《化工仪表及自动化》课程标准(共12页)

精选优质文档-倾情为你奉上课程标准化工仪表及自动化（化工机械与设备专业）负责人：李燕霞参与者：王小平、康文芬 2014年11月专心-专注-专业化工仪表及自动化课程标准【总学时】80【总学分】4【开设学期及周学时分配】第四学期，每周4学时【适用专业】化工机械与设备【教材】化工仪表及自动化（第三版），乐建波主编一、课程性质和任务 1、课程性质本课程是我校化工机械与设备专业的核心课程与训练项目之一，是具体体现和实现本专业人才培养目标的重要课程之一。化工仪表与自动化是以石油、化工、冶金、轻工等行业的自动化为背景，将化工原理、生产工艺与设备、仪表及自动化技术相结合的一门综合性的技术学科。它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。通过本课程的学习，使化工工艺技术人员在了解和熟悉生产工艺的同时，具备相应的自动控制的知识。本课程强调工程观点，提倡理论与实际的结合，着重对学生设计能力的训练及提高学生分析问题与解决问题的能力。 2、课程任务本课程介绍常用化工仪表的基本常识、自动控制的基本规律和控制方法。主要内容有：仪表的种类、控制方法、自控方案的制定等。通过本课程的学习，使学生能够了解化工自动化的基础知识，初步掌握它们在化工中的基本应用，培养学生工程实践能力和创新能力，拓宽知识面，使学生掌握化工仪表及自动化的相关知识，具备化工生产过程中化工仪表及自动化设备管理和维护保养的初步能力，进一步提升学生的职业岗位综合能力和职业素养。二、课程设计本课程采用了综合化、模块化的设计方法，每个模块均采用了理论实践一体化的思路，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；本课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意，利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。以化工生产过程为主，选择典型的仪表配置和控制方案。通过学习该课程，了解化工生产过程常用的仪表的种类、结构和性能，掌握仪表流程图的绘制和仪表的配置，能为相关的行业进行生产过程的自动化控制构思和开发自动调节的方案。三、课程目标以职业能力培养为核心，确定课程的教学目标，强调理论和实际相结合，提高分析和解决工程实际问题的能力。注重对学生理论知识、职业技能、职业素质的培养，培养学生具有运用基础理论来分析和解决化工生产中各种化工仪表及自动化设备故障及操作的能力。学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯和职业规范，培养既懂化工机械与设备专业的理论知识,又具备操作技能的骨干技术人员。 1、理论知识目标（1）了解化工自动化的主要内容。（2）牚握自动调节系统的组成及自动调节系统方块图及其分类。（3）掌握自动调节系统的过渡过程及品质指标。（4）掌握测量各种参数仪表的性能和原理,如:压力测量及变送，流量的测量及变送，液位的测量及变送，温度检测仪表及选用。（5）了解自动电子电位差计和自动电子平衡电桥的作用原理。（6）理解自动控制仪表基本控制规律及其对系统过渡过程的影响。（7）掌握气动执行器、电动执行器、电-气转换器及电-气阀门定位器的作用方式及其流量特性。（8）掌握简单控制系统的设计原则及调节规律的选择原则和参数的整定方法。（9）理解并掌握各种复杂控制系统的特点及应用,如:串级控制系统，比值控制系统，分程控制系统，选择控制系统，前馈控制系统。（10）掌握典型化工操作的控制方案,如流体输送设备的控制方案，传热设备的控制方案，锅炉设备的控制方案，化学反应器设备的控制方案，精馏塔设备的控制方案。2、职业技能目标（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，并掌握其使用方法。（3）掌握各种化工测量仪表的原理、结构、功能、进而会选用仪表。 （4）掌握自动控制系统的基本知识，包括系统的组成、控制规律、对象特性、简单控制系统及复杂控制系统。能读懂简单自控方案图纸。（5）掌握实现自动控制系统的控制仪表及装置的原理、结构、功能及如何选用。（6）了解自控技术的新发展及新型的检测和控制装置。3、职业素质目标学生通过该课程的学习，对自动化系统及仪表在生产过程中的应用有正确的认识，为今后从事工艺生产操作，提高生产操作水平打下一定的基础。 当学生毕业后成为化工工艺专业技术操作人员时，能在生产控制、管理和调度中正确地选用和使用常见的测量仪表和控制装置，面对大量先进的自动化生产成套设备及装置，能在生产开、停车过程中了解自控系统的投运方法和参数整定，并对生产过程自动化及仪表的现状和发展有所认识，以促进生产操作水平的提高。并了解化工厂常用的仪器的特性及使用性能，了解化工生产过程中各工段常用的自动化仪表的应用及控制方案，分析说明其生产过程中各种变量的检测和控制的依据，熟练掌握仪表代号，会看仪表图纸。四、课程内容根据化工机械与设备专业的培养目标对课程教学内容进行解构和重构，各部分知识内容要求及能力内容要求如下表所示。项目学习任务知识目标能力目标 理论 论 学时 时实训学时总学时项目一绪论化工自动化的发展状况、意义及目的了解化工自动化的发展状况、意义及目的掌握化工仪表及自动化系统的分类11项目二化工测量仪表任务一测量仪表的基础知识了解测量过程与测量误差，仪表的性能指标及分类掌握测量误差55任务二压力测量了解压力测量及变送掌握压力检测仪表的性能和工作原理44任务三流量测量了解流量的测量及变送掌握流量检测仪表的性能和工作原理55任务四物位测量了解物位的测量及变送掌握差压式液位变送器的性能和工作原理44任务五温度测量了解温度检测仪表及选用掌握热电偶温度计的性能和工作原理55任务六显示仪表了解自动电子电位差计的作用原理及自动电子平衡桥的作用原理及数字式显示仪表的特点及分类掌握自动电子电位差计的测量桥路及数字式显示仪表的基本组成22项目三自动成分分析仪任务一热导式气体分析器了解热导式气体分析器的测量原理掌握热导式H2分析器的结构22任务二氧化锆分析仪了解氧化锆分析仪的作用原理掌握氧化锆分析仪的结构组成11任务三原子吸收分光光度计原子吸收分光光度法的概念、原子吸收光谱分析法的优点掌握原子吸收分光光度计的结构及原理22任务四傅里叶变换红外光谱仪了解傅里叶变换红外光谱仪的结构及工作原理了解傅里叶变换红外光谱仪的结构及工作原理11任务五气相色谱分析仪了解气相色谱分析仪的优点并掌握气相色谱分析中的一些基本知识掌握气相色谱分析仪的组成及工艺流程22任务六工业PH值酸度计掌握PH计的测量原理掌握电极的结构11任务七微量水分析仪掌握湿度的定义及表示方法微量水分析仪的组成及使用11任务八有害气体报警器了解有害气体报警器分类及常用的检测器有害气体报警器的结构及其选用11项目四自动控制仪表任务一模拟式控制器了解基型控制器的基本构成原理及部件掌握DDZ型电动控制器11任务二基本控制规律及其对系统过渡过程的影响了解基本控制规律及其对系统过渡过程的影响掌握双位控制、比例控制、积分控制、微分控制55任务三单元组合仪表了解单元组合仪表与自动控制系统掌握DDZ-型仪表的分类、特点及命名22项目五执行器任务一气动薄膜调节阀了解气动执行器的结构与分类及作用方式掌握气动执行器的结构及工作原理224任务二阀门定位器了解电气转化换器及电气阀门定位器的结构了解电气转化换器及电气阀门定位器的作用方式及其流量特性112项目六化工自动化基础任务一化工自动化的主要内容了解化工自动化的主要内容掌握化工自动化的主要内容11任务二自动控制系统的组成及方块图及其分类熟悉自动控制系统的组成，自动调节系统方块图及其分类掌握自动控制系统的组成及方块图的表示法11任务三自动控制系统的过渡过程和品质指标了解自动控制系统的过渡过程和品质指标掌握自动控制系统的过渡过程和品质指标224任务四简单控制系统的结构与组成了解简单控制系统的结构与组成掌握简单控制系统的结构与组成112任务六控制器参数的工程整定了解调节系统的投运及操作中常见问题。掌握控制器参数的工程整定11任务七串级控制系统了解串级控制系统的特点及应用掌握串级控制系统主副控制器正反作用的选择11任务八均匀控制系统了解均匀控制系统的特点掌握均匀控制系统的特点、控制方案及应用11任务九比值控制系统了解比值控制系统的特点掌握比值控制系统的特点、控制方案及应用11任务十多冲量控制系统多冲量控制系统的特点多冲量控制系统的特点、控制方案及应用11任务十一流体输送设备的控制方案了解流体输送设备的控制方案掌握离心泵、离心式压缩机的防喘控制11任务十二传热设备的自动控制了解并掌握传热设备的自动控制掌握冷却剂进行汽化的冷却器自动控制11任务十三精馏塔的自动控制了解并掌握精馏塔的自动控制掌握精馏塔的温差控制及双温差控制11任务十四化学反应器的自动控制了解并掌握化学反应器的自动控制掌握釜式反应器的温度自动控制11项目七集散控制系统与智能仪表任务一集散型控制系统的概述了解集散型控制系统的基本概念、特点及发展概况了解集散型控制系统的基本概念、特点及发展概况11任务二集散型控制系统的体系结构了解集散型控制系统的体系结构及其各层的功能集散型控制系统的体系结构及其各层的功能22任务三集散型控制系统的构成了解DCS系统的构成和人-机接口的构成DCS系统的构成和人-机接口的构成123任务四集散型控制系统的组态了解DCS型控制系统组态的过程掌握组态的而设置及其运行测试123任务五集散型控制系统的投用操作了解DCS的投用操作流程熟悉DCS的投用操作流程及数据记录112任务六智能仪表了解智能测量控制仪表、智能压力变送器掌握智能测量控制仪表的组成、智能压力变送器各部分的作用11合计6911805、 实施建议 1、教学建议 （1）课程组织形式在教学过程中，对于不同的教学内容，按递进关系和难度级别进行，以确保本课程教学目标的实现。本课程从应用的角度出发，其过程采取“阶段性、梯次递进”、“由简到难”的原则，以项目为向导，以典型工作任务为主，设立课程教学项目，通过教师指导学生展开自主学习完成工作任务或项目，实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业岗位能力。（2）教学方法化工仪表及自动化课程的学习，以教师讲授为主，采用多媒休教学，教学中灵活运用启发式、问题式、讨论式教学，增强教学互动，调动学生学习的主动性和积极性，逐步提高他们发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。 2、教材编写（1）根据专业人才培养方案的总体设计思想及本课程的教学目标要求选用合适的理论实践一体化课程教材。（2）根据中职院校的教学特点及专业人才培养方案和本课程标准开发校本教材，教材开发的建议为：组织开发专业主干课程系列教材，以更好地实现专业人才培养目标；开发教材的主编和主审，须是直接参与人才培养方案和课程标准制订的骨干教师；教材结构和内容须符合人才培养方案和课程标准提出的要求，讲究“实在”、“实效”，编排时要符合中职教学的特点和要求；选取的项目或课题应将企业的实际应用和学校的实际有机结合，由浅入深，由简到繁，循序渐进，符合学生的学习基础和认知规律的原则；教材编写应充分体现理论实践一体化教学的特点，理论知识和实践操作有机结合，内容的选择力求明确，可操作性强，便于贯彻“做中学、学中做”的理念；教材语言平实、图文并茂，便于学生自主学习。注重新技术、新知识、新方法的介绍，适度关注学生的可持续发展，为学有余力的学生留下进一步拓展知识能力的内容和空间。教材：依据本课程教学标准要求，教材采用化工仪表及自动化 主编：乐建波 化学工业出版社 2010年1月出版主要参考书：1、化工过程控制工程 王骥程主编 化学工业出版社2、化工自动化及仪表 杨丽明/张光新编著 化学工业出版社3、过程自动化及仪表 俞金寿 主编 化学工业出版社4、过程控制仪表 刘巨良主编 化学工业出版社5、化工仪表及自动化 厉玉鸣主编 化学工业出版社6、化工仪表及自动化 钟汉武主编 化学工业出版社3、教学评价（1）评教在任课教师中定期展开互评与自评，以听课、说课、集体备课为途径，鼓励创新，注重典型，营造良好的学术教学范围。定期召开学生评教座谈会，了解学生对课程的要求、意见和建议，将学生的客观准确评价和学习效果纳入评价体系中，促进教学改革。（2）评学开发试题库，出题原则倡导“根据原理分析实际，根据实际寻找原理”。在考试内容上减少“死题”，增加“活题”；在试题内容上分为两部分：课上内容占70%，课外内容占30%（课程相关内容的讨论及课外作业）。以期末考试、期中考试、阶段性测试、平时作业及课堂提问等考核学生综合分析、推理、判断及自主学习的能力。（3）考核方法和成绩评定闭卷考试，按百分制计分，总评成绩按考试成绩占70%,平时成绩占30%计算，其中平时成绩主要根据课堂表现和平时作业情况评定。