思考这些过程背后的控制原理。 2.理论学习：介绍过程与控制的基本概念和原理，包括输入、输出、反馈、开环和闭环控制等。通过实例讲解，使学生深入理解这些概念。 3.案例分析：选取一些身边的典型案例，如汽车的速度控制、灯泡的亮度控制等，引导学生分析这些控制系统的组成和工作原理。 4.小组讨论：分组讨论身边的控制系统，如手机、电视等电子设备的控制方式，鼓励学生交流想法，合作解决问题。
5.课堂练习：选取具有代表性的题目进行课堂练习，巩固学生对理论知识的掌握，同时提高学生的应用能力。 6.总结与拓展：对本节课内容进行总结，强调重点和难点。同时，引导学生思考更多身边的控制系统，拓展学生的视野。 四、教学方法和手段 1.多媒体教学：利用PPT、视频等多媒体手段，生动形象地展示控制系统的实际应用和原理。 2.实例讲解：通过讲解实际案例，使学生更好地理解控制系统的设计和应用。 3.小组讨论：鼓励学生分组讨论，提高学生的合作学习和交流能力。 4.课堂互动：通过提问、讨论等方式，增强课堂互动，提高学生的学习积极性。 五、课堂练习、作业与评价方式 1.课堂练习：选取具有代表性的题目进行课堂练习，巩固学生对理论知识的掌握。 2.作业：布置相关题目作为课后作业，要求学生分析和设计简单的控制系统。 3.评价方式：结合学生的课堂表现、练习和作业完成情况，对学生进行综合评价。同时，鼓励学生互评和自评，以更好地了解自己的学习状况。 六、辅助教学资源与工具 1.教学资源：PPT、视频、教材等教学资源。 2.实验工具：控制器、执行器、传感器等实验工具，以及相应的实验设备。 3.网络资源：提供相关的学习网站或参考资料，以便学生深入学习和了解相关内容。
《过程控制与自动化仪表》课程教案
教学 时间 教学内容注释5分钟回顾简单控制系统相关内容，进行复习提问。 80 分钟一、复杂控制系统的分类 复杂控制系统分为:串级控制、分程控制、均匀控制、比值控制、 前馈控制等。 二、串级控制系统 1．串级控制系统典型方块图 主变量——工艺最终要求控制的被控变量； 副变量——为稳定主变量而引入的辅助变量； 主对象——表征主变量的生产设备； 副对象——表征副变量的生产设备； 主控制器——按主变量与工艺设定值的偏差工作，其输出作为副控 制器的外设定值，在系统中起主导作用； 副控制器——按副变量与主控制器来的外设定值的偏差工作，其输 出直接操纵控制阀； 主测量变送器——对主变量进行测量及信号转换的变送器； 副测量变送器——对副变量进行测量及信号转换的变送器； 主回路——是指由主测量变送器，主、副控制器，执行器和主、副 对象构成的外回路，又叫主环或外环； 副回路——是指由副测量变送器、副控制器、执行器和副对象构成 的内回路，又称副环或内环。串级控制系统的组成方块图。 2．串级控制系统的特点 1）主回路为定值控制系统，而副回路是随动控制系统。 2）结构上是主、副控制器串联，主控制器的输出作为副控制器的 外设定，形成主、副两个回路，系统通过副控制器操纵执行器。 3）副回路对象时间常数小，动作迅速，但控制不一定精确，具有 先调、粗调、快调的特点；主回路对象时间常数大，动作滞后，但主控 （大屏幕投 影） 逐一解说串 级控制相关 知识，案例分 析让学生加 深印象。
制器能进一步消除副回路没有克服掉的干扰，具有后调、细调、慢调的特点。 4）抗扰动能力强，对进入副回路的扰动抑制力更强，控制精度高，控制滞后小。因此，它特别适用于温度对象等滞后大的场合。 3. 串级控制系统的控制方案设计 （1）副变量的选择串级控制系统中主变量和控制阀的选择与简单控制系统的被控变量与控制阀的选用原则相同。副变量的选择是设计串级控制系统的关键，在选择过程中应考虑以下原则： 1）副回路应包括尽可能多的扰动，尤其是主要的扰动。 2）尽量不要把纯滞后环节包含在副回路中，以提高副回路的快速抗干扰能力。 3）主、副对象的时间常数不能太接近。副对象的时间常数应小于主对象的时间常数，一般主、副对象的时间常数之比在3-10之间。 举例： （2）主副控制器控制规律的选择 为了高精度地稳定主变量。主控制器通常都选用比例积分控制规律，以实现主变量的无差控制。 副变量的给定值是随主控制器的输出变化而变化的。副控制器一般采用比例控制规律。 （3）主副控制器的正、反作用方式选择 1）串级控制系统中的副控制器作用方向的选择： 根据工艺安全等要求，选定执行器的气开、气关形式后，按照使副控制回路成为一个负反馈系统的原则来确定。 2）串级控制系统中主控制器作用方向的选择： 当主、副变量增加（减小）时，如果由工艺分析得出，为使主、副变量减小（增加），要求控制阀的动作方向是一致的时候，主控制器应
《过程控制与自动化仪表》 课程教案
一、相关知识 1. 自动控制定义 是指在没有人直接参与的情况下，利用外加设备或控制装置使生产 过程或被控对象中的某一物理屋或多个物理虽自动地按照期望的规律 运行或变化。这种外加的设备或控制装置就称为自动控制装置。 2. 过程控制定义 是指根据工业生产过程的特点，采用测虽仪表、执行机构和计算机 等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业 生产过程的自动化。 3. 发展过程 (1 ) 20世纪50年代，单输入单输出的单回路定值控制系统，多采 用基地式仪 表、气动组合仪表和气动仪表控制器来完成简单控制。 (2 ) 20世纪60年代，集中控制及直接数字控制。电动仪表开始使 用，并逐步 取代气动仪表，单元组合式仪表和组装式仪表。 (3 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 (4 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 4. 开环与闭环的概念 (1 )开环控制系统 开环控制是最简单的一种控制方式。它的特点是，仅有从输入到输 出的前向通路，而没有从输出到输入的反馈通路。 缺点：控制精度取决于组成系统的元件的精度，因此对元器件的要 求比较高。由 于输出屋不能反馈回来影响控制部分，所以输出虽受扰动 信号的影响比较大，系统抗干扰能力差。 案例分析： 教学 时间 教学内容 85 分钟 (大屏幕投 影) 讲解过程控 制的基本 概 (大屏幕投 影) 解说开环控 制 系统，举例 分析，让学生 加深印象
《过程控制与自动化仪表》 课程标准 招生对象：教学时数： 学历层次：课程代码： 修业年限：学分数： 适用专业：制订人： 一、课程概述 1.课程定位 “过程控制与自动化仪表”是电气自动化技术专业的核心课程，是针对电气自动化设备装配调试岗位的典型工作任务而设置的课程。通过本课程学习，使学生掌握过程控制基本知识和常用变送器、控制器、执行器的基本应用，熟悉常用生产过程自动化设备和典型过程控制系统，具有过程控制系统的集成、组装、调试、运行、维护、管理等职业能力。 本课程的前导课程有“电子技术”、“电机与电气控制”、“PLC控制技术”等，后续主要是“岗位综合实训”、“顶岗实习”等实践教学环节。 2.设计思路 (1)内容设计 根据电气设备装配调试员岗位中的仪表校准与参数调整、过程控制系统装配与调试等典型工作任务，选择来源于企业且涵盖温度、流量、压力、物位等参量控制的典型过程控制系统，结合行业标准，选取液位定值控制系统、温度定值控制系统等真实产品作为课程教学项目。遵循学生认知规律，按照由浅入深、由简单到复杂的原则，进行项目序化，将自动控制系统的建模、自动控制系统的分析及校正无缝融合到项目教学过程中。按控制系统建模、分析及校正、变送器类型与选择、执行器设计与选型、控制器方案设计与调试等系统调试与运行维护的工作过程，组织精选教学内容。 (2)教学设计 项目教学以教师为主导、学生为主体，采用“理论+实践”的方法组织实施。教学过程采用多媒体教学法、实践操作法等教学方法相结合，在课堂教学、仿真教学与实验操作教学等多种教学手段的配合下，经过理论考核、综合平时表现及实验考核对学生进行综合评价，以实现本课程教学。
过程控制工程第二版教学设计 一、课程简介 本门课程主要介绍过程控制工程的基础知识和理论体系，涵盖了过程控制的整 个生命周期，包括控制系统的设计、实施、维护和优化。同时，本门课程也将讲解如何利用各种工具和技术进行过程控制，如PID控制、先进控制、模型预测控制等。该课程涉及到的内容适用于化工、石油、电力等行业的过程控制领域。 二、课程目标 本门课程旨在帮助学生掌握以下知识和技能： 1.理解过程控制工程的基本概念、方法和流程； 2.掌握控制系统设计的基本原理和方法； 3.熟悉各种工具和技术在过程控制中的应用； 4.能够设计和实施控制系统，并进行生产过程的优化； 5.能够运用现代化的数据处理、模拟和仿真技术，进行过程控制系统的 优化和升级。 三、教学内容 本门课程的教学内容如下： 1.过程控制工程基础知识 –控制工程的基本概念和原理 –控制系统的组成和分类 –控制系统的稳定性和性能指标 –控制系统的建模和仿真 2.控制系统设计方法
–传统PID控制技术 –先进控制技术 –模型预测控制技术 –多变量控制技术 3.控制系统实施和维护 –控制系统的硬件平台和软件实现 –控制系统的调试和优化 –控制系统的故障分析和诊断 4.控制系统的优化和升级 –优化控制技术 –控制系统的升级与维护 –过程控制的自动化和智能化 四、教学方法 本门课程将采用多种教学方法，包括： 1.课堂讲授。通过讲解理论知识，帮助学生建立起对过程控制工程的整 体认识。 2.实验教学。通过实验，帮助学生掌握各种控制技术的应用。 3.课程设计。通过课程设计，帮助学生将理论知识应用到实际工作中去。 4.讨论互动。通过讨论互动，帮助学生深入理解过程控制工程的各个环 节。 五、教学评估 本门课程将采用多种教学评估方法，包括： 1.期末考试。主要测试学生对过程控制工程基础知识的掌握情况。 2.实验报告。通过实验报告，测试学生对各种控制技术的应用情况。
过程与控制信息科技教学设计 一、引言 信息科技已经成为现代教育中不可或缺的一部分，它能够为学生提供更加丰富多样的学习资源和互动方式。然而，仅仅依靠信息科技本身并不能确保有效的教学效果，教师需要在教学设计中融入过程与控制的理念，以提升教学质量。 二、过程与控制在信息科技教学中的作用 过程与控制是指对学习过程进行有效管理和控制，以确保学习目标达成的一种教学方法。在信息科技教学中，过程与控制可以发挥以下作用： 1.引导学生的学习过程：通过合理的教学设计和引导，教师可以引导学生按照一定的学习过程进行学习。例如，在编程教学中，教师可以引导学生先学习基础语法，然后逐步引导他们完成更加复杂的编程任务。 2.调整学习过程：过程与控制可以帮助教师根据学生的学习情况及时调整教学策略和教学内容。例如，在学习过程中，教师可以通过信息技术工具分析学生的学习表现，了解他们的掌握情况，然后针对性地调整教学内容和方法。 3.监控学习过程：过程与控制可以帮助教师及时了解学生的学习进
展和困难，并进行及时干预。例如，在在线学习平台中，教师可以通过学习数据分析工具监控学生的学习行为和表现，发现学生的学习困难，并及时给予帮助和指导。 三、过程与控制信息科技教学设计的原则 在进行过程与控制信息科技教学设计时，应遵循以下原则： 1.明确学习目标：在设计教学过程时，教师应明确学习目标，确保学生在学习过程中能够明确自己的学习目标，并逐步实现这些目标。 2.分阶段设计：根据学生的学习情况和学习目标，将整个学习过程划分为不同的阶段，并为每个阶段设计相应的学习任务和教学活动。 3.提供反馈和评价：在学习过程中，教师应及时给予学生反馈和评价，帮助他们了解自己的学习进展和不足之处，并提供相应的指导和支持。 4.个性化差异化教学：信息科技教学可以为学生提供个性化和差异化的学习资源和学习方式。教师应根据学生的不同需求和兴趣，为他们提供适合的学习资源和学习任务。 四、过程与控制信息科技教学设计的实施步骤 在实施过程与控制信息科技教学设计时，教师可以按照以下步骤进行：
过程控制实验教案王晓明 辽宁科技大学电信学院
前言 过程控制是自动化专业教学中一门重要的专业课。要完成这门课程的教学任务，就应进行必要的教学实验，以指导学生理论联系实际，在实验中加深对过程控制理论的理解。 过程控制课程的主要任务是： 1．通过实验进一步了解和掌握过程控制理论的基本概念，控制系统的分析方法和设计方法。 2. 学习和掌握系统控制回路的构成和测试技术。 3. 提高应用计算机的能力和水平，这也是应用本实验系统的特色之一。 为提高学生的实验技能，结合配套的工业控制组态软件不仅能进行验证性、研究型实验，又增加了综合性和设计性实验内容。目的是培养学生用理论知识和实验手段解决科学技术中实际问题的能力。实验过程中学生可自由组合单元，自主编制程序。充分发挥学生的主观能动性和创造性，为学生工程实践能力和科学研究能力的提高奠定了基础。
实验要求 1.实验预习：实验前必须认真预习实验指导书及其相关的理论知识，作好充分准备。对于设计性实验和综合性实验，学生必须在实验前拿出设计方案，以其达到预期的目标，写出预习报告。让指导老师检查合格的方可进行实验。 2.实验进行：学生进入实验室，要保持室内整洁安静。按照预习报告进行实验。实验中需要改接线的，应关掉电源后才能拆、接线。实验时应注意观察，若发现有异常现象，应立即关掉电源，保持现场并报告指导老师处理。 3.实验数据：实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果、数据、波形。所记录的实验结果经指导老师审阅后再拆除实验线路。 4.实验报告：要求学生独立完成实验报告，不许抄袭或请人代劳。报告内容包括实验目的、实验设备、实验内容、实验电路图、实验数据及仿真曲线、实验思考题等。要求文字书写整齐清洁。
自动化仪表与过程控制第四版教学设计 一、教学目标 自动化仪表与过程控制课程是电气工程及相关专业本科生必修课程之一。本课程的目标是培养学生掌握自动化仪表与过程控制相关技术与知识，提高其综合实践能力和解决工程问题的能力。具体目标如下： •掌握自动化控制及仪表系统组成、功能及应用。 •熟悉现代测量仪器与控制器的原理、参数设置及应用。 •能够分析并设计自动化控制系统电路及控制程序。 •了解自动化运动控制及应用。 二、教学内容 本课程的教学内容主要包括以下几个方面： 1. 自动化控制及仪表系统概述 这部分内容主要介绍自动化控制系统的概念、分类、组成和工作原理，以及仪表系统的分类、特点和应用。 2. 现代测量仪器与控制器技术 这部分内容主要介绍流量测量、压力测量、温度测量、湿度测量、电量测量等方面的测量仪器与控制器的原理、参数设置及应用。 3. 自动化控制系统设计 这部分内容主要介绍自动化控制系统的设计方法与技术，包括控制系统的模型建立、控制器的选型与参数设置、控制程序的编制与测试等内容。
4. 自动化运动控制 这部分内容主要介绍自动化运动控制的基本原理和应用，包括运动控制系统的组成结构、运动控制的方法及控制器的选型与参数设置等。 三、教学方法 本课程采用多种教学方法，包括： 1. 理论授课 在理论课中，教师将介绍课程内容，并让学生通过案例讨论、问题解决等方式掌握相关知识。 2. 实验教学 本课程的实验教学分为两部分：模拟实验和实物实验。模拟实验主要采用计算机仿真软件进行，实物实验包括电机控制、温度测量、流量测量等实验内容。 3. 上机练习 为了让学生更好地掌握和应用课程内容，本课程将安排一定数量的上机练习。 4. 课程设计 在课程设计中，学生将根据自己所学知识设计一个实际的自动化控制系统，并进行实现与测试。 四、教学评估 本课程的评估主要采用以下两种方式： 1. 考试评估 本课程将安排2次考试，分别为期中考试和期末考试。考试内容将涵盖理论知识及实验技能等方面内容。
1.1身边的过程与控制教案 一、教学目标 1. 让学生了解什么是过程与控制。 2. 让学生认识到身边的各种过程与控制的应用。 3. 培养学生的观察能力、分析能力和实践能力。 4. 培养学生的思维能力和创新能力。 5. 帮助学生理解科学与技术的关系，激发学生对科学的好奇心和探究欲望。 二、教学内容 1. 过程与控制的基本概念。 2. 身边的过程与控制的应用实例。 3. 过程与控制的发展趋势及其在日常生活中的应用。 三、教学重点与难点 重点：过程与控制的基本概念，身边的过程与控制的应用实例。 难点：过程与控制的发展趋势及其在日常生活中的应用。 四、教学方法 1. 讲授法：讲授有关过程与控制的基本概念和身边的应用实例。 2. 案例法：通过具体案例的分析，让学生了解过程与控制在日常生活中的应用。 3. 实践法：组织学生进行实践活动，让学生亲身体验过程与控制的魅力。 4. 讨论法：组织学生进行小组讨论，分享自己的理解和见解。 五、教学过程
1. 导入新课：通过引导学生观察身边的各种过程与控制的应用实例，激发学生的兴趣和好奇心。 2. 新课教学：讲解过程与控制的基本概念，身边的应用实例以及发展趋势。通过案例分析，让学生了解过程与控制在日常生活中的应用。 3. 实践活动：组织学生进行实践活动，如自己动手制作一个小型的控制系统，让学生亲身体验过程与控制的魅力。 4. 课堂讨论：组织学生进行小组讨论，分享自己的理解和见解，培养学生的思维能力和创新能力。 5. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调过程与控制在日常生活中的应用和重要性。 6. 布置作业：布置相关思考题和实践活动，让学生在课后进行思考和实践，加深对过程与控制的理解和应用能力。
第一章过程控制基本概念 教学要求：了解过程控制的发展概况及特点； 掌握过程控制系统各部分作用，系统的组成； 掌握管道及仪表流程图绘制方法，认识常见图形符号、文字代号； 学会绘制简单系统的管道及仪表流程图； 掌握控制系统的基本控制要求（稳定、快速、准确）； 掌握静态、动态及过渡过程概念； 掌握品质指标的定义，学会计算品质指标。 重点：自动控制系统的组成及各部分的功能； 负反馈概念； 控制系统的基本控制要求及质量指标。 难点：常用术语物理意义（操纵变量与扰动量区别）； 根据控制系统要求绘制方框图； 静态，过渡过程概念。 自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用，自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展，自动控制技术的应用日益广泛，其重要作用也越来越显著。 生产过程自动控制（简称过程控制）-------自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用，是自动化技术的重要组成部分。 §1.1 过程控制的发展概况及特点 一、过程控制的发展概况 在过程控制发展的历程中，生产过程的需求、控制理论的开拓和控制技术工具和手段的进展三者相互影响、相互促进，推动了过程控制不断的向前发展。纵观过程控制的发展历史，大致经历了以下几个阶段： 20世纪40年代： 手工操作状态，只有少量的检测仪表用于生产过程，操作人员主要根据观测到 的反映生产过程的关键参数，用人工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。 20世纪40年代末～50年代： 过程控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统 过程检测：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动Ⅰ型和电动Ⅰ型）； 部分生产过程实现了仪表化和局部自动化 控制理论：以反馈为中心的经典控制理论 20世纪60年代： 过程控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。
矿物加工过程检测与控制教学设计 课程背景 矿物加工过程是确定矿石品质、处理矿石成矿产品的重要环节。加工的每一步都直接影响着矿石的质量和成品率。因此，对于矿物加工过程的检测与控制至关重要。本课程的目的是为了教授学生如何在矿物加工过程中运用现代化技术控制产品质量和成品率。 学习目标 •理解矿石加工流程和实验方法 •掌握现代化技术在矿物加工过程中的应用 •培养学生动手实践的能力 •提高学生解决问题的能力 教学内容 前置知识 •矿物学基础知识 •物理化学基础知识 教学单元 本课程分为以下几个教学单元： 1.矿物加工流程介绍： –矿石开采 –破碎 –磨细 –分选
2.传统方法及现代化技术在矿物加工过程中的应用： –传统加工方法 –现代化加工方式 –自动化控制系统 3.矿石质量检测： –矿石品位检测 –矿石矿物组成检测 –矿石性质检测 4.矿石加工质量和成品率控制： –矿石加工过程控制 –产品质量检测 –成品率统计 实验 本课程将通过实验来巩固和拓展学生们的理论知识。通过实验将掌握现代化技术在矿物加工过程中的应用，以及如何运用现代化技术控制产品质量和成品率。 实验主要包括以下内容： 1.使用扫描电子显微镜观察矿石矿物组成 2.使用选矿实验分析矿石 3.使用计算机自动化控制系统进行矿石加工过程控制 教学方法 •授课 •实验 •讨论
•案例分析 •课堂演示 评估 学生将根据以下标准被评估： 1.作业-学生将需要撰写一份研究报告，详细分析一个矿石加工案例 2.课堂参与度 3.期末考试 参考资料 1.矿物加工技术导论 (第5版) 2.自动化与控制课程讲义 3.实验手册：矿物加工实验
过程控制系统及仪表第三版教学设计 一、课程概述 本课程是针对自动化专业学生设计的，旨在通过讲授过程控制系统及仪表的基本原理和应用技术，使学生掌握过程控制系统和仪表的基本概念、工作原理和应用方法，培养其在工业自动化领域的应用能力和实际操作能力。 二、教学目标 2.1 知识目标 1.掌握过程控制系统的基本原理和应用技术； 2.理解仪表的工作原理和使用方法； 3.分析过程控制系统在自动化工业中的应用。 2.2 能力目标 1.能够设计和构建简单的过程控制系统； 2.能够使用仪表对过程控制系统进行监测和控制； 3.能够维护和诊断过程控制系统中的故障。 2.3 情感目标 1.培养学生的工程实践能力； 2.提高学生的自主学习能力； 3.培养学生团队协作的意识和能力。
三、教学内容和教学方法 3.1 教学内容 1.过程控制系统的基本概念； 2.过程控制系统的硬件结构和软件结构； 3.过程控制系统的信号传输与处理； 4.仪表的基本原理和分类； 5.仪表在过程控制系统中的应用； 6.过程控制系统的维护和诊断。 3.2 教学方法 1.理论授课：讲授过程控制系统和仪表的基本原理和应用技 术； 2.实验教学：设计和构建简单的过程控制系统，并使用仪表 对其进行监测和控制； 3.课程设计：学生团队完成过程控制系统的设计和实现，并 撰写课程设计报告。 四、教学评价和考核方式 4.1 教学评价 1.课堂参与及作业完成情况，占总评价成绩的30%； 2.实验报告和课程设计报告，占总评价成绩的40%； 3.期末考试，占总评价成绩的30%。
4.2 考核方式 1.课堂评分及作业考核； 2.实验成果及课程设计报告评分； 3.期末笔试。 五、教学参考资料和平台 5.1 参考书 •《过程控制系统及仪表》（第三版），刘雷著； •《现代控制工程》（第三版），奥古斯特·贝库斯著； •《数字信号处理》（第四版），艾伦·维·奥泽著。 5.2 学习平台 •MATLAB及Simulink仿真平台； •PLC和DCS实验平台； •电子信息仿真实验室。 六、教学课时安排 章节内容教学课时第一章过程控制系统的基本概念 2 第二章过程控制系统的硬件结构和软件结构 4 第三章过程控制系统的信号传输与处理 6 第四章仪表的基本原理和分类 2 第五章仪表在过程控制系统中的应用 4
热工过程自动控制原理教学设计 1. 前言 随着社会的不断发展，科技的不断进步，自动化技术在各行各业的应用越来越 广泛。在热工领域中，也不例外。为了适应这种社会发展和技术进步，本文探讨了热工过程自动控制原理教学设计。本文将从以下几个方面进行探讨： •热工过程自动控制的概念及原理 •热工过程自动控制的应用场景 •热工过程自动控制原理的教学设计 2. 热工过程自动控制的概念及原理 2.1 热工过程自动控制的概念 热工过程自动控制是指通过控制系统来实现对热工过程参数的实时监控与调节，从而实现热工过程的自动化控制。要完成这项工作，需要采用传感器、执行器等关键的控制部件。 2.2 热工过程自动控制的原理 热工过程自动控制的原理基于控制系统基本原理，即控制器接收传感器测量得 到的物理量信息，然后根据预设控制策略调整执行器的运动，最终实现对热工过程参数的控制。 3. 热工过程自动控制的应用场景 热工过程自动控制的应用场景非常广泛，包括以下方面： •热力发电 •工业锅炉
•燃煤热电联产 •烟气脱硫 4. 热工过程自动控制原理的教学设计 4.1 教学目标 通过热工过程自动控制原理的教学，使学生了解热工过程自动控制的基本概念和实现原理，掌握其在实际生产中的应用场景，并能够运用所学知识分析和解决控制系统遇到的问题。 4.2 教学内容 •热工过程自动控制的概念及原理； •热工过程自动控制的应用场景； •热工过程自动控制系统的组成及其作用。 4.3 教学方法 •理论课讲解：在理论课讲解中，可以通过讲授基本原理来使学生了解控制系统的结构和运作方式。 •实验课实践：在实验课实践中，可以运用实际案例模拟控制系统的实际运作，使学生深入了解控制系统的组成和运作方式。 •学生讨论：学生可以通过课程的讨论、小组讨论等形式，一起探讨控制系统遇到的问题，分析问题原因，并寻找合适的解决方案。 4.4 教学评估 为了评估学生的学习成果，可以采用以下方式进行： •课堂测试：在课程的中间或末尾，根据学生所学的内容，设置相应的笔试或实际操作测试，来检验学生的掌握情况； •课程设计：在课程设计中，要求学生采用所学知识，设计一个热工过程自动控制系统，并在作品中注明设计理念，组成原理，实际应用场景等；
化工过程控制教学设计 前言 化工过程控制是化学工程专业中非常重要的一门基础课程，它涉及到化工生产 过程中的自动化控制、仪器设备、数据处理和监测等方面。由于化工生产过程的特殊性、复杂性和危险性，学生在学习过程中必须对其进行深入的理解和掌握。因此，本文将介绍一种基于问题驱动的化工过程控制教学设计，旨在帮助学生更好地理解和掌握该门课程。 设计理念 本设计利用问题驱动教学法，将学生放置于需面对问题的情境中，使学生在思 考问题并找到解决方法的过程中，深入理解和掌握该门课程的基本概念和知识点。同时，通过引导学生对涉及问题的多个方面进行探究，帮助他们形成为解决问题所必须的综合能力。 教学方法 案例学习 案例学习是本设计的主要教学方法之一。本设计将根据化工生产过程中的实际 案例，引导学生进行案例分析，并从中学习相关理论和知识。在案例的分析过程中，学生将学习到准确记录数据的重要性，以及如何分析数据来推断发生的问题。 讨论与演示 本设计还将利用讨论和演示来促进学生对课程的理解和掌握。这将包括老师和 学生之间的讨论，以及学生之间的合作解决问题。在实验室中，学生将进行实验，并将实验结果与所学知识进行比较。本设计的目的是帮助学生将理论知识与实际应用相结合，从而更好地理解和掌握。
实验工作 本设计将在实验室中进行一系列以化工过程控制为主题的实验。由于化工生产 过程的复杂性和危险性，学生需要了解实验的基本原则，注意安全问题，并精确地记录实验数据。实验的主要目的是巩固学生的理论知识，并在现实情况下应用所学内容。 教学内容 本设计中，化工过程控制的学习内容将围绕如下主题展开： 控制理论 本部分将重点介绍控制理论的基本概念，例如控制环节、反馈控制系统、开环 控制系统、闭环控制系统等。学生将学习到控制理论的基本概念，以及如何将其应用于化工生产过程中。 仪器设备 本部分将重点介绍仪器设备的应用，例如传感器、控制阀、寻路器、计算机等。学生将学习如何选择适当的仪器设备，并学习如何进行调节和校准。 安全管理 本部分将重点关注化工过程控制的安全管理。学生将学习化学和物理危险的识 别和评估以及如何处理突发情况。 实验内容 本设计将提供一系列化工过程控制实验，包括开环控制实验、闭环控制实验、PID控制实验和最优控制实验等。学生将通过实验参加实际操作，自己动手完成实 验目标并记录实验数据。通过本系列实验，学生将学会如何运用所学知识解决实 践中出现的问题。
过程控制工程第三版教学设计 一、教学目标 本课程旨在使学生掌握以下知识和技能： 1.掌握过程控制的基本概念。 2.理解过程控制系统的组成结构和控制策略。 3.掌握常见的过程控制系统的设计方法和优化技术。 4.能够使用现代过程控制软件工具进行过程控制系统建模、 仿真和分析。 5.熟悉常见的过程控制系统实现和调试技术。 6.培养学生团队合作和创新意识，提高解决实际问题的能力。 二、教学内容及课时安排 第一章概述 (2学时) 1.1 过程控制的基本概念 1.2 过程控制的历史发展 1.3 过程控制的应用领域和发展趋势 第二章过程控制系统组成及控制策略 (4学时) 2.1 过程控制系统的组成结构 2.2 反馈控制的基本概念
2.3 前馈控制的基本概念 2.4 比例-积分-微分（PID）控制器的设计原理和应用 第三章过程控制系统设计方法 (8学时) 3.1 控制系统设计的基本流程 3.2 过程控制系统建模和仿真方法 3.3 控制系统的稳态和动态响应分析 3.4 控制系统的稳定性分析和控制器调节方法 3.5 多输入多输出（MIMO）控制系统的设计和优化 3.6 基于模型预测控制（MPC）的过程控制系统设计和优化第四章过程控制系统实现及调试技术 (8学时) 4.1 过程控制系统的硬件和软件实现技术 4.2 控制系统的调试方法和技术 4.3 控制系统的在线监测和维护技术 第五章实验和项目设计 (8学时) 5.1 基础实验 5.2 综合实验 5.3 课程设计项目
三、教学方法 1.授课方式：讲授 + 实践 2.实践方式：仿真实验、实验和项目设计 3.手段：讲授、案例分析、互动探讨、实验实践和个人学习 四、教材及参考书目 1.《过程控制工程基础》（第二版），林仲彬，东南大学出 版社，2017年。 2.《过程控制工程设计》，M. Luyben，《Process Modeling, Simulation, and Control for Chemical Engineers》中文版，化学工业出版社，2011年。 3.《现代过程控制理论及应用——MATLAB/Simulink仿真》， 史志强，化学工业出版社，2013年。 4.参考书目：《自动控制原理》、《现代控制工程》、《控 制工程实用算法》、《过程控制系统的设计与调试》。 五、考核方式 1.平时成绩：听课笔记、参与互动课堂、作业完成情况等； 2.期末考核：闭卷笔试； 3.实验成绩：实验报告和成果。 六、教学设备 1.计算机实验室 2.仿真软件：MATLAB/Simulink、C/C++、Python等 3.控制器和传感器实物设备
过程控制系统第三版教学设计 课程背景 随着工业自动化的发展，过程控制系统作为一项重要的自动化技术应用越来越广泛。过程控制系统必须满足高效、稳定、可靠等要求。为了满足市场需求，本课程主要以让学生了解和掌握过程控制系统的基础原理和技术为主要目的。 课程目标 1.了解过程控制系统的基本原理和各个组件。 2.掌握过程控制系统的编程及配置技巧，并能实现控制系统 的应用。 3.能够熟练使用常见的过程控制软件，在实际工程中解决问 题。 4.掌握过程控制系统的维护、保养和故障排除的基本方法和 技巧。 课程安排 第 1 周 课程内容 1.过程控制系统的基本概念及分类。 2.过程控制系统的历史发展。 3.过程控制系统的组成部分及各部分的作用。
教学方法 1.授课形式：讲授知识点 2.教学方式：课堂讲授、互动交流 3.参考资料：step7参考手册 作业布置 1.阅读step7参考手册Chapter1及Chapter2，了解学习内 容并做好预备工作。 第 2 周 课程内容 1.过程控制系统硬件构成。 2.过程控制系统数字信号处理器原理及应用。 3.过程控制系统模拟信号的处理及电气、机械元件的应用。教学方法 1.授课形式：讲授知识点 2.教学方式：课堂讲授、互动交流 3.参考资料：过程控制系统原理与应用 作业布置 1.完成案例分析作业，对过程控制系统硬件构成进行归纳总 结，并写出报告。
课程内容 1.过程控制系统软件构成及结构。 2.过程控制系统中PLC程序的编写及组态软件的应用。 3.过程控制系统中HMI的应用及编程。 教学方法 1.授课形式：讲授知识点 2.教学方式：课堂讲授、互动交流 3.参考资料：PLC原理及组态软件教程 作业布置 1.实验操作：完成PLC组态、HMI编程实验，并将实验数据 整理成实验报告。 第 4 周 课程内容 1.过程控制自动化软件及应用。 2.模型库的建立、仿真及控制策略的设计。 3.过程控制系统的网络通信技术及应用。 教学方法 1.授课形式：讲授知识点 2.教学方式：课堂讲授、互动交流 3.参考资料：过程控制系统自动化软件及应用