过程控制技术课程说明课程基本情况

过程控制技术课程说明二、课程描述过程控制是是自动化专业的必修课，本门课程与工业生产过程联系十分紧密，随着科学技术的飞速前进，过程控制也在日新月异地发展，起着提高产品质量、节约原材料和能源，减少污染等十分重要的作用。

通过本课程的学习，要求学生掌握一般过程控制系统的基本特点、控制系统组成与基本控制原理；掌握控制系统数学模型及建立方法，掌握计算机集成控制系统、计算机网络控制系统结构与应用。

为今后从事工业自动控制打下坚实基础。

主要内容：一、单回路系统的结构组成、被控变量的选择、对象特性对控制质量的影响及控制变量的选择、控制阀的选择、测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法、控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择、单回路系统的投运和整定。

二、串级控制系统的实施、串级控制系统的投运和整定、串级控制系统的特点、串级控制系统副回路的设计。

三、比值控制系统的类型、比值系数的计算、比值控制方案的实施、比值控制系统的投运与整定、比值控制系统的特殊问题。

四、均匀控制应用、均匀控制方案。

五、前馈控制系统的特点、前馈控制系统的几种主要结构形式、前馈控制规律的实施、前馈控制系统的应用、前馈控制系统的参数整定。

六、选择性控制系统的用途、选择性控制系统的类型及应用、选择性控制系统的设计、积分饱和及其防止措施。

七、分程控制的应用场合、分程控制系统控制器参数的整定、流量特性的改善、阀位控制系统的应用、阀位控制系统的设计及整定。

八、线性过程的非线性控制、非线性过程的非线性控制、纯滞后补偿原理与史密斯补偿、关联解耦条件、解耦控制方案、最小拍控制算法、大林控制算法等。

九、过程控制工程三、使用教材及主要参考书或资料●使用教材：《过程控制工程》孙洪程主编高等教育出版社本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

全书共分三篇18章。

第一篇基本过程控制系统，对工业过程中常用的或较为成熟的控制系统作了比较详细的讨论。

第二篇先进控制系统，结合石油、化工、热电、轻工等工业过程中具有代表性的典型单元操作过程，从被控过程的特性、基本控制方案到新型控制方式做了简明扼要的叙述，为读者确定生产过程的控制方案打下了扎实的基础。

过程控制系统
(ProcessContro1System)
总学时：40学时理论40学时
学分：2.5
课程主要内容：
《过程控制系统》课程是电气工程与自动化专业的一门专业主干课程，具有很强的实践性。

主要内容包括单回路控制系统的方案设计、调节参数整定以及控制系统的投运：为提高控制品质或满足特殊操作要求的复杂过程控制系统及应用中的有关问题;对典型案例的学习，掌握对各典型单元操作静、动态特性的分析方法，和与之相匹配的典型控制方案的设计等三大部分。

通过本课程的学习，要使学生在掌握控制理论和过程检测与控制仪表等知识的基础上，用工程处理的方法去解决控制系统的分析、设计与研究方面的问题。

先修课程：自动控制理论、微机原理、过程检测与控制仪表、微机控制等。

适用专业：电气工程与自动化
教材：
邵裕森.过程控制工程.北京：机械工业出版社，2006年1月。

教学弁考书：
[1]金以慧.过程控制.北京：清华大学出版社，1993年4月。

[2]蒋慰孙.过程与控制.北京：化学工业出版社，1996年10月。

[3]邵裕森.过程控制及仪表（修订版）.上海：上海交大出版社，1995年3月。

Hefei University 过程控制工程课程综述姓名学号班级授课老师完成日期过程控制工程课程综述摘要：过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。

自从进入20世纪90年代以来，自动化技术发展很快，并获得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。

过程控制是自动化技术的重要组成部分。

近年来，随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展，过程控制的技术水平大大提高，过程控制系统的应用突飞猛进。

关键词：过程控制、控制系统设计、生产过程、系统。

一、课本内容介绍1．1课程内容整体概述本书系统地论述了（1）过程控制系统的要求、组成、性能指标和发展；（2）被控工业过程的数学模型及其获取方法，包括对象数学模型动态特性的基本描述形式及获取方法。

执行器的种类、选型和计算；（3）简单控制系统的基本概念、分析和设计，包括被控变量与控制变量的选择，控制器和测量变送器的选型，控制器参数整定的常用方法与控制系统投入运行；（4）串级控制系统的结构组成、工作原理和方案设计，包括主、副被控变量和操作变量的选择、主回路和副回路的设计及主回路和副控制器的选择，常用的串级控制系统的参数整定方法；（5）补偿控制系统的原理和前馈控制的几种结构形式，包括静态、动态前馈控制、复合前馈控制，各种前馈控制系统的设计，前馈补偿器的设计与实现，常用的工程整定方法；以及大迟延生产过程的概念，常规仪表控制方案的实现，补偿控制方案的设计与实现；（6）比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择性控制系统的基本概念，系统设计与实现和参数整定；（7）解耦控制系统，包括多变量系统的分析（相对增益的概念与计算、耦合系统中的变量匹配）、控制器参数整定和常用的解耦控制系统设计方法等。

1．2 章节知识点概述第一章——绪论：主要介绍过程控制的发展状况，过程控制的特点，过程控制系统的组成及分类，“过程控制工程”课程的性质和任务。

过程与控制课程标准解读全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：过程与控制课程是工程技术类专业的重要课程之一，涉及到工程设计中的流程、方法和工具等方面的知识。

掌握过程与控制课程不仅可以提高工程师的工作效率，还可以保证工程项目的安全性和可靠性。

下面我们将详细解读过程与控制课程的标准，帮助读者更好地理解该课程的内容和重要性。

一、过程与控制课程的基本概念过程与控制课程主要是研究如何根据系统的输入和输出来设计和优化系统的控制方法。

在实际工程项目中，系统是一个复杂的集成体系，包括各种传感器、执行器和控制器等组件。

过程与控制课程的目标是通过控制方法来实现对系统的精确控制，从而保证系统的稳定性和性能。

二、过程与控制课程的教学内容过程与控制课程的教学内容主要包括以下几个方面：1. 系统建模与系统辨识：系统建模是过程与控制课程的基础，通过建立系统的数学模型来描述系统的结构和行为。

系统辨识是根据系统的输入和输出数据来确定系统的动态特性和参数。

掌握系统建模和系统辨识方法可以帮助工程师更好地理解和控制系统的行为。

2. 控制技术：控制技术是过程与控制课程的核心内容，包括PID控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等方面的知识。

通过学习控制技术可以帮助工程师设计和实现不同类型的控制系统，提高系统的稳定性和性能。

3. 优化方法：优化方法是过程与控制课程的重要内容，包括线性规划、非线性规划、参数优化、鲁棒优化等方面的知识。

通过优化方法可以帮助工程师优化系统的控制策略和参数，提高系统的性能和效率。

4. 实践案例：过程与控制课程通常会结合实际工程案例进行教学，帮助学生将理论知识应用到实际工程项目中。

通过实践案例可以帮助学生更好地理解和掌握过程与控制课程的内容，提高实际应用能力。

三、过程与控制课程的学习方法学习过程与控制课程需要注意以下几个方面的学习方法：1. 坚实基础：过程与控制课程是建立在数学和物理等基础知识之上的，学生需要确保自己具备扎实的数学和物理基础，才能更好地理解和掌握该课程的内容。

《过程控制系统》课程简介课程编号：06024012课程名称：过程控制系统/ Process Control System学分：2.5学时：40 （课内实验：4 上机：课外实践：）适用专业：自动化专业建议修读学期：7开课单位：测控技术与仪器系先修课程：《自动控制原理》《自动检测技术》等考核方式与成绩评定标准：考试，成绩=期末成绩（70%） +平时成绩（30%）教材与主要参考书目：《过程控制系统》（第二版）方康玲主编武汉理工大学出版社2007.2《过程控制工程》，蒋慰孙、俞金寿编著，中国石化出版社，1999《过程控制系统及工程》，翁维勤、周庆海编，化学工业出版社，1996《过程控制工程》，孙洪程等编，高等教育出版社，2006《工业生产过程控制》，何衍庆等编，化学工业出版社，2004内容概述：中文：过程控制和运动控制是自动控制技术的两个重要分支。

本课程主要介绍了过程控制的基本概念、组成以及简单过程控制、复杂过程控制系统的基本原理、系统设计技术以及应用技术等。

在介绍每一种控制策略的同时，都给出了其在不同实际场合下的具体应用实例。

英文：Process control and motion control are the two important branch of automation control technology. This course mainly introduce the basic concept of process control, constitution and the basic principle, system design technology, and application technology of process control. At the same time, concrete examples are given to introduce the different control strategy applied in practice.《过程控制系统》教学大纲课程编号：06024012课程名称：过程控制系统/ Process Control System学分：2.5学时：40 (课内实验：4 上机：课外实践： )适用专业：自动化专业建议修读学期：7一、课程性质、目的与任务本课程是自动化专业必修课。

《过程控制技术》课程教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：17021141课程类别：专业课课程性质：必修课学时/学分： 48/3实验课时：8先修课程：《自动控制原理》、《传感器与自动检测技术》适用专业：电气工程及其自动化二、课程简介、目标及学生应达到的能力课程简介：本课程是电气工程及其自动化专业重要的专业课程，实用性很强。

包括“控制系统”、“过程控制仪表”等内容。

课程目标：本课程的教学目标和任务是使学生掌握连续工业过程控制的过程建模、简单和复杂控制策略等基础知识和基本理论、PID参数整定的常用方法。

了解学科前沿，注重理论联系实际，从应用的角度，理解过程控制问题的本质，并与实际工程应用相结合，掌握分析和设计过程控制系统的方法，培养学生实践动手能力和自动化仪表的应用能力，提高学生在过程控制应用软件方面的编程技能。

通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：1.了解控制系统的有关概念；掌握控制系统的常用分析方法；2.掌握简单控制系统的有关分析、设计等内容；掌握高性能过程控制系统的原理、设计等内容；3.熟悉有特殊工艺要求的过程控制；掌握过程控制仪表的“检测元件及变送器”、“调节器”和“执行器”这三部分中的每一部分的种类、组成及其原理等内容。

课程目标与毕业要求的对应关系：三、课程教学内容与学时分配（一）绪论（2课时）主要内容：过程控制发展概况；过程控制的特点；过程控制系统的组成及其分类；本课程的教与学的方法，即学习本课程的方法与技巧。

1. 基本要求（1）掌握过程控制系统发展概况、组成、分类和特点。

（2）了解过程控制发展经历的几个阶段的特点、理论基础、主要仪表和系统的基本结构。

（3）了解过程控制的特点。

（4）了解过程控制系统的组成及其分类。

（5）了解“过程控制工程”课程的性质和任务。

2. 学时分配课堂教学2学时，其中，过程控制发展概况、过程控制的特点、过程控制系统的组成及其分类（100分钟）；对过程控制技术的基本要求（10分钟）；过程控制技术的教学方法（10分钟）。

过程控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制技术的基本概念，掌握其原理和分类；2. 学习过程控制系统的数学模型，了解各参数对系统性能的影响；3. 掌握过程控制策略的设计与优化方法；4. 了解过程控制技术在工业生产中的应用案例。

技能目标：1. 能够运用所学知识对过程控制系统进行分析，建立数学模型；2. 能够设计简单的过程控制策略，并进行仿真与优化；3. 能够运用过程控制技术解决实际工程问题，具备一定的实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队协作能力，提高沟通与交流能力；4. 培养学生关注过程控制技术在工业生产中的应用，提高其社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生建立过程控制技术的理论体系，提高实际操作能力。

学生特点：学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高其解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够掌握过程控制技术的基本原理和方法，具备实际工程应用能力。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 过程控制技术基本概念与原理：包括过程控制定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。

教材章节：第一章2. 过程控制系统的数学模型：介绍数学模型的基本概念，分析过程控制系统中各参数对系统性能的影响。

教材章节：第二章3. 过程控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等策略，并进行仿真与优化。

教材章节：第三章4. 过程控制设备与系统：介绍过程控制系统中常用的传感器、执行器、控制器等设备，以及系统的组成和原理。

教材章节：第四章5. 过程控制技术在工业生产中的应用：分析典型工业生产过程中过程控制技术的应用案例，如化工、热工、电力等。

《过程控制技术》实验教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：17021141课程类别：专业课课程性质：必修课课程总学时/学分、实验学时/学分： 48/3、8/0适用专业：电气工程及其自动化专业（自动化方向）实验室名称：过程控制实验室教材及教学参考书：《过程控制与自动化仪表（第3版）》，杨延西等编，机械工业出版社，2017。

二、实验的目的和要求《过程控制技术》是一门接近实际应用的课程，它要求学生们不仅懂的有关控制理论方面的基础知识，而且更重视培养学生们的动手操作能力。

学生在学过公共基础课、专业基础课及其它专业课之后，通过实验，使学生能够达到从事过程控制系统的分析、设计、运行及试验验证；培养学生工程实践能力和创新能力。

通过实验，使学生进一步了教学大纲的要求，《过程控制技术》实验课共开设4个实验，共计8个学时。

通过实验，使学生能够更好地了解自动控制系统及智能仪器的控制原理和控制方法。

掌握智能数显报警仪表的基操作；熟悉系统构成及工作原理。

掌握单回控制系统参数的整定方法；、掌握智能仪表的基本操作及整定方法。

三、实验内容可为选开实验）。

（2）实验要求：指必做或选做。

（3）实验类型：基础（演示、验证）、综合设计、研究创新。

四、主要仪器设备过程控制操作台及过程控制对象五、成绩评定标准1．本课程考核方式、方法：⑴实验态度：不迟到，不无故缺席；10%⑵预习情况：对原理的预习和理解，实验内容的预先设计等；10%⑶课堂实验：实验能力，主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及创新能力30%⑷实验报告：实验报告简洁完整，有创造性，书写完整50% 总评按优、良、中、及格、不及格评分。

2．实验成绩评定方法实验课成绩单独按五级记分评定方法评定。

凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。

评定各级成绩时，可参考以下标准：⑴优秀能正确理解实验的目的要求，能独立、正确地完成各项实验操作；能熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的各项实验技能；实验报告及其它各项实验作业完整、正确，文字通顺，书写工整，图表齐全，符合要求，质量较高；具有一定的创造精神和能力；工作努力，遵守纪律，表现好。

《过程装备控制技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03160105课程名称：过程装备控制技术课程英文名称：Process Control Instrumentation Technology课程所属单位：机械系过程装备与控制工程教研室课程面向专业：过程装备与控制工程课程类型：必修课先修课程：工程热力学，化工原理，过程流体机械，计算机应用基础学分:2.5总学时：40（其中理论学时：36实验学时：4 ）二、课程性质与目的本课程是过程装备与控制工程专业的核心课程之一，本课程从工业过程装备自动控制的应用角度出发，介绍过程控制的基本知识；过程装备控制系统的组成、原理及其应用；压力、温度、液位、物质成份等参数的测量原理、方法及所用的仪器、仪表的结构、原理和应用；计算机自动测试技术、化工过程控制典型应用等。

使学生能够将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机的结合起来，增强在实践中获取知识、解决问题的能力，培养其科研能力。

三、课程教学内容与要求第一章控制系统的基本概念1、教学内容与要求：（1）了解自动检测、信号联锁、自动操纵、自动控制等系统：（2）掌握控制系统的工作原理及其各组成局部的作用；（3）掌握反应的概念，包括正反应、负反应、外反应和内反应；（4）了解控制系统的过渡过程及性能指标；（5）掌握对控制系统的基本要求，了解控制系统的几种分类方法。

2、教学重点：学会用系统论、信息论的观点分析广义系统的动态特性，理解信息反应的含义及作用；掌握控制系统的工作原理、基本概念和组成。

3、教学难点：广义系统中的信息反应及外反应和内反应。

第二章过程装备控制基础1、教学内容与要求：（1）熟练掌握被控对象的数学描述以及被控对象的特性参数：放大系数K、时间常数了、滞后时间「（2）熟练掌握单回路控制系统的设计；（3）熟练掌握调节器的调节规律及各种调节规律在工业自动控制中的适用性；（4）掌握调节器参数的工程整定方法；（5）了解复杂控制系统的基本原理、结构及工业应用。