《化工仪表及自动化》课程单元设计书

《化工仪表及自动化》课程单元设计书教学项目项目一绪论学时2工作任务任务1:相关定义，学科发展，及分类知识目标

1.了解化工自动化的发展状况、意义及目的

2.熟悉各阶段化工仪表的作用能力目标培养目标L掌握化工仪表及自动化系统的分类

3.明确学习化工仪表及自动化的实际意义素质目标

1.养成良好的职业道德，科学态度2,能按照生产安全操作规程规范操作教学载体课堂教学，多媒体展示学习内容

1.化工仪表及自动化定义

2.化工仪表发展过程及分类教学内容

3.自动化控制系统分类训练内容

1、了解自动控制系统的组成

2、自动控制系统的分类

3、仪表及自动化学习的意义

1、建议播放化工仪表发展视频教学方法

2、展示化工企业自动化控制系统

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目二检测仪表基本知识学时2任务1误差工作任务任务2品质指标任务3信号种类、检测仪表分类及测量方法知识目标L了解检测系统的信号类型、传递形式；

2.了解检测仪表的分类、测量方法分类能力目标培养目标

1.掌握测量误差的类型、表示方法；2,掌握仪表的品质指标，能根据相关数据确定仪表的精度素质目标

1.养成良好严谨的治学态度，会根据化工工艺参数正确选择检测仪表；

2.能根据有关数据计算并校验化工检测仪表教学载体多媒体展不，实物展不学习内容

1.误差的产生及分类、表示方法

2.评价化工仪表好坏的品质指标

3.检测系统中信号的传递形式教学内容

4.检测仪表与测量方法的分类训练内容

1、测量中误差的计算；

2、由最大绝对误差及仪表的量程确定仪表的精度；

3、检测工具的分类及使用场所

1、检测方法的分类及优缺点

1、播放化工仪表发展视频教学方法

2、展示化工企业自动化控制系统对学生进行科学发展观教育教学项目项目三压力检测学时4任务1压力单位及测压仪表任务2弹性式压力计工作任务任务3电气式压力计任务4智能式变送器任务5压力计的选用及安装知识目标L了解压力的检测原理，压力的单位及表示方法；

2.熟悉压力检测过程中物理量的转变能力目标培加目标1,掌握压力检测仪表的分类

2.会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的压力表素质目标

1.养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2.能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，相关仪表展示学习内容

1、压力单位及换算、压力表示方法常用的压力测量仪表

2、弹性式压力计的类型，弹性式压力计的工作原理能参数

3、电气式压力计的的概念，测压原理.、构造教学内容

4、智能式变送器的特点、结构原理，手持通信器的功能

5、压力计的选用步骤及注意事项，压力计的安装训练内容

1.表压及真空度的计算

2.弹性式压力计的构造及功能

3.根据压力的大小确定压力计量程

1、压力检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的发展而发展的；教学方法

2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目四流量检测学时4任务1流量的表示方法及流量计的分类任务2差压式流量计工作任务任务3转子流量计任务4漩涡流量计任务5质量流量计知识目标

1、了解流量的检测原理，流量的单位及表示方法；

2、熟悉流量检测过程中物理量的转变能力目标培养目标

1、掌握流量检测仪表的分类

2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的流量仪表素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容

1、流量的单位及换算、流量表示方法及常用的流量测量仪表教学内容

2、节流现象及节流原理，差压变送器的工作原理，差压式流量计的测量原理

3、转子流量计的工作原理，电远传式转子流量计构造及原理

4、漩涡流量计的工作原理

5、质量流量计的种类及工作原理

6、其它各种流量计构造及工作原理训练内容L根据流量的基本方程式分析差压式流量计检测时与哪些因素有关；

2.节流元件与精度关系；

3.质量流量计的工作原理及方式

1、流量检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的发展而发展的；教学方法

2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目五物位测量学时4任务1物位检测的意义及主要类型任务2差压式液位计任务3其他液位计工作任务知识目标

1、了解物位的检测原理，物位检测的重要性；

2、熟悉流量检测过程中物理量的转变能力目标培养目标

1、掌握物位检测仪表的分类

2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的物位仪表素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容

1、物位检测的意义及物位仪表的分类

2、差压式液位计工作原理，零点迁移的概念及原理教学内容

3、其他液位计的工作原理、构造训练内容L物位检测仪表的检测原理；

2.零点迁移的判断及迁移量的计算；

3.其他物位计的工作原理及优缺点

1、物位检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的发展而发展的；教学方法

2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目六温度检测学时4任务1概述工作任务任务2热电偶温度计任务3热电阻温度计任务4温度变送器知识目标

1、了解温度的检测原理，温度检测的重要性；

2、熟悉温度检测过程中物理量的转变能力目标士口加目标

1、掌握温度检测仪表的分类

2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的温度仪表素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，相关仪表展示学习内容

1、温度测量仪表的分类及工作原理；教学内容

2、热电偶的构造及测温原理，热电偶的使用及注意的问题；

3、热电阻的测温原理及常用热电阻；

4、各种温度变送器的工作原理训练内容L温度检测仪表的检测原理；

2.热电偶热电势的计算及补偿；

3.热电偶分度表及热电阻分度表的使用

1、温度检测仪表也是随着社会的进步和科学技术的发展而发展的；教学方法

2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目七显示仪表学时4工作任务任务1模拟式显示仪表任务2数字式显示仪表任务3新型显示仪表知识目标

1、了解显示仪表的工作原理；

2、熟悉模拟式显示仪表的构造及适用范围能力目标培养目标

1、掌握显示仪表的分类

2、会根据工艺参数及被测的介质正确选择合适的显示仪表素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，相关仪表展示学习内容

1、自动平衡电子电位差计的工作原理、构造、各电阻的作用；电子自动平衡电桥的工作原理、构造，了解两者的异同；

2、数字式显示仪表的基本组成、工作原理及特点；教学内容

3、无纸记录仪、虚拟显示仪表工作原理、构造；训练内容

1.显示仪表的工作原理；

2.各种显示仪表的优缺点及显示方式；

3.新型显示仪表的优势及发展趋势

1、显示仪表也是随着社会的进步和科学技术的发展而发展的；教学方法

2、详细说明各种仪表的构造及使用范围；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目八自动控制系统概述学时4任务1自动控制系统的组成任务2自动控制系统方块图任务3过渡过程和品质指工作任务标知识目标

1、了解方块图的概念及画法；

2、了解静态与动态能力目标

1、掌握化工自动化的定义，掌握自动控制系统组成及各部分作用培养目标

2、掌握信号和变量的概念、反馈的概念，掌握自动控制系统的分类

3、掌握过渡过程及基本形式素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、能把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，展不简单的自动控制系统学习内容

1、化工自动化的定义，自动控制系统组成及各部分作用；教学内容

2、信号和变量的概念、反馈的概念，方块图的概念及画法，自动控制系统的分类；

3、静态与动态，过渡过程及基本形式训练内容L自动控制系统的静态与动态特点；

2.信号流和物料流、能量流的区分；

3.自动控制系统品质指标的计算

1、自动控制系统随着社会的进步和科学技术的发展而逐步完善的；教学方法

2、自动控制系统是如何取代手工控制的；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目九对象特性和建模学时4任务1数学模型及描述方法任务2机理建模任务3实测建模工作任务知识目标

1、了解数学知识解决实际问题的方法；

2、了解实测建模过程能力目标

1、掌握数学模型的概念、主要形式培养目标

2、掌握机理建模的方法，描述对象特性的参数，掌握描述对象特性的参数及其用途；

3、掌握描述对象特性参数的含义素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，实例讲解学习内容

1、数学模型的概念、主要形式；

2、机理建模的方法，描述对象特性的参数，描述对象特性的参数及其用途；教学内容

3、实测建模过程训练内容

1.机理建模中的三种对象的微分方程的建立与求解；

2.描述对象特性参数的图像及含义

1、要根据被控对象的特性制定合适的控制方案；教学方法

2、重点掌握数学模型的概念；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十基本控制规律学时4工作任务任务1位式控制任务2比例控制任务3积分控制任务4微分控制知识目标

1、了解自动控制系统中最基本的控制规律，了解位式控制的分类及控制原理；

2、了解比例控制规律及特点，了解比例度及其对控制过程的影响能力目标培养目标

1、掌握积分控制规律及其特点；

2、掌握微分控制规律及其特点素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会用本节学到的相关知识解决化工生产中的实际问题教学载体课堂教学，多媒体展不，实例讲解学习内容

1、自动控制系统中最基本的控制规律，位式控制的分类及控制原理；

2、比例控制规律及特点，比例度及其对控制过程的影响；教学内容

3、积分控制规律及其特点；

4、微分控制规律及其特点训练内容

1.各种控制规律的特点及对控制过程的影响；

2.实际控制方案的确定原则

1、控制规律随着社会的进步和科学技术的发展而逐步被发现的；教学方法

2、如何根据实际需要选择合适的控制规律，从而制定合理的控制方案；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十一自动控制仪表学时4任务1控制仪表的作用及分类任务2模拟式控制仪表任务3数字式控制仪表工作任务知识目标

1、了解DDZ-III型电动调节器的特点、工作原理；

2、了解可编程调节器的基本构造及原理能力目标

1、掌握控制仪表的分类及其特点，掌握控制仪表的结构形式、信号形式；培养目标

2、掌握模拟式控制仪表的基本结构；

3、掌握可编程调节器的主要特点素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，实例讲解学习内容

1、控制仪表的分类及其特点，控制仪表的结构形式、信号形式；

2、模拟式控制仪表的基本结构，DDZ.m型电动调节器的特点、工作原理；教学内容

3、可编程调节器的主要特点，可编程调节器的基本构造及原理训练内容L机理建模中的三种对象的微分方程的建立与求解；

2.描述对象特性参数的图像及含义

1、详细讲解各种自动控制仪表的工作原理及适用场合；教学方法

2、重点掌握模拟式控制仪表的结构；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十二执行器学时4任务1气动执行器工作任务任务2阀门定位器与电-气转换器任务3电动执行器知识目标

1、了解气动执行器的结构与分类及作用方式；

2、了解电一气转化换器及电一气阀门定位器的结构；

3、了解电动执行器的结构及作用方式能力目标培养目标

1、掌握气动执行器的作用方式及其流量特性

2、掌握电一气转化换器及电一气阀门定位器的作用方式及其流量特性；

3、掌握电动执行器的作用方式及其流量特性素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展小，实例讲解，虚拟仪表演小学习内容

1、气动执行器的作用、组成及分类，控制阀的安装及维护；

2、气动阀门定位器、电-气阀门定位器、电-气转换器的工作原理；教学内容

3、电动执行器的特点、作用训练内容

1.控制阀的安装；

2.控制阀的维护

1、详细讲解各种控制阀的工作原理及适用场合；教学方法

2、重点掌握电动控制器的结构与工作原理；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十三简单控制系统学时4任务1简单控制系统的结构与组成任务2简单控制系统的设计任务3控制器参数工作任务的工程整定知识目标

1、了解简单控制系统的结构与组成；

2、熟悉简单控制系统的设计；

3、了解调节系统的投运及操作中常见问题能力目标培养目标

1、掌握简单控制系统的结构与组成；

2、掌握调节器调节规律的选择；

3、掌握控制器参数的工程整定素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内容

1、简单控制系统的结构与组成；

2、简单控制系统的设计；

3、调节系统的投运及操作中常见问题；教学内容

4、调节器调节规律的选择，控制器参数的工程整定训练内容

1.简单控制系统的设计；2,控制器参数的工程整定

1、被控变量与操纵变量的选择；教学方法

2、控制器控制规律的选择及参数整定；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十四复杂控制系统学时4任务1串级控制系统任务2均匀控制系统任务3比值控制系统工作任务任务4前馈控制系统和选择控制系统任务5分程控制系统和多冲量控制系统知识目标

1、了解串级控制系统的特点及应用；了解均匀控制系统的特点；了解比值控制系统的特点；

2、了解前馈控制系统和选择控制系统的特点、控制方案及应用；了解分程控制系统和多冲量控制系统的特点能力目标土口升目标

1、掌握串级控制系统主副控制器正反作用的选择；掌握均匀控制系统的特点、控制方案及应用；

2、掌握比值控制系统的特点、控制方案及应用；掌握选择性控制系统积分饱和及其防止；

3、掌握分程控制系统和多冲量控制系统的特点、控制方案及应用素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学内容教学载体课堂教学，多媒体展不，实例讲解，复杂控制系统仿真演示学习内容

1、串级控制系统主副控制器正反作用的选择；

2、均匀控制系统的特点、控制方案及应用；

3、比值控制系统的特点、控制方案及应用；

4、选择性控制系统积分饱和及其防止；

5、分程控制系统和多冲量控制系统的特点、控制方案及应用训练内容

1.各种控制系统的投运；

2.各种控制系统参数的整定；

3.控制规律的正确选择

1、各种控制系统的运用规律；教学方法

2、各种控制系统的参数整定与投运；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十五高级控制系统学时4任务1自适应控制系统任务2预测控制系统任务3智能控制系统任务4神经元工作任务网络控制任务5模糊控制系统任务6最优控制系统知识目标

1、了解高级控制系统的主要特征；了解〃不确定性〃；了解自适应控制系统的类型及特点、控制原理；

2、了解预测控制系统的概念、特点、原理、方块图；

3、了解专家系统的一般结构；土口加目标

4、了解神经元网络控制的形式、控制原理

5、了解模糊控制方块图及构成，了解最优控制的分类、设计思路能力目标

1、掌握模糊控制系统的概念；素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展不，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内容

1、高级控制系统的主要特征；〃不确定性〃；自适应控制系统的类型及特点、控制原理；

2、预测控制系统的概念、特点、原理、方块图；教学内容

3、专家系统的一般结构；

4、经元网络控制的形式、控制原理；

5、模糊控制方块图及构成，最优控制的分类、设计思路训练内容

1.各种控制系统的主要特征及控制原理；

2.各种控制系统的仿真实训

1、各种控制系统的特点及控制原理；教学方法

2、各种控制系统的的设计思路；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十六计算机控制系统学时4任务1计算机控制概述任务2集散控制系统概述工作任务任务3CENTUM-CS集散控制系统任务4现场总线控制系统知识目标士口升目标

1、了解计算机控制的概念、特点、类型；了解计算机控制系统的发展；

2、了解集散控制系统的基本构成、特点；

3、了解CENTUM-CS的构成及各部分的功用、基本操作方法

4、了解现场总线系统的产生、特征、国际标准化能力目标

1、集散控制系统的基本操作素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，实例讲解，简单控制系统动仿真演示学习内容

1、计算机控制的概念、特点、类型；计算机控制系统的发展；

2、集散控制系统的基本构成、特点；

3、CENTUM-CS的构成及各部分的功用、基本操作方法；教学内容

4、现场总线系统的产生、特征、国际标准化训练内容

1.计算机控制系统的特点及基本操作；

2.现场总线控制系统的特点及操作

1、计算机控制系统的应用；教学方法

2、现场总线控制系统的特点及操作；

3、对学生进行科学发展观教育教学项目项目十七典型化工单元的控制方案学时4任务1流体输送设备的控制方案任务2传热设备的自动控制工作任务任务3精储塔的自动控制任务4化学反应器的自动控制知识目标

1、了解流体输送设备的控制方案；了解并掌握传热设备的自动控制；

2、了解并掌握精微塔的自动控制；了解并掌握化学反应器的自动控制能力目标

1、掌握离心泵、离心式压缩机的防喘控制；掌握冷却剂进行汽化的冷却器自动控制；培养目标

2、掌握精储塔的温差控制及双温差控制；掌握釜式反应器的温度自动控制素质目标

1、养成良好的职业道德，能用科学的方法处理实际问题；

2、会把本节学到的相关知识运用到化工生产中教学载体课堂教学，多媒体展示，实例讲解，典型化工单元自动控制仿真演示学习内容

1、流体输送设备的控制方案；传热设备的自动控制；教学内容

2、精储塔的自动控制；化学反应器的自动控制；

3、离心泵、离心式压缩机的防喘控制；冷却剂进行汽化的冷却器自动控制；

4、精镭塔的温差控制及双温差控制；釜式反应器的温度自动控制训练内容L典型的化工单元的控制方案设计；

21、.典典型型的的化化工工单单元元自控动制控方制案的的实制施定；教学方法

2、化工单元中流量、温度、压力、液位的自动控制；

3、对学生进行科学发展观教育。