27056 化工儀表及自動化

一、課程設置目的與要求

（一）課程設置目的

使工科非電氣信息類專業學生了解包括檢測技術、控制儀表和各種控制系統在內的過程自動化的基本知識，能根據工藝的需要，獨立或與自動化專業人員共同提出合理的自動控制方案。

（二）本課程的基本要求

通過本課程的學習，應考者應能夠了解主要工藝參數的測量方法和儀表的工作原理及特點；能根據工藝要求，初步掌握常用的測量儀表及調節儀表的選用；能了解過程自動化初步知識，理解基本調節規律，懂得調節器參數對調節質量的影響；基本掌握自動化系統的投運和參數整定。二、課程內容與考核目標

第一章 控制系統概述

1. 概述

基本要求：

掌握自動控制的基本概念；熟悉自動控制系統的組成、分類；了解自動控制發展簡史。

重 點：

自動控制系統的反饋原理及分類。

難點：

自動控制系統的反饋原理。第二章 控制系統分析方法（2學時）

基本要求：

掌握簡單控制系統方塊圖的基本組成、各環節的作用，能根據工藝流程圖畫出系統方塊圖；了解對象數學模型的建立方法，明確過程特性參數K、T、t的物理意義；了解瞬態響應分析方法，掌握系統過渡品質指標的基本概念。

重點： 控制系統方塊圖的組成及各環節的作用；過程特性參數K、T、t的物理意義；系統過渡過程品質指標。

難點： 控制系統方塊圖的畫法；K、T、t的物理意義的理解；過渡過程品質指標的求法。第三章 簡單控制系統 (4學時)

1、簡單控制系統組成原理及分析 2、簡單控制系統設計 3、簡單控制系統的投運及參數整定

基本要求：

掌握簡單控制系統的組成及分析方法、設計方法；了解簡單控制系統的投運及參數方法。

重點：

簡單控制系統的組成及分析方法；簡單控制系統的設計方法。

難點：

簡單控制系統設計中調節器調節規律、正反作用的選擇，調節閥氣開氣關型式的選擇；控制系統控制過程的分析。第四章 復雜控制系統（8學時）

1、串級控制系統 2、均勻控制系統 3、比值控制系統 4、分程控制系統 5、選擇性控制系統 6、前饋控制系統

基本要求：

掌握各復雜控制系統的組成、特點及應用場合。

重點：

串級控制系統的組成、特點、副回路的選擇，主副調節器正反作用的選擇，的工程整定。

難點：

串級控制系統的優點，副回路的確定原則，主副調節器正反作用的選擇。第五章 檢測元件及變送器（10學時）

1、測量誤差和測量儀表的性能指標 2、溫度的檢測及變送 3、壓力的檢測及變送 4、流量的檢測及變送 5、物位的檢測及變送 6、顯示儀表

基本要求：

理解測量誤差的基本概念；熟悉工業儀表的各項性能指標，掌握各測量儀表及變送器工作原理和使用。掌握電子電位差計、電子平衡電橋的工作原理及橋路各電阻的作用。

重點：

測量儀表性能指標，熱電偶溫度計，電動溫度變送器，彈性式壓力計，壓力計的選用差壓式流量計及轉子式流量計，差壓式液位變送器。電子電位差計、電子平衡電橋的工作原理及其與相應的熱電偶、熱電阻的配用。

難點：

熱電偶溫度計的工作原理及冷端溫度補償原理；差壓式流量計測量原理及影響因素；差壓式液位變送器零點遷移問題。電子電位差計的測量橋路及其與熱電偶的配套使用。第六章 調節器（6學時）

1、電動控制儀表概述 2、調節器的調節規律 3、模擬式調節器 4、數字式調節器

基本要求：

了解幾種常用調節規律，掌握P、PI、PID調節的特點、使用及比例度、，積分時間和微分時間對調節過程的影響，熟悉DDZ-Ⅱ型電動調節器和DDZ-Ⅲ型電動調節器的構成、功能及使用。

重點：

調節器的調節規律；DDZ-Ⅱ型電動調節器和DDZ-Ⅲ型電動調節器的使用。

難點：

比例度、積分時間和微分時間對調節器輸出的影響。第七章 執行器（2學時）

1、氣動薄膜調節閥 2、電動執行器 3、電-氣轉換器及電-氣閥門定位器

基本要求：

明確執行器在系統中的地位，掌握氣開氣關閥的選用原則，了解流量特性的影響，了解電動執行器、電-氣轉換器、電-氣閥門定位器的工作原理。

重 點：

氣動調節閥氣開氣關的選擇；調節閥的流量特性。

難 點：

氣動調節閥氣開氣關的選擇。第八章 計算機控制（2學時）

1、計算機控制概述 2、DCS與PLC 3、現場總線技術

基本要求：

了解計算機控制系統組成，了解DCS體系結構及應用，了解PLC組成原理及應用、了解現場總線技術對控制系統的影響。

重點：

了解各類計算機控制系統的組成原理。

難點：

比較各類計算機控制系統的優勢、應用特色及發展前景。實驗

1、電子電位差計校驗 驗證性實驗

基本要求：

了解電子電位差計的構造，掌握其使用與校驗方法。

重點：

電子電位差計的校驗方法。

難點： 電子電位差計零點的校驗及校驗數據的處理。

2、電子平衡電橋檢定 驗證性實驗

基本要求：

了解電子平衡電橋的結構，掌握其使用與檢定方法。

重點：

電子平衡電橋的檢定方法與全行程時間的測定。

難點：

電子平衡電橋檢定數據的處理。 3、電動調節器性能試驗 驗證性實驗

基本要求：

了解電動調節器的構造，使用與試驗方法。

重點：

電動調節器的調校。

難點：

電動調節器比例度，積分時間，微分時間的測試。 4、DDZ—Ⅲ型溫度變送器調校實驗 驗證性實驗

基本要求：

掌握DDZ—Ⅲ型溫度變送器的結構和工作原理；熟悉并掌握溫度變送器使用中的不同接法。

重點：

熱電偶及熱電阻溫度變送器的調校。

難點：

基本誤差及變差的校驗。 5、自動控制系統實驗 綜合性實驗

基本要求：

掌握測取壓力或溫度對象動態特性的方法和自動調節系統的投運方法，了解簡單和串級系統調節器參數的工程整定方法。

重 點：

自動調節系統的投運方法。

難點：

系統投運過程中比例度，積分時間和微分時間對過渡過程的影響。 參考教材：

《過程控制》，林錦國主編，東南大學出版社，2006年。