《过程控制与自动化仪表》教学大纲.pdf

《过程控制》教学大纲

一、内容简介

本教学大纲参照了相关专业的特点，结合自动化专业关于《过程控制与自动化仪表》

课程的要求，按照国家教委颁布的〈自动控制课程教学基本要求〉制定的。本课程的内容

有：过程控制概述和自动化仪表概述、过程参数的检测与变送、过程控制仪表、被控过程

的数学模型、简单控制系统的设计、常用高性能过程控制系统、实现特殊工艺要求的过程

控制系统、典型生产过程控制与工程设计等。

二、本课程的目的和任务

《过程控制》是自动化专业的重要专业课。本课程在系统简明地阐述常用过程量测控

仪表和计算机控制系统基本原理和基本知识的基础上，同时介绍自动调节系统设计和整定

的基础知识。通过本课程的学习可以使学生了解和掌握典型的过程检测和控制仪表的工作

原理和工作性能，并能根据生产过程的特点和控制要求，选用适当的自动化仪表或计算机，

组成实用型过程控制系统。使学生初步掌握系统工程设计的思想和方法

三、本课程与其它课程的关系

。学生在学习本课程之前，应学过以下课程：

·高等数学

·自动控制理论

本课程与高等数学的关系

本课程要用到的数学工具（微分、积分、微分方程求解、傅立叶级数等），应在高等

数学课程中解决。

本课程与自动控制理论的关系

通过反馈控制系统、前馈控制系统等控制方案的学习，应使学生了解自动控制系统方

框图的原理，并能进行初步设计。本课程在此基础上教学，像前馈控制系统方框图、反馈

控制系统方框图等内容应在自动控制理论系统中解决。

四、本课程的基本要求

1、掌握过程控制系统的组成、特点及设计步骤，并掌握自动化仪表的信号制以及防

爆系统的构成。

2、熟悉变送器的构成原理和它的信号传输方式，熟悉二线制接线方式所必须满足的

条件。

3、掌握压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与使用方法；熟悉压力变送器和成

分检测仪表的工作原理及使用特点、适用范围；熟悉智能式变送器的特点及硬件构成。

4、掌握SLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理。

5、熟悉DDZ-Ⅲ型调节器的基本构成、电路原理及其应用特点；熟悉SLPC可编程控制

器的模块指令及工作原理；熟悉智能式电动执行器的功能特点和安全栅的基本类型及构成

原理。

6、掌握被控过程机理建模的方法与步骤；重点掌握被控过程基于阶跃响应曲线及解

析表达式。

7、熟悉被控过程的自衡和非自衡特性；熟悉单容过程和多容过程的阶跃响应曲线及

解析表达式。熟悉被控过程的一次完成最小二乘建模方法，学会用MATLAB语言编写算法程

序。

8、掌握调节起作用方式的选择；重点掌握调节器参数的整定方法与实验技能。了解

简单控制系统的设计任务与开发步骤，了解调节规律对控制质量的影响。

9、掌握串级控制系统的设计方法，熟悉串级控制系统的参数整定方法；掌握前馈补

偿器的设计方法，熟悉前馈-反馈复合控制的特点及工业应用。

10、了解串级控制系统的应用背景，熟悉串级控制系统的典型结构与特点；了解前馈

控制的原理与使用场合；了解大滞后被控过程的解决方案，掌握大滞后过程控制的设计方

法。

11、掌握比值控制系统中比值器参数的计算方法；了解比值控制系统的结构类型、非

线性补偿、动态补偿及实施方案；了解均匀控制的特点及设计方法；了解分程控制的特点

及应用场合；了解自动选择性控制的特点及应用场合。

12、掌握典型过程控制系统的分析与设计方法，并建立起工程设计的基本概念，了解

设计步骤与设计内容。

五、课程内容

第1章绪论

§1-1过程控制概述

§1-2自动化仪表概述

第2章过程参数的检测与变送

§2-1参数检测与变送概述

§2-2温度的检测与变送

§2-3压力的检测与变送

§2-4流量的检测与变送

§2-5物位的检测与变送

§2-6成分的检测与变送

第3章过程控制仪表

§3-1过程控制仪表概述

§3-2DDZ-Ⅲ型模拟式调节器

§3-3数字式控制器

§3-4执行器

§3-5安全栅

第4章被控过程的数学模型

§4-1过程建模的基本概念

§4-2解析法建立过程的数学模型