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1、现代测控仪表教学大纲一、课程基本信息课程名称现代测控仪表Modern Instruments for Measurement & Control课程编码CNE124411020开课院部新能源学院课程团队控制工程组学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业环保设备工程授课语言双语先修课程电工电子学、环境工程原理课程简介 （必修）现代测控仪表环保设备工程专业的必修专业课。通过学习本课程使学生了解连续生产过程关键工艺参数和过程装备状态参数的检 测技术、过程控制仪表的工作原理及应用、简单控制系统的设计与运行、典型复杂控制系统的设计与运行、计算机控制系统的组成及运 用、典型过程
2、装备及工艺的控制，达到使学生了解过程装备测控系统的设计与运用的基本知识，初步熟悉这些知识进行检测系统和控制系 统设计与运用的方法。“Modern measurement and control instrument is a compulsory specialized course for environmental protection equipment engineering specialty. Through learning this course, students can understand the detection technology of key process p
3、arameters and process equipment state parameters in continuous production process, the working principle and application of process control instruments, the design and operation of simple control systems, the design and operation of typical complex control system, the composition and application of
4、computer control system, the control of typical process equipment and technology, to enable students to understand the basic knowledge of the design and application of process equipment measurement and control system, and to be initially familiar with the methods of designing and applying these know
5、ledge to detection system and control system.负责人大纲执笔人、审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 :解过程控制系统的基本概念；了解常见工艺参数的检测方法、手段以及检测仪表的工作原理 及使用，了解先进的传感技术。是1.42M2目标2 ：掌握过程装备系统中的信息传递和反馈的过程以及反馈控制系统的构成，掌握简单控制系统 的设计、调节规律的确定、参数整定方法及投运。具有过程装备检测系统和控制系统设计与运用的 能力。是1.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1
6、章第1章控制系统 的基本概念本章重点难点：控制系统的组成，方框图和控制流程图，过渡 过程指标。/21. 11.1概述过程装备控制的概念，生产过程自动化包含的四部分内容，过 程装备控制的安全性，经济性，稳定性。Ml0.5讲授0. 5自学31.21.2过程控制系统 组成及分类人工控制，自动控制，自动控制与人工控制的比较，自动控制 系统由被控对象、变送装置、调节器和执行器组成，定值控制 系统，程序控制系统，随动控制系统。Ml0.5讲授0.5自学41.31.3过程控制系统 方框图与工艺控制 流程图方块图及其组成，给定值，测量值，偏差信号，控制信号，干 扰，操纵变量，被控变量，仪表图形符号，工艺控制流程
7、图。Ml0.5讲授0.5自学51.41.4过程控制系统 的过渡过程和质量 指标平衡状态（静态），不平衡状态（动态），过渡过程，过渡过程 的分类，最大偏差（超调量），余差，衰减比，过渡时间，偏差 积分性能指标。Ml0.5讲授0. 5自学6第2章第2章被控对象 的特性本章重点难点：一阶对象、二阶对象的特性分析，一阶对象、 二阶对象特性参数的确定。/72. 12.1概述被控对象的基本概念与被控对象的阶跃响应特性。Ml0.5讲授0.5作业82.22.2被控对象的数 学表述一阶对象、二阶对象、纯滞后对象的机理建模与特性分析。Ml0.5讲授0.5作业92.32.3被控对象的实 验测试建模阶跃响应曲线的获取
8、，一阶纯滞后对象特性参数的确定，二阶 对象特性参数的确定。Ml1讲授1作业10第3章第3章过程测量本章重点难点：压力测量，温度测量，流量测量，物位测量，/仪表电容式和扩散硅式压力变送器，热电偶的工作原理及使用特 性，浮子流量计及校正。113. 13.1.概述测量及其重要性，测量的主要参数。Ml0.5讲授0.5自学123.23. 2测量和误差基 本知识测量的定义，测量的分类，测量仪器的组成及作用，测量误差 的概念及分类，仪表的性能指标。Ml0.5讲授0. 5自学133.33.3压力测量压力单位及分类，压力测量仪表的分类，弹簧管压力表，差动 平板电容器，电容式压力变送器，电阻应变原理，扩散硅压力
9、变送器的结构及工作原理，智能差压变送器的概念、组成及特 点，压力表选型及使用。Ml1讲授1自学143.43. 4温度测量测温仪表的分类表，常见测温仪表及特点，热电偶测温的原 理，热电偶的结构，补偿导线，冷端温度补偿，热电阻测温的 原理热电阻的结构，温度测量仪表的选用，温度变送器的作用 及组成，一体化温度变送器，智能温度变送器。Ml1讲授1作业153.53. 5流量测量流量的定义及分类，常用流量测量仪表的分类及性能，差压式 流量计，差压式流量计的安装及运行，浮子式流量计，容积式 流量计，电磁流量计，涡街流量计。Ml1讲授1作业163.63. 6物位测量物位、液位、料位、界位的概念，物位测量仪表的
10、分类，静压 式液位计，差压变送器的组成及工作原理，量程迁移，磁浮子 式液位计，电容式液位计，防爆安全栅及有关概念，变送器与 电源的连接。Ml0.5讲授0.5自学173.73. 7成分分析测量红外线气体分析仪，氧化错氧气分析仪，工业电导仪，气相色 谱仪。Ml0.5讲授0.5自学183.83. 8.显示仪表显示仪表的作用，模拟式显示仪表，自动平衡电子电位差计， 数字式仪表的构成，数字化记录仪。Ml0.5讲授0.5自学193.93. 9过程检测技术 的新进展智能传感器的概念、组成及特点，软测量的概念，软测量的分 类，多传感器信息融合，虚拟仪器Ml0.5讨论0.5自学20第4章第4章过程控制本章重点难
11、点：电动调节器，气动执行器，P1D规律的实现，Ml/仪表气动执行器气开气关。214. 14.1调节器基本控制规律的概念，位式控制，比例控制，比例积分控制， 比例积分微分控制，DDZIH型电动调节器的功能、组成及各部 分工作过程分析，调节器的正反作用，可编程调节器的构成、 分类、主要功能及使用。M22讲授2自学224.24. 2执行器执行器的作用，执行器的分类，气动执行机构的组成、工作过 程及正反作用，电动执行机构的组成、工作过程，调节机构的 功能，调节机构的正反作用，气开气关阀，流量特性，流量系 数，可调比，电/气转换器，电/气阀门定位器。M22讲授2作业23第5章第5章简单控制 系统本章重点
12、难点：被控变量的选择，操纵变量的选择，执行器的 选择，操纵变量选择的方法，执行器气开气关的确定，控制过 程的分析，调节器正反作用的确定。/245. 15.1概述简单控制系统的概念、组成，简单控制系统的应用范围。M20.5讲授0. 5自学255.25. 2被控变量的选 择被控变量选择的重要性，被控变量选择的原则。M20.5讲授0.5自学265.35. 3操纵变量的选 择被控对象的特性对控制质量的影响，操纵变量选择的原则。M20.5讲授0.5自学275.45.4控制系统中的 测量问题被控对象的特性对控制质量的影响，操纵变量选择的原则。M20.5讲授0.5自学285.55. 5执行器的选择调节机构流
13、量特性的选择，气动执行器开闭形式的选择。M20.5讲授0.5作业295.65. 6调节器的选择控制规律的选择，调节器正反作用的选择。M20.5讲授0.5作业305.75.7控制系统的投 运及控制器参数的 整定控制系统的投运，调节器参数整定的概念及方法。M21讲授1作业31第6章第6章复杂控制 系统本章重点难点：串级控制系统，比值控制系统，前馈控制系 统，串级控制系统的调节过程，分析、均匀控制系统的参数整 定。/326. 16. 1串级控制系统串级控制系统的结构及有关概念，串级控制系统的工作过程分 析，串级控制系统的特点及应用，串级控制系统的设计，串级 控制系统的整定及投运。M22讲授2作业33
14、6.26.2前馈控制系统前馈控制的思想，前馈控制的特点，静态前馈控制，动态前馈 控制，前馈一反馈控制系统。M22讲授2作业346.36. 3比值控制系统比值控制的概念，比值控制系统的类型及其工作过程分析。M21讲授1自学356.46.4均匀控制系统均匀控制的思想及特点，均匀控制系统的结构形式。M21讲授1自学366.56. 5分程控制系统分程控制的概念，执行器分程同向动作，执行器分程异向动 作，分程控制的应用范围。M21讲授1自学376. 66.6选择性控制系 统选择性控制的基本概念，高选器，低选器，选择性控制系统的 工作过程分析。M21讲授1自学38第7章第7章计算机控 制系统本章重点难点：
15、工业控制计算机，分散控制系统，分散控制系 统的组成及工作过程分析。/397. 17.1概述计算机控制系统的方框图，计算机控制系统的控制过程，计算 机控制系统的分类。M20.5讲授0.5自学407.27. 2系统的硬件组 成过程通道，人机联系，通信网络。M20.5讲授0.5自学417.37. 3系统的软件组 成系统软件，应用软件，过程检测和过程控制中的软件问题，组 态软件。M21讲授1作业427.47. 4工业控制计算 机工业控制计算机的概念，组成，功能特点。M21讲授1作业437.57. 5.分散控制系 统分散控制系统（DCS）的概念，体系结构，组成，功能特点。M20.5讲授0.5自学447.
16、67. 6现场总线控制 系统现场总线控制系统（FCS）的概念，体系结构，组成，功能特占八、OM20.5讲授0.5自学45第8章典型过程装备控制本章重点难点：热交换器温度控制，热父换器模型及仪表参数 选择。/468. 18.1热交换器温度 控制控制系统结构设计，系统组成，仪表静态参数的设计。M21讲授1自学478.28. 2流体输送设备 的控制流体输送设备控制系统的特点，典型控制系统介绍。M20.5讲授0.5自学488.38. 3化学反应器的 控制化学反应器的控制要求，典型控制系统介绍。M20.5讲授0.5自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每次布置2、3道题目，平均每次
17、课1道题以上。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对测控仪表与过程控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主 要有分析和计算题。15%2随堂测验本课程要求针对课堂讲授过程中重点难点内容，随堂布置在线测试题，考察学生对重点难点内容的掌握情况，并对题目 准确性评分，根据测验结果对学生掌握不好的知识点进行补充讲授。15%3期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考核学生对测控仪表与过程控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力， 题型主要有选择题、分析
18、题、计算题等。60%4考勤机点名、刷卡点名等5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业20%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思 路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比 较完整、格式比较合理、答案基本准确D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱2Ml随堂测验20%A-在给定时间内完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-在给定时间内完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确c-在给定
19、时间内完成，解题思路比较清晰、步骤比较完 整、格式比较合理、答案基本准确D-抄袭，未能按时完成，解题思路混乱3Ml期末考试60%（见试卷评分标准）4/考勤0%A-全勤B-缺勤1次 C-缺勤2-3次D-缺勤3次以上5/平时作业0%A-精神状态饱满，回答问题准确B-精神状态良好，问题回答较好C-精神状态一般，问题回答一般D-精 神状态较差，回答问题有误6M2平时作业20%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思 路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比 较完整、格式比较合理、答案基本准确D-
20、作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱7M2随堂测验20%A-在给定时间内完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-在给定时间内完成，解题思路 比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确c-在给定时间内完成，解题思路比较清晰、步骤比较完 整、格式比较合理、答案基本准确D-抄袭，未能按时完成，解题思路混乱8M2期末考试60%（见试卷评分标准）9/考勤0%A-全勤B-缺勤1次C-缺勤2-3次D-缺勤3次以上10/课堂表现0%A-精神状态饱满，回答问题准确B-精神状态良好，问题回答较好C-精神状态一般，问题回答一般D-精 神状态较差，回答问题有误评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1过程装备控制技术及应用，王毅、张早校，化学工业出版社，2018年10月.（*主教材）2图书1过程设备控制系统及仪表，李亚芬，大连理工大学出版社，2006年&3图书1控制仪表及装置，吴勤勤，化学工业出版社，2008年1月.4图书1过程控制，金以慧，清华大学出版社，1993年8月.