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《自动化专业综合实验》教学大纲
一、课程基本信息专业综合实验课程名称Comprehensive Experiments课程编码CTL123311040开课院部控制科学与工程学院课程团队专业综合实验教学团队学分
4.0课内学时4周讲授0实验0上机0实践4周课外学时0适用专业自动化授课语言中文自动控制原理、自动控制原理实验、传感器与检测技术、传感器与检测技术实验、现代控制理论、过程控制仪表与装置、过程控制仪表与装置实先修课程验、过程控制工程、过程控制工程实验、计算机控制专业综合实验是在各专业课程之后设置的实验环节,包含过程控制、计算机控制和可编程逻辑控制二部分通过实验环节使学生熟悉控制系统的软硬件组成、掌握控制系统的建模、分析与控制器设计方法、强化软件开技能和提高培养学生独立发现问题和解决问题的能力课程能增加学生团队合作的经验并为将来解决复杂过程问题工作打下基础(对应毕业要求
3.
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11.2)课程简介(必The courseof comprehensiveexperiments isavailable forstudents whohave finishedthe specializedcourses inautomation theory.This course修)consists ofthree experimentsincluding processcontrol,computer control,and programmablelogic controllercontrol system.According tothe experiments,the studentswill beacquainted withthe hardwareand softwareof thecontrol system,master themethods ofmodeling,analysis andcontroller design,enhance theskills ofsoftware developmentand improvethe abilityto discoverand solvethe problemsindependently.The studentwill alsoget theexperience ofteam workingand beready toface themore complexproblem infuture engineeringprojects.Corresponding tograduation requirements:
3.1,
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6.2,
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10.1,
10.2,
11.2负责人大纲执笔人审核人
二、课程目标毕业要求指标点序号代号课程目标0BE任务自选目标1:针对实验任务,能够在考虑社会、健康、安全、法律及环境等制约因素的影响下制定设计方案,1Ml是
3.4并能从技术和经济角度对设计方案进行可行性评价2M2目标2能够掌握完成实验任务所需DCS、PLC及计算控制开发技术,实施控制方案是
3.13M3目标3能够针对控制装置的运行数据进行合理分析,获得有效的结论是
4.3目标4能够根据实验任务适用的实际工程背景,分析和评价工程实践对社会、健康、安全、法律及文4M4是
6.2化等方面的影响,同时在考虑这些制约因素对项目实施的影响下,理解工程师所应承担的责任目标5具有团队意识,能够以团队合作的组织形式共同完成实验任务,承担团队负责人与成员的相应责5M5是
9.3任,并与其他成员进行有效沟通6M6目标6能够按照格式要求撰写综合实验报告,对整个实验过程和结果进行总结与分析是
10.1目标7能够运用专业语言与术语阐述与表达实验内容以及遇到的问题,与他人进行有效地沟通与交7M7是
10.2流8M8目标8能够综合应用工程管理管理与经济决策方法开展综合实验,具备管理与经济决策的能力是
11.2
三、课程内容支撑课程课内课外序号章节号标题课程内容/重难点教学方式课外环节目标学时学时1第1部分
1.过程控制系统/t///3,M4,M5,M6,M7,M
81.1熟悉流量、压熟悉系统的工艺流程,了解装置上的检测点和执行机构,掌握如何讲授/讨论/
21.1力控制工艺流程,1天//开启、关闭系统,绘制整个工艺过程的工艺流程图实验绘制装置流程图
31.2熟悉浙大中控DCS的设计环境及控学习组态环境的使用,掌握主控卡组态、控制站组态的方法,了解M1,M2,M讲授/讨论/
31.21天//制站组态、整操作小组的设置3实验4口o
1.3流程图绘制及在组态软件中绘制工艺流程图,完成分组画面、趋势图、数据界面Ml,M2,M3讲授/讨论/
41.31天//组态等组态实验
51.
41.4控制系统实验对控制系统组态进行调试,并完成流量及压力对象特性测试M4,M63天讲授/讨论///实验
1.5复杂控制系统实明确复杂控制的目标,针对实验数据,分析对象特性,设计复杂系M4,M5,M讲授/讨论/
61.53天//验统控制方案并实施,对控制效果进行比较分析6实验对任务完成情况进行检查,对系统运行效果进行验证,对小组成员
71.
61.6结果检查M7,M81天检查/答辩//进行针对性答辩8第2部分
2.计算机测控系统////3,M4,M5,M6,M7,M8提出实验的总体任务要求,简要介绍本实验系统的基本构成,学生
2.1任务提出与总体讲授/讨论/
92.1根据任务要求通过查阅相关参考资料设计构建系统的具体方案1天//设计实验3简单介绍LabVIEW软件开发平台的使用,学生通过自学初步掌握具体程序的开发方法介绍采集卡、被控对象实验箱、风扇等硬件设备的使用方法,由学生完成相关电路的搭建及硬件测试根据设计方案进M4,M5,M讲授/讨论/
102.
22.2实验方案实施3天//行硬件的连接及软件控制程序的开发,完成计算机自动控制实验系统6实验的构建学生对实验系统进行性能分析及参数调整,进一步完善系统性能
2.3现场考核与总结对任务完成情况进行检查,对系统运行效果进行验证,对小组成员进
112.3M7,M81天检查/答辩//行针对性答辩Ml,M2,M3,M4,12第3部分
3.PLC控制系统////M5,M6,M7,M8简要介绍本实验系统的基本构成,提出实验的总体任务要求,学生
3.1任务提出与总体讲授/讨论/
133.1根据任务要求通过查阅相关参考资料设计构建系统的具体方案1天//设计实验
3143.
23.2PLC控制系统完成PLC控制程序的开发与测试简要介绍MCGS组态软件,学M4,M5,M3天讲授/讨论//的构建生通过自学初步掌握组态程序的开发方法并完成上位机程序的开发6/实验与测试学生完成上位机组态程序与下位机PLC控制程序的联接并测试系统的各项功能“
3.3现场考核与总对任务完成情况进行检查,对系统运行效果进行验证,对小组成员
153.3M7,M81天检查/答辩/结进行针对性答辩
四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比包括实验工作的实施、团队协作和项目进展情况要求学生使用项目管理的方法管理整个实验进度,检查学生实验过程完成情1平时表现30%况、团队协作情况和项目进度演示与答辩2要求学生演示实验成果并回答问题25%要求学生根据实验完成情况撰写报告,内容包含方案设计、方案评价、分析与结论、内容与格式以及工程队社会的影响3报告撰写45%
五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级方案设计及可行性评价A-设计目标明确、具有可衡量的技术指标,设计方案合理,能够充分分析多种因素对设计目标与设计方案的影响,可行性评价论证充分合理B-设计目标明确,设计方案较为合理,能够分析影响设计目标与设计方案的部分因素,可行性评价论证较为合理c-设计目标基本明确,设计方案基本合理,基本了解影响设1Ml报告撰写100%计目标与设计方案的影响因素,基本实现对设计方案的可行性评价D-设计目标不明确,设计方案不合理,不清楚影响设计目标与方案的因素,不能从技术和经济角度对设计方案进行可行性评价系统实施A-能够通过自主学习熟练掌握相关开发技术与软硬件调试技术,自主解决开发过程中遇到的问题,自主实现控制方案B-能够较好地掌握相关开发技术与软硬件调试技术,需要通过帮助解决部分开发过程问题和实施2M2平时表现100%控制方案C-基本掌握相关开发技术与软硬件调试技术,在实施控制方案的过程中需要较多的帮助与指导D-不能掌握相关开发技术,不能实现控制方案分析与结论A-实验数据充足,实验数据处理合理,充分分析各种工作条件下的实验数据,结论正确B-实验数据3M3报告撰写100%较为充足,实验数据处理较为合理,对于不同工作条件下的数据分析与结论较为正确c-实验数据处理基本合理,对主要工作条件下的数据分析与结论基本正确D-不能根据实验数据进行合理分析并获得有效结论工程与社会A-合理分析与评价工程实践对社会、安全、法律等多方面的影响,对工程师所应承担的责任有正确的理解和充分地分析与总结B-能够较合理地分析与评价工程实践对社会、安全等某些方面影响,较好地理解工程4M4报告撰写100%师所应承担的责任,并进行分析与总结c-能够基本合理地分析与评价工程实践对社会某个方面的影响,认识到工程师所应承担的责任并进行总结D-不能分析和评价工程实践对社会的影响,对工程师所应承担的责任没有正确的认识团队协作A-实验任务完成效果良好团队负责人充分发挥管理作用,协调成员高效有序地开展实验工作成员充分发挥个人作用,积极配合其他成员工作B-团队能够较好地完成实验任务,负责人能够较为有效地组织与管理5M5平时表现100%团队工作,团队成员能够较为主动地完成各自任务,并配合他人工作c-实验任务完成情况一般,团队负责人能够开展组织与管理工作,团队成员基本能够完成各自任务D-实验任务完成情况较差,负责人不能起到组织与管理作用,成员不能完成自身工作,缺少成员间的配合内容与格式A-格式规范、数据详实、图表清晰、文字描述专业、语言表达流畅,报告内容完整充实B-格式较为规范、数据较为详实、图表比较清晰、文字描述较为专业、语后表达较为流畅,报告内容较为完整,部分内容不够6M6报告撰写100%充实c-格式基本规范、数据基本详实、图表基本清晰、语后表达基本流畅,部分文字描述不够专业,报告内容基本完整,内容基本充实D-报告格式不规范、内容不完成,或报告存在抄袭现象A-系统功能完善,运行正常,控制效果好答辩过程语言表达流畅,内容表述清晰准确,回答问题正确B-系统功能较为完整,运行没有关键错误,控制效果较好答辩过程语言表达较为流畅,内容表述较为清晰准确,回答问题7M7演示与答辩100%较为正确C-系统功能基本完整,运行有少量错误,控制效果有待改善答辩过程语言表达基本流畅,内容表述基本准确,回答问题基本正确D-系统功能不完整,运行有致命错误,不能实现控制方案不能合理阐述所完成的实验工作,回答问题不止确项目进展A-能够根据系统模型的形式,选择恰当的方法准确分析系统的稳定性与动态特性,能够准确分析参数变化对系统性能的影响B-能够准确分析系统动态特性与稳定性分析,能够较为准确地分析系统参数变化对系统性8M8平时表现100%能的影响c-系统动态特性和稳定性分析的基本正确,理解系统参数变化对系统性能的影响D-不能采用合适的方法分析系统的动态特性和稳定性,或得到错误结论评分等级说明[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];[M,N]=[80-100,0-79]
六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书虚拟仪器技术分析与设计(第二版),张重雄,电子工业出版社,
2012.2图书过程控制工程(第三版),戴连奎,化学工业出版社,
2012.3图书计算机控制技术,于海生,机械工业出版社,
2014.4图书1计算机控制系统,刘士荣,机械工业出版社,
2013.。