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1、过程控制过程控制Process Control一、课程的性质和目的 课程性质：是自动化专业的一门专业核心课。该课程根据现代工业生产过程的特点，以控制理论 为基础，系统地介绍过程控制系统的分析、设计、参数整定方法以及在工业应用中必须注意的有关问 题。 目的：通过本课程的教学，使学生掌握过程控制的基本概念，掌握过程控制对象的建模方法及单 回路控制系统的方案设计和调节器参数整定，了解提高控制品质的常用过程控制系统及应用中的有关 问题，了解集散控制系统的基本结构特点、软件设计、通信网络、工程化设计及在现代工业自动化中 的应用。二、课程教学内容及基本要求（一）课程教学内容及知识模块顺序（一）课程教学内容
2、及知识模块顺序1知识单元一：过程控制的概述 （3 学时） （1）知识点一：过程控制的特点 （2）知识点二：过程控制的发展概况 （3）知识点三：过程控制系统分类及其性能指标 教学基本要求： 了解过程控制的发展历程及过程控制的任务；了解被控对象的一般动态特性；掌握过程控制系统 的组成与基本分类；掌握过程控制系统的性能指标。 2知识单元二：被控过程的检测仪表和控制仪表（6 学时） （1）知识点一：检测仪表的基本技术指标 （2）知识点二：基本控制规律及特点 （3）知识点三：温度/压力/流量检测仪表、模拟式/数字式控制器 教学基本要求： 掌握被控过程的检测仪表和控制仪表的基本特点和用途。3知识单元三：被
3、控过程的数学模型（6 学时） （1）知识点一：被控过程数学模型的作用 （2）知识点二：被控过程数学模型的要求 （3）知识点三：过程数学模型的建立方法（机理法建模、测试法建模） 教学基本要求： 掌握建立过程数学模型的基本方法。4知识单元四: 简单控制系统 （9 学时） （1）知识点一：单回路控制系统 （2）知识点二：被控参数、控制参数 （3）知识点三：PID 调节 （4）知识点四：工程整定方法（经验法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法） 教学基本要求： 掌握简单控制系统的概念与组成，了解过程控制系统设计的主要内容；掌握 PID 控制及其调节过课程编号：课程编号：B0501050S学学 分：分
4、：2.5开课学院：开课学院： 自动化学院学学 时：时： 40课程类别：课程类别：专业课课程性质：课程性质： 必修程；掌握简单控制系统各环节的一般选择原则，包括被控参数、控制参数、检测变送环节、调节规律 以及执行器等；掌握简单控制系统的参数整定方法；通过单回路控制系统工程实例，深入理解与掌握 过程控制系统的设计方法。 5知识单元五: 复杂控制系统 （12 学时） （1）知识点一：串级控制系统、前馈控制系统、大时延系统 （2）知识点二：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 （3）知识点三：解耦控制 教学基本要求： 掌握串级、前馈、比值控制系统的原理、结构、性能及设计、整定方法；
5、了解均匀、分程、选择 控制系统的概念、设计、及整定方法；了解大延迟系统的补偿原理、解耦控制的基本概念与设计。 6 知识单元六: 典型设备与工业过程控制 （4 学时） （1）知识点一：流体输送设备的控制 （2）知识点二：传热设备的控制 （3）知识点三：锅炉设备的控制 （4）知识点四：精馏塔的控制 （5）知识点五：化学反应器的控制 教学基本要求： 了解典型设备的特性及控制方案；通过对典型设备及工业过程控制系统的分析，深入理解与掌握 过程控制系统的设计及整定方法。 （二）课程的重点、难点及解决办法（二）课程的重点、难点及解决办法本课程的重点内容: 过程控制的组成和性能指标；过程控制系统的两种建模方法
6、；PID 调节器控 制规律特点；单回路反馈系统的设计和整定；串级控制、前馈控制、比值控制、解耦控制的设计原理 和参数整定方法；典型的过程控制系统的控制方案设计。难点：过程控制系统的建模方法；PID 控制规律对控制过程的影响；解耦控制系统的设计和相对 增益的求取；典型的过程控制系统的控制方案选择。 解决办法：注重理论学习与实践教学相结合，科学合理安排理论教学内容，做到重点、难点突出； 采用启发式教学，鼓励学生自学，改进教学手段与方法，特别重视对过程控制实验教学环节的学习与 实践，强调学生创新思维和能力的培养，为学生打下坚实的专业基础。三、实验实践环节及基本要求1实验实践教学环节在本课程中的作用及
7、要求（实验教学大纲单独编写） 。实验是工科专业重要的实践性教学环节。专业实验是用于验证所学理论知识，并加深巩固的不可 或缺的步骤。通过该课程的实验，可以使学生进一步巩固和加深对所学过程控制基础理论知识理解， 提高学生分析和设计简单控制系统的能力，培养实事求是、严谨的科学作风和良好的实验习惯，为从 事控制系统的设计、调试奠定基础。2实验项目（具体要求见实验教学大纲）实验一：单回路控制系统的参数整定（2 学时） 实验二：串级控制系统实验（2 学时） 实验三：调节器参数变化对控制过程的影响 （2 学时）四、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课程有高等数学、自动控制原理、现代控制理论等课程，是过
8、程计算机控制系统的 核心，为进一步学习和研究过程计算机控制系统奠定基础。五、对学生能力培养的要求 通过课程的学习，使学生在掌握过程控制系统的基本理论、基本分析方法和基本实验技能的基础 上，具有对过程控制系统进行设计、综合和分析的能力，解决实际问题的能力。为今后从事生产过程 自动化、开发先进控制系统奠定扎实的理论基础和工程技术基础。六、课程学时分配 总学时 40 学时，其中讲课 36 学时，实验 4 学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。课程学时分配表课程学时分配表教学环节 时数 课程内容讲课上机实验课外小计过程控制的概述33 被控过程的检测仪表和控制仪表66 被控过程的数学模型66 简单控制系统549 复杂控制系统10212 典型设备与工业过程控制44 总 计34640七、建议教材和教学参考书目1 1教材教材王再英，刘淮霞，陈毅静.过程控制系统与仪表.机械工业出版社，2006 年 2 2主要参考书主要参考书 1 郭一楠. 过程控制系统. 机械工业出版社，2009 年 2 俞金寿、孙自强.过程控制系统. 机械工业出版社，2009 年 3 黄德先等.过程控制系统.清华大学出版社，2011 年八 、课程考核 闭卷考试，成绩包括平时成绩与卷面成绩。