控制仪表及装置教学设计

温度检测与控制实验系统设计

设 计 任 务

1、设计参数

被测温度1200。C，最大误差不超过±1。C

2、设计要求

（1） 被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC，功率2kW，用可控硅控制加热炉温度；

（2） 通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；

（3） 设备选型要有一定的理论计算；

（4） 用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；

（5） 列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等。

课程设计评语

设计报告成绩

（30%） 设计过程成绩

（30%） 答辩成绩

（40%） 总成绩

检测技术与控制仪表课程设计报告

题目名称：

专业 _______________________ 班级 _________________

姓名 _____________________ 学号_____________________

时间___________年_________月___________日

指导教师______________________

过程控制及仪表课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生理解过程控制的基本原理，掌握仪表的种类及其工作原理；

2. 使学生能够运用所学知识，分析实际工业生产过程中存在的问题，并设计合理的控制方案；

3. 培养学生对过程控制及仪表相关知识的综合运用能力。

技能目标：

1. 培养学生具备操作和调试常见仪表的能力；

2. 培养学生运用计算机及相关软件进行过程模拟和优化的能力；

3. 培养学生团队协作，沟通协调和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：

1. 培养学生对过程控制及仪表技术的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，提高学生的工程素养；

3. 增强学生的环保意识，使其在设计和实施过程控制方案时，充分考虑节能、环保等因素。

课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，强调知识的应用性和实践性。

学生特点：学生具备一定的物理、数学和工程基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：结合课程特点和学生实际，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力。在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容

1. 过程控制基本原理：包括过程控制的基本概念、分类、性能指标、控制系统数学模型等，对应教材第1章内容。

2. 常见仪表的种类及工作原理：涵盖压力、温度、流量、液位等传感器及执行器的工作原理和特性，对应教材第2章内容。

3. 控制器的设计与实现：介绍PID控制算法、控制器参数整定方法，结合实际案例进行讲解，对应教材第3章内容。

4. 计算机过程控制系统：包括集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统等，对应教材第4章内容。

5. 过程控制系统的仿真与优化：运用计算机及相关软件进行过程控制系统的建模、仿真和优化，对应教材第5章内容。

6. 实践教学环节：组织学生进行仪表操作、调试和过程控制系统的设计、实施，提高学生的实际操作能力。

青岛科技大学教师授课教案

课程名称 控制仪表及装置

课程性质 专业课（必修）

授课教师 单宝明

教师职称 讲师

授课对象 自动化031-5

授课时数 40学时（34+6）

教学日期 2006年2月

所用教材 《控制仪表及装置》

吴勤勤 化学工业出版社 2002年 第二版

授课方式 课堂教学 控制仪表及装置教案2006

2 青岛科技大学授课教案应该覆盖如下内容：

本单元或章节的教学目的与要求

授课主要内容

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

主要外语词汇

辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）

复习思考题

参考教材（资料） 第一章 概述

- 1 - 第1章 概 论

学习目的和要求：掌握控制仪表的基本特点和分类，信号制和传输方法，仪表的分析方法。

重点、难点：信号制和信号传输，仪表电路分析方法

外语词汇：process control（过程控制）, process industries(过程工业)controlling

instrument,direct digital control(DDC,直接数字控制)，supervisory system(监控系统)，distributed control system(DCS，集散控制系统或分布式控制系统)，fieldbus(现场总线)，CIMS—computer integrated manufacturing systems(计算机集成制造系统)，

CIPS-- computer integrated process systems

参考资料： 周泽魁 主编 《控制仪表与计算机控制装置》 化学工业出版社 2002

何离庆 主编 《过程控制系统与装置》 重庆大学出版社 2003

张永德 《过程控制装置》，北京 化学工业出版社，2000

李新光等编著《过程检测技术》机械工业出版社，2004

控制装置及仪表综合实验教案大纲

课程名称：控制装置及仪表综合实验 课程编码：

英文名称：

学 时：周 学 分：

适用专业：自动化 课程类别：必修

课程性质：专业课 先修课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、控制理论、检测技术、控制仪表及装置等

参考教材：控制仪表及装置综合实验指导书 自编

一、制定本大纲的依据

根据级自动化专业培养计划制定本综合实验教案大纲。(本大纲可根据教案具体情况进行调整)

二、本实验课程的具体安排

实验项目的设置及学时分配

序号 实验项目名称 内容简介（字左右） 实验学时 实验要求 实验类型 实验类别 每组人数

基本编程实验 位逻辑指令与定时器计数器指令，起保停电路实验，定时器编程实验、计数器编程实验。 必修 验证 专业

彩灯控制程序的编程实验 在熟悉的基础上，结合具体的彩灯控制要求，进行外部电路和内部梯形图设计，然后进行验证。 必修 设计 专业

交通灯控制实验 在熟悉的基础上，结合具体的交通灯控制要求，进行外部电路和内部梯形图设计，然后进行验证。 必修 设计 专业 八段码显示编程控制实验 在熟悉的基础上，结合具体的显示器控制要求，进行外部电路和内部梯形图设计，然后进行验证。 必修 设计 专业

全刻度指示调节器特性测试 输入、给定、输出指示误差校验，调节器的自动、手动操作校验，调节器的参数校验。 必修 验证 专业

智能调节器的性能测试 输入、给定、输出指示误差校验，调节器的自动、手动操作校验，调节器的参数校验。 必修 验证 专业

差压变送器特性测试 观察、差压变送器正、负压室气密性测试，静压特性测试，上、下限调整，差压特性测试。 必修 验证 专业

电动执行机构特性测试 放大器的调整，测量上限调整，位置发送器调整，电动执行机构整机特性调整 必修 验证 专业