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过程控制及自动化仪表自学指导书

文档类型：

Microsoft Word 文档文档大小：102.5KB

《过程控制及自动化仪表》自学指导书
一、课程编码及适用专业课程编码
总学时:78
面授学时:24
自学学时:54
适用专业:电气专业(函授本科)
二、课程性质《过程控制及自动化仪表》是自动控制专业的一门综合性,实践性很强的专业课,是自动化是自动控制专业的一门综合性,实践性很强的专业课,专业学生的必修课程和其它后续专业课的基础.通过本课程的学习, 使学生能够根据工业过程被控对象特点、正确选用传感器,执行器,过程控制通道,正确选择控制方案,设计控制规律,初步掌握建立实际工业过程控制系统的方法,初步了解工业过程控制系统的实现和整定方法,从而提高学生对工业过程控制系统分析和实践能力.
三、本课程的地位和作用《过程控制及自动化仪表》是自动控制专业的一门综合性,实践性很强的专业课,自动化技术发展十分迅速,应用非常广泛、现代一切新的工业技术无不与自动化有着密切的关系.因此,《过程控制及自动化仪表》是高等学校自动化专业的一门重要课程.作为专业课程,它具有基础性,应用性和先进性.
基础性是指基本理论、基本知识和基本技能.工业过程控制是为后续专业课程打基础、是为学生毕业后从事有关自动化的工作打基础、也就是为自学,深造,拓宽和创新打基础.自动化专业学生学习《过程控制及自动化仪表》重在理论分析,它是研究和发展本专业的重要工具,同时注重培养学生解决实际问题的能力.
四、学习目的与要求通过本课程的学习,必须了解各种控制系统的结构特点及设计方法,能够通过运用有关设计手册和参考资料,设计出各种控制系统.为学好这门课,学习时应注意以下几点:
(一)要抓主要矛盾,有条件地略去一些次要因素,找出问题的本质.
(二)要抓住重点、即应牢固掌握基本概念,基本定理和主要方法.
(三)要有良好的学习方法,可运用对比或比较的学习方法.
(四)学习是要理论联系实际、重视实习和实际应用.
五、本课程的学习方法为了学好本课程,首先要具有正确的学习目的和态度,应为我国社会主义现代化事业而学习.在学习中要刻苦钻研、踏踏实实,虚心求教,持之以恒.在学习时要抓住物理概念,基本理论、工作原理和分析方法;要理解问题是如何提出和引申的,又是怎样解决和应用的;要注意各部分内容之间的联系,前后是如何呼应的;要重在理解,能提出问题,积极思考、不要死记;要注重单回路控制系统,串级控制系统,比值控制系统,均匀控制系统,前馈控制系统,分程控制系统,自动选择性控制系统之间的联系和区别、不要孤立地去看待一个系统,应有完整的系统概念.通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解,并培养分析能力和运算能力、所以应按要求完成布置的作业题.解题前、要对所学内容基本掌握;解题时,要看懂题意,注意分析,熟练应用各种理论和公式.除学习规定教材外,应参阅相关的参考书.如有条件,可通过实验验证和巩固所学理论、训练实验技能,培养严谨的科学作风.
通过各个学习环节,培养分析和解决问题的能力和创新精神.解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题,而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟,并能提出自己的思路和解决问题的方案,这是一个创新过程.
六、自学内容与指导
第一章绪论(一)自学内容自动化发展概况及其特点、工业过程控制系统的组成及其分类,工业过程控制系统的质量指标.
(二)本章重点
1,工业过程控制系统的组成及其分类.
2,工业过程控制系统的质量指标.
(三)本章难点
1,工业过程控制系统的质量指标.
(四)本章考点(五)学习指导工业过程控制系统主要由调节器,调节阀、被控对象,变送器组成.按照给定信号的不同、可以分为定值控制系统,随动控制系统,顺序控制系统.过程控制系统的质量指标有衰减比、最大动态偏差,残余偏差,调节时间.
被控过程的数学摸型被控过程的数学模型是反映被控过程的输出量与输入量之间关系的数学描述.解析法建立数学摸型包括单容、双容过程的建模.单容过程的数学模型是一阶惯性环节,双容过程的数学模型是二阶惯性环节.响应曲线法辨识过程的数学模型包括阶跃响应法和脉冲响应法.
阶跃响应法和脉冲响应法辨识单容、双容过程的数学模型.单容、双容过程的数学模型,脉冲响应法脉冲响应法阶跃响应法是指操作过程的调节阀、使过程的控制输入产生一个阶跃变化,将被控量随时间变化的响应曲线用记录仪或其他方法测试记录下来,再根据测试纪录的响应曲线求取过程输出与输入之间的数学关系.
脉冲响应法是在生产实际不允许有较长时间和较大幅度的输入变化时,辨识过程特性最常用的方法.脉冲响应法是在得到脉冲响应曲线后,先将其转换为阶跃响应曲线,然后再按照阶跃响应法确定各个参数.
过程参数检测与变送过程参数检测与变送包括温度检测与变送、压力检测与变送、流量检测与变送、液位检测与变送.温度检测与变送包括热电阻和热电偶.压力检测与变送包括气动压力变送器,电动变送器,电容式变送器.流量变送器包括差压流量变送器,靶式流量计,转子流量计.液位检测与变送包括压力式液位变送器,电容式液计.
温度检测与变送、压力检测与变送、流量检测与变送、液位检测与变送.
温度检测与变送、压力检测与变送、流量检测与变送、液位检测与变送的原理.
温度检测与变送包括热电偶的原理,接线方式,冷端补偿,零点迁移,实用结构,常用材质与分度表,热电阻的原理,接线方式,实用结构,常用材质与分度表输出型温度变送器.压力检测与变送包括气动压力变送器,电动变送器,电容式变送器的传感原理,电路原理,变送器原理.流量变送器包括基于差压原理的流量检测,差压变送器的开放运算及其实现,靶式流量计和转子流量计的原理,漩涡流量传感与变送的原理,椭圆齿轮传论与电磁传感原理.液位检测与变送包括浮力式液位计,压力式液位变送器,电容式液计的原理.
过程控制仪表过程控制仪表包括调节器,执行器,操作器等各种新型控制仪表及装置.调节器包括输入电路,比例微分电路,比例积分电路,输出电路,手动操作电路,指示电路的原理,实现电路.执行器包括电动执行器,气动执行器,液动执行器,其中气动执行器应用广泛.气动执行器的选用包括调节阀的尺寸选择,调节阀气开、气关形式的选择,单座阀和双座阀的选择,流量特性的选择.
调节器的正反作用的选择
2, 调节阀气开、气关形式的选择,单座阀和双座阀的选择,流量特性的选择.
调节阀气开、气关形式的选择,流量特性的选择.
1,调节器的正反作用的选择
2,调节阀气开、气关形式的选择,流量特性的选择. 过程控制仪表包括调节器,执行器,操作器等各种新型控制仪表及装置.调节器包括输入电路,比例微分电路,比例积分电路,输出电路,手动操作电路,指示电路的原理,实现电路.执行器包括电动执行器,气动执行器,液动执行器,其中气动执行器应用广泛.气动执行器的选用包括调节阀的尺寸选择,调节阀气开、气关形式的选择,单座阀和双座阀的选择,流量特性的选择.其中调节器的正反作用的选择,调节阀气开、气关形式的选择,流量特性的选择尤为重要.
. 简单控制系统的设计及参数整定方法简单控制系统的设计及参数整定方法包括过程控制系统设计概述,过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定,调节规律对控制系统的影响及调节规律的选择,调节器参数的工程整定方法,单回路控制系统设计原则应用举例.
1,单回路控制系统设计原则应用举例
2,过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定,调节规律对控制系统的影响及调节规律的选择调节规律的选择,单回路控制系统设计原则应用举例单回路控制系统设计原则应用举例简单控制系统的设计及参数整定方法包括过程控制系统设计概述,过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定,调节规律对控制系统的影响及调节规律的选择,调节器参数的工程整定方法,单回路控制系统设计原则应用举例.其中:过程控制系统设计概述包括过程控制系统设计的基本方法,过程控制系统设计的主要内容;过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定包括干扰通道特性对控制质量的影响、控制通道特性对控制质量的影响、控制方案的确定,其中:控制参数的选择尤为重要;调节器参数的工程整定方法包括:临界比例度法,反应曲线法,衰减曲线法.
第六章常用高性能过程控制系统常用高性能过程控制系统包括串级控制系统和前馈控制系统.其中串级控制系统包括串级控制系统的基本概念,结构框图和工作原理,前馈控制系统包括前馈控制系统的基本概念,结构框图和工作原理.
串级控制系统和前馈控制系统的控制方案特点以及使用场合,重点掌握调节阀的型式,调节器的正,反作用方式.
调节阀的型式,调节器的正, 反作用方式.串级控制系统和前馈控制系统的控制方案特点以及使用场合,调节阀的型式,调节器的正,反作用方式.
常用高性能过程控制系统包括串级控制系统和前馈控制系统.其中串级控制系统包括串级控制系统的基本概念,控制效果分析,结构框图,工作原理,应用范围,设计,参数整定;前馈控制系统包括前馈控制系统的基本概念,结构框图,工作原理,特点、局限性,几种结构形式,选用原则,应用举例.
其中:重点掌握串级控制系统和前馈控制系统的控制方案特点以及使用场合,调节阀的型式,调节器的正, 反作用方式.
第七章实现特殊要求的过程控制系统实现特殊要求的过程控制系统包括比值控制系统,均匀控制系统,分程控制系统,自动选择性控制系统.其中要求各种控制系统的的基本概念,基本类型,工作原理,控制方案特点以及使用场合比值控制系统,分程控制系统,自动选择性控制系统实现特殊要求的过程控制系统包括比值控制系统,均匀控制系统,分程控制系统,自动选择性控制系统.其中:比值控制系统包括:比值控制系统的四种形式,比值系数的折算,比值控制系统的实施方案,参数整定;均匀控制系统包括:均匀控制系统的特点、均匀控制系统的两种形式,调节器的参数整定;分程控制系统包括:分程控制系统的两种类型,工程应用;自动选择性控制系统包括:选择性控制系统的类型,工作过程,设计,结构框图.
七、自学进度及各章节学时安排自学周数13.5周,每周保证4学时,总计54学时.在自学过程中、除了保证时间外一定要做练习,独立完成布置的作业分两次寄回学校.最好将各章后面的有关习题及所介绍参考书上的有关习题也做一下.只有通过练习才能达到对所学内容理解,消化的目的,进而掌握它.各章节学时安排如下(不包括作业学时).
自学进度表周次学时内容学习要求作业过程控制的发展概况过程控制的特点、任务和要求掌握过程控制系统的分类,质量指标,1-61-5
2 1-3 过程控制系统的分类,质量指标2-1 过程建模的基本概念
2 2-2 解析法建立过程数学模型掌握单,双容过程的数学模型,阶跃响应法和脉冲响应法.2-92-11
2 2-3 响应法辨识过程的数学模型
2 3-1 过程参数检测与变送掌握热电偶,热电阻3-83-7
2 3-2 温度检测与变送
2 3-3 压力检测与变送掌握气动压力、电动,电容式变送器,差压流量变送器,靶式流量计,转子流量计3-173-203-4 流量检测仪表3-5 液位检测仪表掌握浮力式液位计,压力式液位变送器,电容式液计,调节器的正, 反作用方式4-14-1 调节器4-2 执行器掌握调节阀气开、气关形式的选择,流量特性的选择,控制方案的确定4-84-11
2 5-1 过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定
2 5-2调节规律对控制系统的影响及调节规律的选择掌握调节规律的选择调节器参数的工程整定方法5-25-35-16
2 5-3调节器参数的工程整定方法
2 5-4-1单回路控制系统设计原则单回路控制系统设计应用举例5-85-19
2 5-4-2单回路控制系统设计应用举例
2 6-1-1 串级控制系统的概念6-1-2 串级控制系统的控制效果串级控制系统的概念,控制效果,应用范围,设计6-56-66-7
2 6-1-3 串级控制系统的串级控制系统的应用范围6-1-4串级控制系统的设计
2 6-2-1 前馈控制系统的概念,特点6-2-2 前馈控制系统的形式前馈控制系统的概念,特点、形式,选用原则6-9
2 6-2-3前馈控制系统的选用原则7-1-1 概述比值控制系统的概念,特点、系数折算7-6
2 7-1-2 比值控制系统设计中的特殊问题
2 7-2-1 分程控制系统的概述,设计分程控制系统设计7-18,7-19
2 7-2-2 分程控制系统的应用,实现
2 7-3-1 选择控制系统的概述,类型选择控制系统设计7-227-23
2 7-3-2 选择控制系统的工作过程,设计7-4 均匀控制系统均匀控制系统特点7-9
八、参考资料
1,《过程控制系统与装置》何离庆编重庆大学出版社
2,《过程控制系统工程》施仁编机械大学出版社

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