《化工自動化及儀表》課程教學(xué)大綱

課程名稱化工自動化及儀表英文名稱ChemicalAutomationand

Instrument

課程編碼180520061課程類型專業(yè)選修課程

學(xué)分數(shù)2先修課程化丁原理、電子電丁學(xué)

學(xué)時數(shù)32其中實驗學(xué)時0

其中實踐學(xué)0適用范圍化學(xué)工程與工藝專業(yè)

時

制訂單位化學(xué)化工學(xué)院

一、教學(xué)大綱說明

（一）課程的性質(zhì)、地位、作用和任務(wù)

化工儀表與自動化是以石油、化工、冶金、輕工等行業(yè)的自動化為背景，將化工原理、生產(chǎn)

工藝與設(shè)備、儀表及自動化技術(shù)相結(jié)合的一門綜合性的技術(shù)學(xué)科。它應(yīng)用自動控制學(xué)科、儀

器儀表學(xué)科及計算機學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科。通過本課程的學(xué)習(xí)，使化工工

藝技術(shù)人員在了解和熟悉生產(chǎn)工藝的同時，具備相應(yīng)的化工儀表及自動控制的知識。本課程

強調(diào)工程觀點，提倡理論與實際的結(jié)合，著重對學(xué)生設(shè)計能力的訓(xùn)練及提高學(xué)生分析問題與

解決問題的能力。

（二）課程教學(xué)目標及其與本專業(yè)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

課程教學(xué)目標畢業(yè)要求

畢業(yè)要求5：

了解主要工藝參數(shù)（溫度、壓力、內(nèi)涵觀測點：

流量及物位）的基本測量方法，化5-1了解化工常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工

1

工儀表和儀器的工作原理及特點：程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局

并理解不同儀表和儀器的局限性限性。

掌握常用化工儀表和和儀器的選用畢業(yè)要求5：

2

方法。了解各種控制系統(tǒng)的特點、內(nèi)涵觀測點：

掌握典型化工工藝過程的控制系統(tǒng)5-2能夠選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源、工程

及應(yīng)用。工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜化學(xué)工程問題進行分

析、計算與設(shè)計。

（三）課程教學(xué)方法與手段

采用課堂教學(xué)為主，輔助實際工廠工藝過程的圖紙解析，多媒體相結(jié)合的方法，對原理部分

采用講授為主，設(shè)備結(jié)構(gòu)部分以互動雙向式教學(xué)為主的教學(xué)方法。

（四）課程與其它課程的聯(lián)系（指本課程的先修課程及后續(xù)課程，提出本課程在教學(xué)內(nèi)容及

教學(xué)環(huán)節(jié)等方面與相關(guān)課程的聯(lián)系。）

化工儀表及自動化是一門綜合性、實踐性較強的化學(xué)化工專業(yè)課程。本課程以電子電工、化

工原理、化工制圖、化工機械基礎(chǔ)為基礎(chǔ)。

（五）教材與教學(xué)參考書

教材：

厲玉鳴，《化工儀表及自動化》，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年第五版

教學(xué)參考書：

孟華，《化工儀表及自動化》，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年

厲玉鳴，《化工儀表及自幼化例題習(xí)題集》，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年

杜效榮，《化工儀表及自動化》，化學(xué)工業(yè)出版社，1994年第二版

二、課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求

第一章自動控制系統(tǒng)基本概念

教學(xué)要求：了解自動控制系統(tǒng)基本概念；理解自動控制系統(tǒng)組成。

教學(xué)內(nèi)容：化工自動化的主要內(nèi)容；自動控制系統(tǒng)組成，工藝管道及控制流程圖及自動控

制系統(tǒng)方塊圖。自幼控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標。

重點：自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖，自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標

難點：工藝管道及控制流程圖

第二章被控對象的數(shù)學(xué)模型

教學(xué)要求：了解被控對象的數(shù)學(xué)模型；了解對象數(shù)學(xué)模型。

教學(xué)內(nèi)容：化工對象的特點及其描述方法；對象數(shù)學(xué)模型的建立；描述對象特性的參數(shù)。

重點：描述對象特性的參數(shù)

難點：一階、二階微分對象數(shù)學(xué)模型的建立

第三章檢測儀表及傳感器

教學(xué)要求：了解各種儀表及傳感器：理解儀表的選用緣由

教學(xué)內(nèi)容：檢測儀表與傳感器概述；壓力檢測及儀表；流量檢測及儀表；溫度檢測及儀表;

物位檢測及儀表

重點：壓力、流量、溫度、物位儀表的選用

難點：壓力、流量、溫度等儀表等工作原理

第四章自動控制儀發(fā)

教學(xué)要求：學(xué)會儀表的自動控制；了解基本控制規(guī)律。

教學(xué)內(nèi)容：自動控制儀表概述；基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響；模擬式控制器

基本原理；數(shù)字式控制器簡介。

重點：基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響

難點：模擬式控制器基本原理

第五章執(zhí)行器

教學(xué)要求：了解執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和分類；理解控制閥特性。

教學(xué)內(nèi)容：氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類；控制閥流量特性，控制閥的選擇；電動執(zhí)行器、電-

氣轉(zhuǎn)換器簡介。

重點：控制閥流量特性，控制閥的選擇

難點：電動執(zhí)行器、電-氣轉(zhuǎn)換器

第六章簡單控制系統(tǒng)

教學(xué)要求：了解簡單的控制系統(tǒng)；理解控制器的控制規(guī)律。

教學(xué)內(nèi)容：簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成；被控變量、操縱變量的選擇；測量元件特性的影

響；控制器控制規(guī)律的選擇；控制器參數(shù)的工程整定。

7復(fù)雜控制系統(tǒng)6512

8典型化工單元控制方案442

合計32293

四、課程考核

（一）課程考核方式

本課程為考查課程，考核成績由平時成績和期末成績?yōu)樵凇Ｆ綍r成績包括課堂考勤、隨堂測

驗和課程作業(yè)；期末考試以撰寫綜合報告完成。不同考核方式的具體分值分配如下表所示:

考核方式考核要求考核權(quán)重（％）過程

考核

平上課考勤考核上:果出勤情況10

根據(jù)

時課堂作業(yè)考核平時作業(yè)和小論文等，要求獨立完成20

40考核

成考核課堂提問、課堂討論、隨堂小測驗等情

隨堂提問10內(nèi)容

績況

采用

期末考試開卷或讀書報告60

百分

制或者為等級制計分；若是等級制計分，每個過程通過數(shù)值算法確定各自百分制分數(shù)，然后

結(jié)合各過程的考核權(quán)重確定平時成績和期末成績的分數(shù)。

（二）課程目標、考核內(nèi)容與評價方式

課程目標、考核內(nèi)容與評價方式如下表所示。

課程目標考核內(nèi)容評價方式

了解主要工藝參數(shù)（溫度、壓1.1理解自動控制理論。隨堂測試、課程作

力、流量及物位）的基本測量1.2化工過程的主要儀表和業(yè)、綜合報告

方法，化工儀表和儀器的工作控制過程。

原理及特點；并理解不同儀表1.3基本控制規(guī)律及控制器

和儀器的局限性參數(shù)與被控過程的控制質(zhì)

量之間的關(guān)系和計算機自

支撐畢業(yè)要求5：內(nèi)涵觀測點動控制過程。

5-11.4最新技術(shù)動態(tài)。

1.5能夠制定簡單的自動控

制策略、選擇合適的自控及

監(jiān)測儀表。

掌握常用化工儀表和和儀器的2.1主要的儀表工作原理和隨堂測試、課程作

選用方法。了解各種控制系統(tǒng)工藝參數(shù)。業(yè)、綜合報告

的特點、掌握典型化工工藝過2.2最新技術(shù)動態(tài)。

程的控制系統(tǒng)及應(yīng)用。

支撐畢業(yè)要求5：內(nèi)涵觀測點

5-2

考核方式對課程教學(xué)目標的支撐關(guān)系如下表所示:

考勤、綜合報

課程教學(xué)目標隨堂測驗課程作業(yè)

提問告

了解主要工藝參數(shù)（溫度、壓力、流

量及物位）的基本測量方法，化工儀

40%60%50%50%

表和儀器的工作原理及特點；并理解

不同儀表和儀器的局限性

掌握常用化工儀表和和儀器的選用方

法。了解各種控制系統(tǒng)的特點、掌握

60%40%50%50%

典型化工工藝過程的控制系統(tǒng)及應(yīng)

用。

注：在執(zhí)行過程中，課程FI標在各考核方式中的比例可以上下浮動10%。

（三）過程考核評價標準

I.課堂考勤

正常出勤1次，該次記為優(yōu)秀；正常請假1次，該次記為良好；遲到30分鐘以內(nèi)的，該次

記為良好；遲到30分鐘以上的，該次記為中等；遲到當日課時50%以上的，該次記為及格；

缺勤的，該次記為不及格，考勤成績由多個單次考勤成績通過數(shù)值算法確定

缺勤累計超過三分之?學(xué)時的取消課程考核資格。

2.隨堂測驗

隨堂測驗一股進行10-20分鐘，對課堂講授知識進行測驗，重點測驗學(xué)生對一些基本概念、

基本理論、基本公式等理解和掌握的程度。一般自備測驗用紙張，要求手寫完成（或者線上

作答）；隨堂測驗成績由多個單次測驗成績通過數(shù)值算法確定。對于單次測驗成績的評定標

準，若測驗內(nèi)容有標準答案，則按標準答案評定；若測驗內(nèi)容以論述性為主的主觀題，則評

定標準如卜表所示：

優(yōu)良中及格不及格

（85/00分）（75-84分）（65-74分）（60-64分）（0-59分）

1.概念清晰；在滿分標準在滿分標準在滿分標準在滿分標準

2.理解正確；1?3條中有2項1?3條中有2項1?3條中有1項1?3條中有2

3.答題準確；或者以上只達或者以卜只達不合珞；在滿項或者以上不

4.卷面整潔美到較好水平；到基本合格；分標準4-6條合格；在滿分

觀；在滿分標準在滿分標準中有1項不合標準4-6條中

5.無作弊等違4-6條中有2項4-6條中有2項格。其它符合有2項或者以

紀行為；或者以上只達或者以下只達中及以上等級上不合格。其

6.及時提交。到較好水平。到基本合格。標準。它符合中及以

（此標準為滿其它符合良及上等級標準。

分標準）以上等級標

準。

備注：①較好水平：知識方面不存在錯誤，有少量不完整的情況；其它方面存在少量不足;

②基本合格：知識方面存在少量錯誤；其它方面存在少量不足；③不合格：知識方面存在明

顯錯誤；其它方面存在大量不足。

3.課程作業(yè)

課程作業(yè)一般課后進行，是對課堂所學(xué)知識的深入學(xué)習(xí)和擴展，重點是基本理論、基本方程

等的應(yīng)用。一般自備作業(yè)用紙張，要求手寫完成；課程作業(yè)成績由多個單次作業(yè)成績通過數(shù)

值算法確定：單次作業(yè)評定標準如下表所示：

優(yōu)良中及格不及格

（85-100分）（75-84分）（65-74分）（60-64分）（0-59分）

1.概念清晰；在滿分標準在滿分標準在滿分標準在滿分標準

2.原理引用正1-5條中有3項1-5條中有3項1-5條中有1項1-5條中有2

確；或者以上只達或者以下只達不合珞；在滿項或者以上不

3.公式引用正到較好水平；到基本合格；分標準6-8條合格；在滿分

確；在滿分標準在滿分標準中有1項不合標準6-8條中

4.邏輯分析思6-7條中有2項6-8條中有2項格.其它符合有2項或者以

路清晰；或者以上只達或者以下只達中及以上等級上不合格。其

5.結(jié)論可靠；到較好水平。到基本合格。標準。它符合中及以

6.作業(yè)整潔美其它符合良及上等級標準。

觀；以上等級標

7.無抄襲等違準。

紀行為；

8.及時提交。

（此標準為滿

分標準）

備注：①較好水平：知識方面不存在錯誤，有少量不完整的情況；分析思路有少量邏輯混亂；

其它方面存在少量不足；②基本合格：知識方面存在少量錯誤；分析思路有少量邏輯借誤;

其它方面存在少量不足；③不合格：知識方面存在明顯銬誤；分析思路有明顯邏輯錯誤：其

它方面存在大量不足。

4.期末考試

本課程為考查課,期末考試形式為撰寫綜合讀書報告1份,一般課程講授結(jié)束后在課外進行,

是對課程知識的一個較為全面的總結(jié)、拓展與應(yīng)用，主要內(nèi)容是關(guān)于典型化工廠的設(shè)計、模

擬分析、運行控制等：成績等級通過數(shù)值算法和各評價點所占比例共同確定。一般自備報告

用紙張，采用計算機打印或者手寫完成均可；成績評價標準如下表所示：

優(yōu)良中及格不及格

（85-100分）（75-84分）（65-74分）（60-6