过程控制工程第三版教学设计 (2)

过程控制系统第三版教学设计课程目标本课程的目标是让学生掌握过程控制系统的核心概念、基本原理和相关技术，能够对过程控制系统进行设计、分析和优化。

课程大纲1.过程控制系统概述–过程控制系统的定义–过程控制系统的组成–过程控制系统的分类2.过程控制系统的基本原理–过程控制系统的闭环控制–控制系统的传递函数–控制系统的稳定性分析3.过程控制系统的传感器和执行器–传感器的分类和特点–执行器的分类和特点4.过程控制系统的控制器–控制器的分类和特点–控制器的配置和调试5.控制系统的数字化–控制系统的数字化原理–控制系统的数字化开发工具–控制系统的数字化实现过程6.过程控制系统的优化–控制系统的性能评估–控制系统的优化方法–控制系统的优化案例分析7.实验室实践–实验室实践的目标和方法–实验室实践的装置和设备–实验室实践的案例和分析教学方法本课程采用面授和实验室实践相结合的教学方法。

面授采用讲授、互动和讨论相结合的方式，让学生更好地掌握知识和技能；实验室实践则是将学生所学的理论知识应用到实践中，培养学生的实践能力和解决问题的能力。

教材本课程使用《过程控制系统第三版》作为参考教材，该教材由国内知名学者编写，包含了过程控制系统的概述、基本原理、传感器和执行器、控制器、数字化、优化等方面的内容，是一本较为全面和系统的教材。

评估方式本课程的评估方式包括作业、考试和实验室实践三个方面。

作业和考试主要检测学生对理论知识的掌握情况，实验室实践则是检测学生在应用和实践方面的能力。

参考文献•曲崇敏，李三立，王声华. 过程控制系统第三版[M]. 机械工业出版社，2010.。

过程控制工程第三版课程设计前言过程控制工程是化学工业中的一个重要领域，对于希望在化工行业中发展的工程师来说，熟练掌握过程控制工程技能是必不可少的。

为了帮助学生更好的理解和掌握过程控制工程相关知识，我们开设了该课程。

本文将介绍过程控制工程第三版课程设计的相关内容。

课程设计目标本次课程设计的主要目标是让学生在课堂上学到的基础理论知识能够应用到实际场景中，通过实验和模拟，让学生能够深入了解过程控制工程在化工行业中的应用。

设计内容本次课程设计主要分为以下两个阶段：阶段一：仿真模拟设计1.通过 MATLAB/Simulink 对工业级反应釜的运行进行建模和仿真；2.利用上述仿真模型，探讨反应釜中的反应物浓度、温度、气压、物料流速、反应速率和反应转化率之间的函数关系；3.设计、仿真调试一套反应釜控制系统，通过控制系统来调节反应釜中反应物浓度、温度和转化率等参数。

阶段二：实验设计1.学生分为小组，对反应釜进行实验设计，通过合理的实验方案和操作技巧，在实验室环境下，验证仿真模型的正确性；2.分析实际实验数据，与仿真模型结果进行对比，探讨可能存在的误差因素；3.提出针对实验中出现的问题提出解决方案，总结实验中的心得体会。

设计要求1.提交实验报告，报告中应包括对仿真模型的描述、仿真模型结果和实际实验数据及结果的对比分析；2.报告中应包括设计和实验分析中的具体数据和计算过程；3.报告排版美观，应采用 Markdown 文本格式输出。

结语过程控制工程是化工行业中一门重要的学科，本次课程设计旨在帮助学生更好地掌握过程控制工程相关知识，通过实验和模拟，让学生理解过程控制工程在化工行业中的应用。

通过参与本次课程设计，相信学生能够更加深入地了解该领域的知识，为将来的工作打下坚实的基础。

过程控制第三版教学设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握以下几点内容：1.能够了解过程控制的基本原理和应用领域。

2.能够掌握过程控制系统的硬件组成和软件设计。

3.能够了解过程控制系统中的传感器、执行器、控制器等基本元件的特点及其选择方法。

4.能够掌握调节控制和PID控制的基本原理和应用方法。

5.能够了解模糊控制、神经网络控制和自适应控制等现代控制方法的基本原理和应用方法。

二、教学内容1.过程控制基本概念和应用领域–过程控制系统的组成和基本结构–过程控制在工业、环保、交通、医疗等领域中的应用2.过程控制系统硬件设计–传感器的种类、特点及其选择方法–执行器的种类、特点及其选择方法–控制器的种类、特点及其选择方法–模拟量输入输出和数字量输入输出的实现方法3.过程控制系统软件设计–控制系统软件的构成和组成部分–控制系统软件的设计思路和方法–控制系统软件的开发工具和调试方法4.调节控制和PID控制–调节控制基本概念和实现方法–PID控制基本原理和应用方法–PID控制的调参方法和实现过程5.模糊控制、神经网络控制和自适应控制–模糊控制基本原理和应用方法–神经网络控制基本原理和应用方法–自适应控制基本原理和应用方法三、教学方法1.理论课程讲解：主要通过PPT、黑板板书等形式介绍课程知识点，重点讲解课程关键概念、基本原理、应用方法等。

2.实验课程讲解：通过实际的控制系统硬件、控制器以及相应软件的实现，演示课程知识点的具体应用，深化学生对知识点的理解。

3.讨论课程：通过分组讨论、小组讲解等方式，梳理课程知识点，探讨知识点的实现方法和应用案例，培养学生的团队合作能力。

四、评估方法1.期中考试：对第一轮教学内容进行考核，主要考察学生对课程中理论知识的掌握情况。

2.期末考试：对整个课程的知识点进行考核，主要考察学生对整体课程的掌握情况。

3.实验和作业：对学生在实验过程中的表现和课后作业进行评估，以便了解学生的掌握情况和能力提升情况。

过程控制课程设计用教材一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解过程控制的发展历程和基本原理；（2）掌握过程控制的主要方法和应用领域；（3）理解过程控制系统的组成和功能。

2.技能目标：（1）能够运用过程控制原理分析和解决实际问题；（2）具备设计和优化过程控制系统的的能力；（3）学会使用过程控制相关的软件工具。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对过程控制技术的兴趣和热情；（3）提高学生对工程伦理和可持续发展的认识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.过程控制的基本概念和原理；2.过程控制的主要方法和应用领域；3.过程控制系统的组成和功能；4.过程控制技术的最新发展动态。

具体的教学大纲如下：1.引言：介绍过程控制的发展历程和基本概念；2.过程控制原理：讲解过程控制的基本原理和方法；3.过程控制应用：分析过程控制在各领域的应用案例；4.过程控制系统：介绍过程控制系统的组成、功能和性能指标；5.过程控制技术发展：讲解过程控制技术的最新发展动态。

三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解过程控制的基本概念、原理和方法；2.案例分析法：分析过程控制在各领域的应用案例；3.实验法：安排实验环节，让学生动手操作和验证过程控制理论；4.讨论法：学生分组讨论，促进学生思考和交流。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的过程控制教材；2.参考书：提供相关的过程控制参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的教学PPT，提供视频、动画等多媒体资源；4.实验设备：准备过程控制实验所需的设备和相关软件工具。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，要求学生按时完成，并根据作业质量评估学生的掌握程度；3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对过程控制知识的掌握情况；4.实验报告：评估学生在实验环节的操作技能和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。

过程控制系统第三版科学出版社课后题答案讲解A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。

试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？反应器温度控制系统（1）该温度控制系统的方块图反应器温度控制系统方块图（2）被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；控制变量：冷却水流量。

可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。

锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。

汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。

水位过高，会使蒸汽带液。

降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备。

而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。

因此，必须对汽包水位进行严格的控制。

图1-16是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：(1)画出该控制系统方块图；(2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么?(3)当蒸汽负荷忽然增加，该系统如何实现自动控制？(1)(2)被控对象：锅炉汽包。

被控变量：锅炉汽包水位。

操纵变量：锅炉给水量。

扰动量：冷水温度、压力、蒸汽压力、流量，燃烧状况等。

(3)当蒸汽负荷突然增加，会导致汽包水位下降，液位变送器检测到液位h下降信号并与设定水位h0进行比较，将偏差信号传给控制器，控制器使执行器动作，增大阀门开度，使冷却水流量增加，从而降低加热室燃烧程度，进一步使得汽包液位升高。

P17-P18，精度等级为用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿的方法有哪几种?解：（1）热电偶的热电势只有当T0（或t0）恒定是才是被测温度T（或t）的单值函数。

热电偶标准分度表是以T0＝0℃为参考温度条件下测试制定的，只有保持T0＝0℃，才能直接应用分度表或分度曲线。

若T0≠0℃，则应进行冷端补偿和处理。

（2）冷端温度补偿的方法有：延长导线法，0℃恒温法，冷端温度修正法，冷端温度自动补偿法等。

过程控制工程课程设计(doc 15页)（二）先修课程要求熟悉控制原理、检测仪表、控制仪表、过程控制工程、集散控制系统等课程的专业知识，掌握控制系统设计的基本原理，掌握控制系统工程制图的原理、方法，熟悉带控制点的工艺流程图，熟悉各控制设备的操作要领，具备综合应用所学基础理论和专业知识解决控制工程中一般技术问题的能力；具有独立完成控制工程项目设计的初步能力。

（三）编写规范写出不少于5000字的课程设计说明书。

说明书中除了在封面应有题目、班级、姓名、学号和课程设计日期、地点以外，其正文一般有如下几个方面的内容：1)学生要认真复习教材，阅读有关规范、设计手册等资料，独立按时完成任务；2)设计工艺流程和要求的简单说明；3)装置原有控制回路和重要控制策略介绍；4)确定控制方案，利用组态软件进行组态仿真设计的过程5)控制参数调整步骤和方法；6)仪表的选型，编写有关的仪表信息设计文件。

课程设计成绩四、课程设计内容（包括：现场的实际过程控制策略、以及相应的组态软件介绍，针对具体被控对象，设计4-5个简单回路和至少包含一个复杂控制系统的控制策略，并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果，写出设计说明书。

设计说明书包括：设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等步骤做出说明，并对所完成的设计做出评价，总结整个设计工作中经验教训和收获。

）过程控制工程课程设计报告书“过程控制工程课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分，通过对扬子石化实际丁二烯车间生产流程的认识、控制方案的选择以及现场工程图纸的绘制等基础设计的学习，培养了自己理论与实践相结合能力、工程设计能力和创新能力。

过程控制系统设计是为实现生产过程自动化，应用图纸资料和文字资料来表达设计思想和工程实现方法。

设计大致可以分为两个阶段：设计前期工作和设计工作。

在设计前期工作中，要查阅一些现场生产技术资料，这主要以我们在扬子石化生产实习时所搜集的一些资料为主，同时还要根据具体情况确定自己想要实现的自动控制范围，进而再对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量，确定控制质量指标和报警设限，最后根据对现场安全等方面因素的考虑，提出仪表选型原则，包括现场测量、检测变送、调节以及执行仪表的选型。

过程控制系统及仪表第三版课程设计一、课程设计背景过程控制系统是工业自动化的重要组成部分，以实时控制、监测和执行的方式实现工业生产的自动化。

而仪表则是过程控制系统中的重要组件，用于对工艺参数进行测量、控制和记录。

由于过程控制系统及仪表在工业生产中的重要性，各大高校纷纷开设相应的课程。

本文将围绕过程控制系统及仪表这一课程设计展开。

二、课程设计要求本次课程设计要求学生能够：1.掌握过程控制系统的原理和组成；2.熟悉仪表的基本结构和工作原理；3.能够设计并实现一个简单的过程控制系统；4.能够使用现代工具进行系统测试和调试。

此外，本次课程设计要求学生能够充分发挥团队合作精神和实践操作能力，全面提升学生的综合实践能力。

三、课程设计内容1. 过程控制系统1.1 过程控制系统基础在过程控制系统中，控制器是核心设备，负责对生产过程中的各种参数进行检测，并采取相应的措施进行调节和控制。

在控制器的帮助下，过程控制系统可以充分的实现自动化生产。

1.2 控制器的种类与参数测量在本次课程设计中，我们将介绍PLC、DCS两种常用控制器，并详细介绍各种参数的测量方法和技术。

1.3 过程控制系统的建立在此次课程设计中，我们将使用PLC和DCS两种设备进行系统建立，并采用符号图和逻辑图进行模拟，实现进水压力、出水压力等参数的自动调节。

2. 仪表系统2.1 仪表系统基础仪表系统是过程控制系统中的重要组成部分，是实现自动化生产的重要工具。

在本次课程设计中，我们将讲述仪表系统的基本原理，以及有关温度、流量、压力等参数的检测和控制方法。

2.2 仪表系统的应用在此次课程设计中，我们将使用现代仪表系统进行温度、流量、压力等参数的检测和调节，并且使用虚拟仪表对系统进行模拟和调试。

3. 课程设计实践在本课程设计中，学生需要根据所学知识进行现场勘探、系统设计和实施工作。

课程设计实践将重点突出实现过程、控制和检测的全过程展示，学生可以根据自己的理解和想法设计和执行整个过程。

过程控制工程 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握过程控制工程的基本概念，理解控制系统的结构、原理及分类。

2. 使学生了解过程控制系统中各环节的作用，掌握主要参数的测定与调整方法。

3. 帮助学生理解过程控制系统的数学模型，并学会运用相关理论分析控制系统的性能。

技能目标：1. 培养学生运用所学理论知识，分析实际过程控制工程问题的能力。

2. 培养学生设计简单的过程控制系统方案，并进行模拟与优化的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达和动手实践的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制工程的兴趣，激发他们探究未知、解决问题的热情。

2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使他们具备良好的工程素养。

3. 引导学生关注过程控制工程在国民经济和生活中的应用，提高他们的社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合过程控制工程学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、实际操作能力和综合素养。

课程目标明确、具体，便于教师进行教学设计和评估，同时有利于学生明确学习方向，提高学习效果。

二、教学内容1. 过程控制工程基本概念：控制系统定义、分类、性能指标。

教材章节：第一章第一节2. 控制系统数学模型：传递函数、方框图、信号流图。

教材章节：第一章第二节3. 控制系统元件及环节：传感器、执行器、控制器、滤波器等。

教材章节：第二章4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真。

教材章节：第三章5. 常见过程控制系统分析：PID控制、模糊控制、自适应控制。

教材章节：第四章6. 过程控制系统应用实例：化工、热工、电力等领域。

教材章节：第五章教学内容安排和进度：第一周：过程控制工程基本概念第二周：控制系统数学模型第三周：控制系统元件及环节第四周：过程控制系统设计第五周：常见过程控制系统分析第六周：过程控制系统应用实例教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

通过制定详细的教学大纲，明确教材章节和内容，有助于教师按计划进行教学，同时便于学生跟进学习进度。

过程控制工程第三版教学大纲一、背景和介绍过程控制工程是一门涉及控制和监测工业过程的学科。

过程控制工程在化工、石油和制造业等领域广泛应用，是工业自动化中不可或缺的一部分。

本课程旨在为学生提供必要的知识和技能，以便他们在未来的职业生涯中成为过程控制工程师。

二、课程目标本课程的学习目标如下： - 理解过程控制工程的基本概念和原理，包括传感器、控制器、执行器等的使用。

- 学习如何设计和实现一个简单的过程控制系统，包括信号处理、模型建立和控制算法的应用。

- 掌握常见的控制策略，包括PID控制、模型预测控制、最优控制等，并了解如何选择和使用不同的控制策略。

- 学习如何使用计算机进行过程控制系统的建模和仿真。

- 掌握过程控制系统的调试和维护方法。

三、课程详细内容本课程的内容如下所述：第一章：控制系统概述•引言和概述•控制系统的基本要素•控制系统的分类•控制系统的性能指标第二章：传感器和执行器•传感器的基本原理和分类•信号处理和传输•执行器的基本原理和分类•报警和安全切断装置第三章：控制器•控制器的基本原理和分类•PID控制器及其参数调节•其他控制策略：模型预测控制、最优控制等•控制器的调试和维护第四章：过程建模和控制算法•过程建模的基本原理和方法•基于模型的控制算法•现场控制和优化第五章：计算机控制系统•实时控制系统概述•实时控制系统的硬件和软件•实时控制系统的设计与实现•实时控制系统的调试和维护四、教学方法和评估本课程的教学方法包括讲授、实验和综合性设计任务。

课堂讲授将介绍过程控制工程的基本知识和技能，实验和综合性设计任务将帮助学生巩固和应用所学知识。

评估方式包括平时成绩、考试和综合性设计任务。

五、参考书目•史密斯，卡尔. 过程控制工程[M]. 机械工业出版社, 2005.•埃尔曼. 过程控制[M]. 科学出版社, 2011.•陈学林, 王福梅. 控制工程实验教程[M]. 电子工业出版社, 2009.六、结论过程控制工程是工业自动化中不可或缺的一部分。

过程控制工程课程设计实用标准文案文档大全目录绪论 (3)第一章自控工程设计概述 (4)1.1自控设计的任务 (4)1.2自控设计的容 (4)1.3自控设计的方法 (5)1.4自控设计的意义 (6)第二章工艺介绍及控制方案选择 (6)2.1脱硫工艺简介 (6)2.1.1工艺原理和工艺流程 (7)2.1.2HPF法脱硫操作条件 (8)2.1.3主要工艺操作控制指标 (9)2.2管道仪表流程图 (10)2.2.1主要控制回路和方案 (10)2.2.2管道仪表流程图的绘制 (16)第三章自控设备的选型 (16)3.1控制装置的选择 (16)3.1.1PLC控制系统的组成 (16)3.1.2DCS控制系统的组成 (17)3.1.3PLC与DCS的比较 (17)3.1.4结论 (18)3.2PLC的硬件选型 (18)3.2.1PLC选型注意事项 (18)3.2.2PLC 的组成 (19)3.3图例符号的统一规定 (20)3.4检测仪表的选型 (24)3.4.1温度测量仪表的选型 (24)3.4.2压力测量仪表的选型 (25)3.4.3流量测量仪表的选型 (25)第四章控制室设计 (26)4.1设计要求 (26)4.1.1位置选择 (26)4.1.2尺寸设计 (26)4.1.3控制室的采光 (26)4.1.4控制室的供电及安全 (27)4.2根据要求结合工程特点设计 (27)4.3其他补充说明 (27)第五章仪表连接 (27)实用标准文案5.1系统的整体连接 (27)5.1.1仪表回路接线/接管图 (28)5.1.2仪表盘端子图/仪表盘穿板接头图 (28) 5.2设计仪表端子图 (29)第六章供电 (29)6.1仪表供电系统设计 (29)6.1.1供电系统设计容 (29)6.1.2仪表供电要求 (29)6.1.3对供电交变类型和电压的等级要求 (30) 6.1.4对供电质量的要求 (30)6.2仪表供电配电设计 (30)6.2.1供电回路分组 (30)6.2.2配电方式 (31)第七章信号报警及连锁 (31)第八章安全保护及信息接地 (32)8.1仪表防爆设计 (32)8.1.1防爆设计的重要性 (32)8.1.2危险环境的分类 (32)8.2仪表接地设计 (33)8.2.1接地作用和要求 (33)8.2.2接地系统的设计原则与方法 (34)第九章施工试验及验收 (34)9.1自控工程的施工 (35)9.1.1施工工作容 (35)9.2自控工程的试运行和验收 (35)9.2.1仪表的调校 (35)9.2.2仪表的试运行 (35)9.2.3仪表的交工验收 (36)第十章设计心得 (36)参考文献 (38)文档大全实用标准文案文档大全绪论1.学习自控工程设计的重要性本课程设计主要是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高学生解决实际工程问题的能力。