课程代码 | 020******* | 课程类别 | 专业课程 |
课程类型 | 理实一体课程 | 课程性质 | 必修课程 |
课程学分 | 3学分 | 课程学时 | 48学时 |
修读学期 | 第4学期 | 适用专业 | 电气自动化技术 |
合作开发企业 | 一汽轿车有限公司、长春轨道客车股份有限公司 |
西北大学学报执笔人 | 杨华、陈刚 | 审核人 | 杨华 |
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1．课程定位与设计思路
1．1课程定位
自动化仪表与过程控制课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程，专业必修课程。本课程的作用是通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法培养学生具有相应的构建过程控制系统和综合分析能力。本课程通过前修课程高等数学、电工基础、传感器与自动检测的学习，将传感器在过程控制系统中应用和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学 中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；通过前修课程自动控制系统中反馈控制系统、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。为后续的生产过程自动控制实训、毕业设计的学习打下必要的理论知识和实践基础。
1．2设计思路
整个课程设计一个大的总体项目——电加热锅炉自动控制系统开发与实施。设计自动化仪表与过程控制系统的认识与描述、检测变送仪表、控制仪表、执行器及安全栅、被控过程的数学模型、简单控制系统的设计、提高控制质量的控制系统、满足特定要求的过程控制系统共计六个教学环节，通过“教、学、做”一体化的教学方法，熟悉过程控制系统组成原理、学会仪表的使用、掌握系统调试方法，综合应用知识与各种方法，最终具备能够分析设计符合各种要求的综合过程控制系统的能力。
学习项目一预计参考学时为4学时，学习项目二预计参考学时为12学时，学习项目三预计参考学时为4学时，学习项目四预计参考学时为12学时。学习项目五预计参考学时为10学时，学习项目六预计参考学时为6学时。达到本学习领域的能力培养目标可获3学分。
2．课程目标
在掌握过程控制基本理论和常用控制仪表知识的基础上，能熟练地使用与维护常用控制仪表，能熟练地运行与维护常用过程控制系统，较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。并注重职业素质和职业道德的培养。
2.1能力目标
（1）能够读懂、并能规范地绘制常用带控制点的工艺流程图。
（试验设计与分析2）能根据仪表技术说明书的要求正确使用常用检测仪表，能对变送器实施正确地调零、零点迁移、量程扩展操作；能根据工艺和控制要求，合理设置智能PID控制器的相关参数。
（3）能根据仪表技术说明书的维护要求，能对仪表的常见故障和线路故障合理分析，并加以排除。
（4）能够根据工艺与控制要求合理选择常用的温度、压力、流量和物位检测仪表。
（5）能够根据工艺要求，综合运用知识和各种方法，设计出简单控制系统并加以实施。系谱
（6）能够根据被控参数和系统特点，运用临界比例度法、衰减曲线法两种工程整定方法，对简单控制、串级控制、比值控制系统等控制系统，实施正确地调试，使系统在稳定性、准确性和快速性的三项指标基本优化，满足工艺要求。
2.2知识目标
（1）掌握常用工业过程控制系统的组成原理与性能特点，熟悉其适用场合。理解被控参数、调节参数对系统性能的影响，掌握被控参数与调节参数的合理确定方法。
（2）掌握常用过程检测仪表的结构与测量原理；理解各种PID控制规律对系统的作用，掌握其使用方法；理解过程控制仪表的组成原理与运行机制，熟悉其功能，掌握功能指令的应用方法。
2.3素质目标
锻炼学生竞争、合作、领导、服从、答辩方面的素质。
3．教学内容
根据电气自动化技术专业在就业岗位中需要具备的能力，以一个贯穿性的控制实例——电加热锅炉自动控制系统的开发与实施为载体组织教学内容，以四大参数控制组织课程内容，很好的与实际控制任务相匹配，使学生尽快熟悉岗位任务；为满足绝大多数的工业控制要求，课程内容设计上以单回路控制作为重点，并选择典型复杂控制技术——串级控制和前馈/反馈控制为支撑；以高职培养目标为依据，教学活动按照实际的控制系统开发过程——控制方案、仪表选择、软硬件开发、系统调试与投运的工作过程，组织教学过程，能突出职业能力的培养，实现零距离就业。结合以上教学思想，本课程共设计六个教学环节，共计48学时，其中理论学时44学时，实践学时4学时。海南放映室
表1 学习项目描述
序号 | 学习项目 | 技能内容与教学要求 | 知识内容与教学要求 | 素质内容与 教学要求 | 学时 |
理论学时 | 实践学时 |
1 | 自动化仪表与过程控制系统的认识与描述 | | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，了解过程控制系统和自动化仪表的基本概念 | 具有理论联系实际的良好学风，具有分析和解决生产实际问题的能力；具备一定的方法能力、团队协作能力，以及严谨、规范的工作态度；吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有爱岗敬业，崇尚科学的精神 | 4 | |
2 | 检测变送仪表、控制仪表、执行器及安全栅 | | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，学习介绍检测仪表的基本技术指标以及温度、压力、流量、物位和成分检测方法和常见检测仪表；基本控制规律和特点以及常用控制器；介绍常用执行器的基本结构、原理及其应用和安全防爆的基本概念乙二酸 | 12 | |
3 | 被控过程的数学模型 | | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，学习电加热锅炉炉温的动特性、对象的自衡特性，了解双容对象的特性和纯滞后特性。学会应用实验测定方法及测定动态特性的时域方法。了解对象数学基本模型的推导过程，及如何用基本物理量描述对象的特性 | 4 | |
4限额设计 | 简单控制系统的设计 | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，运用单回路调节系统的控制原理、应用PID参数的整定方法、学习智能调节仪的基本操作与整定方法 | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，学习简单控制系统的结构与组成、简单控制系统的设计、调节规律对控制品质的影响和调节规律的选择以及调节器参数的工程整定方法 | 10 | 2 |
5 | 提高控制质量的控制系统 | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，运用串级调节系统的控制原理、应用PID参数的整定方法、学习智能调节仪的基本操作与参数整定方法 | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，学习了解串级控制系统、前馈控制系统的概念、工作原理及参数整定方法 | | 8 | 2 |
6 | 满足特定要求的过程控制系统 | | 以电加热锅炉自动控制系统为载体，了解比值控制系统的种类、设计与参数整定；均匀、分程、选择性控制系统的类型、工作原理及特点 | | 6 | |
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4．实施建议
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