过程装备成套技术课程教学大纲

教学大纲一、课程名称、学时和学分、适用专业、开课单位《过程装备控制技术》 32学时 2学分适用专业：过程装备及控制工程开课单位：化工学院化工机械与控制工程系二、课程的性质、目的和任务过程装备控制技术课程可作为过程装备与控制工程专业及其相近专业的必修课或选修课。

本课程在介绍常见低压电器、可编程控制器的基础上，着重介绍常用过程装备如压缩机、泵、换热器、反应器等的控制系统的设计和实现实例。

通过介绍控制系统的设计与实现的工程样例，使学生具有综合运用相关知识，具备一定的设计和开发能力，为将来旧设备技术改造或新设备、新产品研制开发打下基础。

三、教学的基本要求本课程内容包括：第一部分：电器控制基础，包括常用低压电器元件、电器控制线路的基本规律和电器控制线路设计基础。

第二部分：可编程控制器，包括PC的结构和基本原理、可编程控制器程序设计基础和西门子可编程控制器介绍。

第三部分：常见过程装备控制的工程实例，包括传统的机器如压缩机、泵的控制、设备如换热器、塔器、反应器的控制和过程行业的集散控制系统及现场总线控制系统介绍。

四、各章教学内容、要求和学时分配第一章（4学时）介绍本课程特点，主要内容，要求及在专业技术中的地位；常用低压元器件的基本原理、结构以及选用原则等内容。

第二章（6学时）介绍电器控制线路的基本控制规律和设计基础。

基本规律包括：电器控制线路的若干原则；电动机控制的基本控制环节与方法；电器线路的保护措施以及常用典型控制线路；设计基础包括：过程设备电气设计的一般原则；电器控制线路设计的基本原则；电器控制线路的经验设计法和逻辑设计法；第三章（10学时）PLC的结构和工作原理；西门子S7 300系列PLC的特点和常用指令介绍；西门子S7 300 PLC编程实例；第四章（10学时）典型过程装备的控制及工程实例，包括：压缩机、泵、换热器、塔器和反应器的特点，工艺控制要求，设计方案和工程实例介绍；第五章（2学时）过程行业常见集散控制系统和现场总线控制系统简介。

《过程装备控制技术》教学大纲制订单位：机械工程学院化机系执笔人：孙杰一、课程基本信息1．课程中文名称：过程装备控制技术2．课程英文名称：Process Equipment and Control Technique3．适用专业：过程装备与控制工程4．总学时：56学时（理论50学时，实验6学时）5．总学分：3.5学分二、本课程在教学计划中的地位、作用与任务本课程是过程装备与控制工程专业的一门专业课，在专业教学中具有重要作用。

该课程主要讲授基本控制系统及其设计理论和方法，介绍过程装备的典型装置控制设计和应用。

通过本门课程学习，可以使学生了解和掌握设备控制技术，培养学生进行控制系统设计及应用的能力。

三、理论教学内容与教学基本要求1．控制系统的基本概念（2学时）课程内容：概述；控制系统的组成；控制系统的方框图；控制系统的分类；控制系统的过渡过程及其性能指标本章重点了解控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。

2．过程装备控制基础（6学时）课程内容：被控对象的特性；单回路控制系统；复杂控制系统本章重点掌握过程控制的基础理论知识，包括被控对象特性、简单控制系统和复杂控制系统。

3．过程检测技术（16学时）课程内容：测量基本知识；误差基本知识；压力测量；温度测量；流量测量；液位测量；物质成分分析；传感器概述；计算机辅助测试系统本章重点掌握过程设备的测试技术，包括过程测量的基本概念和误差基本知识；压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用；新型传感器及计算机辅助测试系统。

4．过程控制装置（10学时）课程内容：变送器；调节器；执行器本章重点掌握过程控制装置，包括变送器、调节器和执行器三大部分。

5．计算机控制系统（10学时）课程内容：概述；计算机控制系统的组成及分类；A／D与D／A转换器；直接数字控制系统；计算机控制系统的设计与实现；提高计算机控制系统可靠性的措施；DDC的应用实例；可编程序控制器及其应用本章重点掌握计算机控制系统，包括计算机控制系统的组成及分类，A/D、D/A转换器，直接数字控制系统，计算机控制系统的设计与实现以及提高计算机控制系统可靠性的措施。

过程成套装置设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握过程成套装置设计的基本概念、原理及方法；2. 使学生了解过程成套装置在实际工程中的应用，理解不同装置的功能和特点；3. 引导学生运用所学知识分析、解决实际问题，培养其过程装备设计的初步能力。

技能目标：1. 培养学生运用CAD等软件进行过程成套装置设计的能力；2. 培养学生通过查阅资料、团队协作等方式，完成对过程成套装置的选型、配置和优化；3. 提高学生动手实践、观察分析、创新设计的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、追求创新的精神，激发其对过程装备设计的兴趣；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，使其认识到过程成套装置设计在工程实践中的重要性；3. 引导学生树立环保、节能、安全的意识，关注过程成套装置在环保、节能等方面的应用。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践技能的结合，旨在培养学生的综合设计能力。

课程目标具体、可衡量，既符合教学实际，又与教材内容紧密相关，为学生提供了清晰的学习方向。

在教学过程中，教师需根据课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以指导后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 过程成套装置设计基本理论：- 装置设计原理与概念- 过程装备的分类及功能- 装置设计的基本原则与要求2. 过程成套装置设计方法：- 装置选型与配置- 设计计算与参数优化- CAD软件在装置设计中的应用3. 过程成套装置设计实践：- 实际工程案例分析- 设计方案制定与评估- 团队协作与沟通4. 教学大纲安排：- 理论知识学习：占总课时的40%，涵盖基本理论、设计方法等内容；- 实践操作：占总课时的40%，包括CAD软件操作、设计实践等；- 案例分析与讨论：占总课时的20%，以实际工程案例为背景，进行设计方案的分析与讨论。

教材章节关联：1. 《过程设备设计》第1章：过程设备设计基本概念与原理；2. 《过程设备设计》第3章：过程设备选型与配置；3. 《CAD软件应用教程》相关章节：CAD软件在装置设计中的应用。

过程装备成套技术课程设计院系班级：设计题目：硫酸水合法制异丙醇姓名：学号：指导教师：完成日期：2011-12-2目录第一章前言 (2)第二章管子与法兰的选择 (2)第一节管子 (2)第二节法兰 (3)第三章设备的布置与配管 (4)第一节管道仪表流程图 (4)第二节管道布置图 (5)第三节管道跨距校核 (5)第四章心得 (7)第一章 前言过程工业的基本特点是加工流程性材料，生产装置中管道是不可缺少的重要组成部分。

石油炼制和石油化工工业的进步他发展，形成了高质量、大容量的生产体系。

压力管道的种类和数量随之不断增加，管道系统也更趋复杂。

压力管道的安全运行越来越重要。

在设计阶段，主要根据生产规模进行物料和热量衡算及水力计算等。

按照物料的流量及该物料允许的流速确定管径，按照不同介质的物理化学性质、压力等级、工作温度等因素确定管子的材料和阀门、法兰等管道附件。

石油化工装置要依靠管道将设备连接起来，完成一道又一道工序（过程）。

第二章 管子与法兰的选第一节 管子一、计算已知：设备设计压力位2.3MPa ，温度110℃，流量30000㎏/h ，ｑv=30000/ρ，ρ=1000㎏/m ³取u=1（查《化工原理》上册26页表1-1） ｑv=4π2D u1D 414.3300002⨯⨯=ρ2D 414.31000360030000⨯=⨯求的 D =0.103m=103mm二、厚度的计算 []mm 853.03.214021033.2P 2D P ctic =-⨯⨯=-=φσδ其中φ值的选取是由材料的材质决定的，选材20号钢管GB9948，取φ=140.21n C C ++=δδ 且2C 0C 21==，故 mm 853.2C C 21n =++=δδ 查资料o D =113mm ，i D =103mm 壁厚为5mm mm 11352103D o =⨯+= 三、选取 DN 133×5所选管合适）π（反算702.02)123.0(360014.31000300004123.0qv4u 12325133D u2i =∧÷÷÷÷⨯===⨯-=mm第二节 法兰法兰主要用于管子与管件、阀门、设备的连接。