过程控制与自动化仪表说课课件

说 课兰州资源环境职业技术学院机电工程系王燕说 课兰州资源环境职业技术学院课程说课课程说课课程说课课程说课课程说课温温温温度度度度压压力力力力流量流量流量流量液位液位液位液位过程控制是指广泛运用于化工过程控制是指广泛运用于化工，电力电力，冶金冶金，石油等行业生产线的自动控制石油等行业生产线的自动控制。温度压力流量液位过程控制是指广泛运用于化工，电力，课 程 设 置课 程 设 置过程控制与自动化仪表课程是生产过程自动化专业的一门专业核心课程，专业必修课程专业核心课程，专业必修课程。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的构建过程控制系统和综合分析能力构建过程控制系统和综合分析能力构建过程控制系统和综合分析能力构建过程控制系统和综合分析能力。使学生能够。使学生能够从事生产线调试，操从事生产线调试，操从事生产线调试，操从事生产线调试，操作，数据处理作，数据处理作，数据处理作，数据处理等工作。等工作。本课程是高等职业技术学校自动化专业的主干课程，是本专业本课程是高等职业技术学校自动化专业的主干课程，是本专业本课程是高等职业技术学校自动化专业的主干课程，是本专业本课程是高等职业技术学校自动化专业的主干课程，是本专业学生必修的专业技术课程，是学生专业能力的重要组成部分。学生必修的专业技术课程，是学生专业能力的重要组成部分。学生必修的专业技术课程，是学生专业能力的重要组成部分。学生必修的专业技术课程，是学生专业能力的重要组成部分。课程定位课程定位过程控制与自动化仪表课程是生产过程自动化专业的通过学习性的工自控原理电子技术基础检测与传感技术过程控制与自动化仪表生产实训生产实训前导与后续课程前导与后续课程高等数学电路基础自控原理电子技术基础检测与传感技术过程控制与自动化仪表生产实教学目标教学目标（1）能够读懂、并能规范地绘制常用带控制点的工艺流程图绘制常用带控制点的工艺流程图。（2）能根据仪表技术说明书的要求正确使用常用检测仪表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，合理设置智能合理设置智能PIDPID控制器的相关参数。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能对仪表的常见故障和线路故障合理分析，并加以排除。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。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设计出简单控制系统并加以实施。加以实施。（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，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。教学目标（1）能够读懂、并能规范地绘制常用带控制点的工艺流程课 程 设 计课 程 设 计 整个课程设计一个大的总体项目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。设计思路设计思路 整个课程设计一个大的总体项目自动控制系统开发与 根据生产过程自动化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。教学内容选取依据教学内容选取依据 根据生产过程自动化专业在就业岗位中需要具备的能力，以课时分配课时分配 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14学时。学习项目五预计参考学时为12学时，学习项目六预计参考学时为8学时。共计48学时，其中理论学时44学时，实践学时4学时。课时分配 学习项目一预计参考学时为4学时，学习项重点与难点重点与难点重点重点简单控制系统的组成与设计简单控制系统的组成与设计控制阀的选择控制阀的选择热电偶的校正与补偿热电偶的校正与补偿串级控制系统的组成与设计串级控制系统的组成与设计难点难点传递函数的计算传递函数的计算检测仪表工作原理检测仪表工作原理热电偶的校正与补偿热电偶的校正与补偿分程控制系统的组成与设计分程控制系统的组成与设计重点与难点重点简单控制系统的组成与设计控制阀的选择热电偶的校解决方法解决方法1.1.开展教学做一体化教学开展教学做一体化教学2.2.增加实践操作能力增加实践操作能力3.3.设计学习情境，进行项目驱动教学。设计学习情境，进行项目驱动教学。4.4.增加课程设计增加课程设计解决方法1.开展教学做一体化教学教学实施教学实施过程控制与自动化仪表说课课件教学方法与手段教学方法与手段（1）“教、学、做”一体化过程控制是一门实践性较强的工程技术，采用“教、学、做”一体化的教学方法，不仅便于理论通过学生手脑并用的实践体验加以理解与掌握，从而达到知识内化之目的，同时，由于教学内容的实用性与直观性，将大大增加学生的学习兴趣、激发学生的求知欲望，教学效果明显增强。例如，在介绍调节器的知识时，传统的方法是以较多的篇幅从理论上分析PID调节原理及应用技术，但由于没有紧密地与实践相联系，学生没有直观的实践体验，往往对PID调节原理及其应用技术一知半解，难于实际工作中合理应用。计划将PID调节原理及应用技术通过实践后的分析与求证，使理论紧密地与实践相联系，学生不仅能较快的掌握技术要领，学习的自觉程度也会增强。（2）工学结合过程控制技术是一门较综合的工程应用技术，实施“工学结合”的教学改革，对培养学生的职业能力，为社会输送适用人才，实现毕业生零距离就业，具有重要的意义。为此，我们坚持将工学结合贯穿于教学的始终，并着重抓好以下四个方面的工学结合工作：坚持企业指导学校专业建设和课程开发、开展模拟企业环境现场教学、进行企业现场教学和毕业顶岗实习。（3）企业参观、实习利用第二课堂，带领学生到相关企业参观，了解自动生产线流程、应用环境、企业文化，拓展学生知识面。教学方法与手段（1）“教、学、做”一体化考核标准考核标准 课程考核注重学生职业能力的培养和职业素养的养成，采用过程考核和终结性考核相结合的方法。采用自评、组评、师评三方面评价相结合，多角度考核学生的理论知识、职业能力和职业素养。（1）过程考核以平时多角度评价的方式，全面考核学生的理论知识、职业能力和职业素养。总成绩为100分。（2）终结性考核以期末笔试为主，从主观和客观两方面进行理论知识的考核。总成绩为100分。（3）总成绩总成绩=过程考核50%+终结性考核50%。考核标准 课程考核注重学生职业能力的培养和职业素养的养教学资源教学资源教材教材高职高专高职高专“十一五十一五”规划教规划教材材作作 者：武平丽者：武平丽 主编主编出出 版版 社：化学工业出版社社：化学工业出版社出版时间：出版时间：2007-6-12007-6-1 本书以控制系统为体系，将过程参数检测本书以控制系统为体系，将过程参数检测变送、显示记录及控制仪表作为组成系统的相应环节，变送、显示记录及控制仪表作为组成系统的相应环节，力求完整体现过程控制的整体内容。在参数检测方面，力求完整体现过程控制的整体内容。在参数检测方面，深入浅出地介绍了检测原理及方法；依据其代表性及深入浅出地介绍了检测原理及方法；依据其代表性及发展趋势，介绍了目前生产中广泛应用的检测仪表。发展趋势，介绍了目前生产中广泛应用的检测仪表。在控制仪表方面，根据生产实际情况，介绍了模拟、在控制仪表方面，根据生产实际情况，介绍了模拟、数字控制器和电动、气动执行器。在控制系统方面，数字控制器和电动、气动执行器。在控制系统方面，着重介绍简单控制系统和几种常用复杂控制系统的设着重介绍简单控制系统和几种常用复杂控制系统的设计，以及分布式控制系统（计，以及分布式控制系统（DCSDCS）的硬件和软件体系）的硬件和软件体系构成与目前国内常见的几种分布式控制系统（构成与目前国内常见的几种分布式控制系统（DCSDCS）。）。此外，还简要介绍了显示记录仪表。最后介绍了典型此外，还简要介绍了显示记录仪表。最后介绍了典型工业过程的控制。工业过程的控制。教材师资队伍师资队伍教学条件教学条件 自动化专业现有专职教师5名，兼职教师3名。其中副教授2名，高级工程师1名，讲师3名，工程师1名，完全满足理论与实践教学需要。过程控制与仪表现有检测实验室，化工仪表实训室，仿真机房，以及多媒体教室，完全满足教学需要。与新疆金特，广汇等企业进行合作，建立各种实训基地，满足学生实习需求。师资队伍教学条件 自动化专业现有专职教师5名，兼职教师教学效果教学效果（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。能力目标能力目标素质目标素质目标锻炼学生竞争、合作、领导、服从、答辩方面的素质（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 由于采用了体验式教学，学生学习兴趣逐渐提高，考核通过率上升到百分之九十五。灵活的教学方式得到了教学督导及各位同仁肯定，多次上各种公开课。学训一体的训练方式，使学生增强了专业知识，锻炼了吃苦耐劳品质，受到同行业好评。学生在学习完本门课程后可以参加仪表操作工职业技能培训，由于理论扎实，几乎全部合格，获取证书。由于采用了体验式教学，学生学习兴趣逐渐提高，考核通过课程特色课程特色 自动化仪表与过程控制是一门理论性及应用性很强的课程，为突出课程的实践性和职业性，本课程倡导教学方法的多样化。力图通过教师、学生和企业兼职教师密切配合，综合运用各种方法共同完成学习目标与任务。本课程主要采用项目导向、任务驱动法方法，辅助采用案例教学、企业实习、参观等方法。自动化仪表与过程控制是一门理论性及应用性很强的课程改革思路改革思路改革思路改革思路全面推广体验式教学全面推广体验式教学全面推广体验式教学全面推广体验式教学增强实训环节增强实训环节增强实训环节增强实训环节增设课程设计增设课程设计增设课程设计增设课程设计与挑战杯等各种竞赛紧密结合与挑战杯等各种竞赛紧密结合与挑战杯等各种竞赛紧密结合与挑战杯等各种竞赛紧密结合加强校外实训基地建设加强校外实训基地建设加强校外实训基地建设加强校外实训基地建设改革思路全面推广体验式教学增强实训环节增设课程设计与挑战杯等课时说课课时说课课时说课课时说课课时说课定 位定 位内容选取内容选取 本次说课内容选取第六章第一节的内容：系统被控变量和操纵变量的选择 整个课程围绕着总体项目过程自动控制系统开发与实施。在学习本节课内容之前，学生已经掌握了测量变送器的基本知识，常见的控制器及其工作原理，过程控制系统常见的执行机构，对过程控制系统的四个重要环节已经有了全面了解。通过本节课学习，了解变量选择，更加熟悉过程自动控制系统。内容选取 本次说课内容选取第六章第一节的内容：在学习目 标目 标教学目标教学目标素质目标能力目标知识目标教学目标知识目标知识目标掌握过程控制系统设掌握过程控制系统设计原则计原则掌握被控变量的选择掌握被控变量的选择原则原则掌握操作变量的选择掌握操作变量的选择原则原则掌握干扰量的选择原掌握干扰量的选择原则则能力目标能力目标学会设计过程控制系学会设计过程控制系统统学会被控变量的选择学会被控变量的选择学会操作变量的选择学会操作变量的选择学会工艺图的画法学会工艺图的画法学会竞争意识学会竞争意识拥有团队协作精神拥有团队协作精神具有宏观把握的能力具有宏观把握的能力拥有答辩思想拥有答辩思想素质目标素质目标知识目标掌握过程控制系统设计原则掌握被控变量的选择原则掌握操内 容内 容系统设计原则系统设计原则操作变量的选择操作变量的选择被控变量的选择被控变量的选择 干扰量的排除干扰量的排除操作变量的选择操作变量的选择负荷的选择负荷的选择 主干扰量的选择主干扰量的选择重点重点重点重点难点难点教学的重点和难点教学的重点和难点系统设计原则操作变量的选择被控变量的选择 干扰量的排除操作变教 法教 法Dick Vaughn-FCB方法教教教教老师怎么教老师怎么教？学学做做学生怎么学学生怎么学？学生如何做学生如何做？Dick Vaughn-FCB方法教老师怎么教？学做学生案例案例案例案例教法教法图图片，片，片，片，视频视频实训实训软软件仿件仿件仿件仿真真真真案例教法图片，视频实训软件仿真学 法学 法案例案例设计软件仿件仿真真习题练习 使理使理论知识更论知识更巩固巩固 使书本使书本东西更生东西更生动。动。使理使理论结果更论结果更直观。直观。学学案例设计软件仿真习题练习 使理论知识更巩固 教 程教 程组织讨论组织讨论通通通通过传过传授，探授，探授，探授，探讨讨方式，方式，方式，方式，练习练习使使使使学学学学生接受知生接受知生接受知生接受知识识点点点点引入引入引入引入问题问题归纳总结归纳总结使使使使学学学学生生生生产产生疑生疑生疑生疑问问，激，激，激，激发兴发兴趣趣趣趣通通通通过归纳过归纳、整理、整理、整理、整理、总结总结。使。使。使。使学学学学生掌握知生掌握知生掌握知生掌握知识识点点点点?!教学过程教学过程组织讨论通过传授，探讨方式，引入问题归纳总结使学生产生疑问，引入问题引入问题约需10分钟 引入问题约需10分钟 讲授讲授约需30分钟 讲授约需30分钟 练练 习习约需20分钟 练 习约需20分钟小小 结结约需20分钟 通过本课学习，使学生掌握单回路过程控制系统设计，学会了操纵变量与控制变量的选择，为以后控制系统分析打下基础。作业作业 设计化学反应器的温度控制系统。小 结约需20分钟 通过本课学习，使学生掌握单回路