《过程控制与自动化仪表》—教学教案.docx

《过程控制与 课程自动化仪表》教案N0.1授课班级周次日期任课教师复习提问学习模块模块一绪论学习任务任务1说课授课内容课程介绍课时2教学目标知识目标：L 了解自动控制及过程控制的定义；2 .了解过程控制开环、闭环的概念；3 ,了解过程控制系统开展史；4 .了解过控控制系统的特点与要求能力目标：1 .培养学生自主学习能力；2 .培养学生解决问题的能力素质目标：1.培养学生实事求是的科学态度、严谨的工作作风和勇于进取的精神重点难点重点：过程控制系统开环、闭环的概念； 难点：过程控制系统开环、闭环的判断授课过程步骤内容方法、资源运用1自动控制及过程控制的定义启发式、多媒体课件、分 组讨论2开环、闭环的概念多媒体课件、实例演示、3过程控制系统开展史多媒体课件、实例演示、4过控控制系统的特点与要求启发式、多媒体课件、分 组讨论5授课方式讲授的教学方式 教学地点多媒体教室教学资源设备、工具等：投影系统、PPT电子课件教学时间教学内容注释5分钟回顾上节课内容，进行复习提问大屏幕投 影） 逐一解说系 统微分方程 的一般步骤, 案例分析让 学生加深印 象一、相关知识在经典控制理论中，常用的数学模型有微分方程、传递函数和系统 框图。

它们反映了系统的输入量、输出量和内部各种变量间的关系，也 反映了系统的内在特性1,微分方程（85分钟）系统微分方程建立的步骤建立微分方程的一般步骤如下：（1）全面了解系统的工作原理、结构组成和支配系统运动的物理 规律，确定系统的输入量和输出量2）从系统的输入端开始，根据各元件或环节所遵循的物理规律, 依次列写它们的微分方程3）将各元件或环节的微分方程联立起来消去中间变量，求取一 个仅含有系统输入量和输出量的微分方程，这就是系统的微分方程350分钟（4）将该方程整理成标准形式即把与输入量有关的各项放在方 程的右边，把与输出量有关的各项放在方程的左边，各导数项按降嘉排 列，并将方程中的系数化为具有一定物理意义的表示形式，如时间常数 等举例分析：Ro 1 I C）+ ►. +I% C= UoO O（大屏幕投 影）逐一解 说拉氏变换、 拉氏变换的 运算定理、系 统传递函数， 案例分析让2.传递函数（90分钟）（1）拉氏变换1）拉氏变换的概念r（s）=z［/（r）］=f/（r>-^2）拉氏变换的概念拉氏变换的运算定理①叠加定理'［工（'）±力W1=瓦力（，）］土耳力（，）］特点：流路简单、阻力较小，适于现场管道要求直角连接，介质为 高黏度、高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。

4)三通控制阀共有三个出入口与工艺管道连接a)合流型 8)分流型(5)隔膜控制阀特点：结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他种类的阀要大 不易泄漏耐腐蚀性强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制，也 能用于高黏度及悬浮颗粒状介质的控制6)蝶阀特点：结构简单、重量轻、价格廉价、流阻极小 缺点：泄漏量大7)球阀球阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处于不同的相 对位置时，就具有不同的流通面积，以到达流量控制的目的特点：密封性好重量轻、体积小、安装方便，适用于高黏度或带 有悬浮物的介质流量控制9)笼式阀(大屏幕投 影) 逐一解说调 节阀的流量 特性，案例分 析让学生加 深印象特点：可调比大、振动小、不平衡力小、结构简单、套筒互换性好, 更换不同的套筒可得到不同的流量特性，阀内部件所受的汽蚀小、噪声 小，是一种性能优良的阀，特别适用于要求低噪声及压差较大的场合缺点：不适用高温、高黏度及含有固体颗粒的流体3 .调节阀的流量特性(1)调节阀的理想流量特性在不考虑调节阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特 性它取决于阀芯的形状，主要有直线、等百分比(对数)、抛物线及 快开等几种0稣（°。

2）调节阀的工作流量特性在实际生产中，调节阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为 工作流量特性大屏幕投影）逐一解说工 作流量特性,AA/VV 工案例分析让 学生加深印 象AP2 AP1C?max05 5 7 5 2 1O• • • • • o o o OO. G/Z)/%1000 100-—（//1）/%（b）理想特性为等百分比型（a）理想特性为直线型1）串联管道的工作流量特性4 .控制阀的选择（1）控制阀结构与特性的选择1）结构形式选择主要根据工艺条件，如温度、压力及介质的物理、化学特性（如腐 蚀性、黏度等）来选择2）特性选择先按控制系统的特点来选择阀的希望流量特性，然后再考虑工艺配 管情况来选择相应的理想流量特性2）气开式与气关式的选择有压力信号时阀关、无信号压力时阀开的为气关式反之，为气开 式主要从工艺生产上平安要求出发信号压力中断时，应保证设备和 操作人员的平安如果阀处于翻开位置时危害性小，那么应选用气关式， 以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门能自动翻开，保证平安反 之阀处于关闭时危害性小，那么应选用气开阀3）调节阀口径的选择十九、电动执行器（大屏幕投 影） 逐一解说控 制阀的选择, 案例分析让 学生加深印 象。

电动执行器接收来自控制器的0〜10mA或4〜20mA的直流电流信号，并将其转换成相应的角位移或直行程位移，去操纵阀门、挡板等控制机 构，以实现自动控制分类：角行程、直行程、多转式1 .基本结构(1)执行机构的基本结构(2)调节阀的基本结构(3)控制器的结构(现场操作) 逐一解说执 行器的使用 方法，通过让 学生动手操 作加深印象2 .电动执行机构3 .线路连接与调试5分钟小结作业：思考题与习题5.6、5.7O对课程内容 进行总结，加 深学生的印 象《过程控制与自动化仪表》课程教案NO. 15授课班级周次日期任课教师复习提问过程控制系统的各类变送器学习模块模块六过程控制系统学习任务任务1工艺流程图的绘制授课内容工艺流程图识图与绘制课时2教学目标知识目标：1 . 了解工艺流程图的分类；2 .熟悉设备的画法及标注；3 .掌握仪表的画法及标注能力目标：.1 .培养学生工艺流程图的识图能力；2 .培养学生解决问题的能力素质目标：1.培养学生实事求是的科学态度、严谨的工作作风和勇于进取的精神重点难点重点：带控制点的工艺流程图识图； 难点：带控制点的工艺流程图绘图授课过程步骤内容方法、资源运用1设备的画法及标注多媒体课件、实例演示2管线的画法及标注多媒体课件、实例演示3仪表的画法及标注多媒体课件、实例演示4识图练习启发式、多媒体课件、案 例教学5授课方式讲授教学地点教室教学资源过程控制工艺流程图纸、投影系统、PPT电子课件教学时间教学内容注释5分钟回顾过程控制系统变送器、执行器相关内容，进行复习提问。

二十、相关知识过程控制系统工艺流程图是用图示的方法把流程工业生产的工艺 流程和所需的设备、管道、阀门、管件、管道附件及仪表控制点表示出 来的一种图样，是设备布置和管道布置设计的依据，也是施工、操作、 运行及检修的指南工艺流程图可分为工艺方案流程图、物料流程图和施工流程图 二、设备的画法及标注1.设备的画法及标注车间或工段号设备分类号设备序号相同设备的序号V 04 08 A真空受槽设备名称 80分钟固定床反响器 板式塔固定管板式（大屏幕投 影）逐一解说设 备的画法，案 例分析让学 生加深印象鼓风机离心泵球罐锥顶罐2.工艺流程线的画法及标注名称图例说明主物料管道粗实线b (0.9mm)辅助管道—中粗线”2 （推荐（）.6mm）仪表管道—细实线 6/3 (0.3mm)伴热（冷）管道 虚线”2 （推荐0.6mm）管道隔热管 V////777^——在适当位置画出夹套管11* e( »f 111 t / . 1 1可只画两端一小段管段序号 主工程编号物料代号PG 13 10-300-A1A-H3.管件的画法及标注闸阀 截止阀~DOO—球阀 碟阀管道外径 管道等级代号 绝热或隔声代号四通截止阀四通球阀（大屏幕投 影） 逐一解说管 线的画法，案 例分析让学 生加深印象。

4 .仪表的画法及标注安装位置图形符号安装位置图形符号就地安装仪表O就地安装仪表（嵌在管道中）集中仪表盘面安装仪衣㊀集中仪表盘后安装仪袅㊀就地仪表盘面安装仪表e就地仪衣盘后安装仪衣©仪表的位号由字母代号和数字编号两局部组成，其中字母代号写在仪表圆圈的上半部，数字编号写上圆圈的下半部集中盘面安装被测变量和仪表功能的字母代号字母第一位字母被测变量A分析C电导率D密度或比重E电压F流量I电流J功率K时间或时间程序L物位M水份或湿度P压力或真空Q数量或件数R放射性S速度或频率T温度V黏度W重量或力X未分类参数Z位置后继字母修饰词差比 扫描 积分、累计 平安 平安报警（大屏藕（调节）影）检测元件重点解谟衩表的画墨一手动操作器 拈不灯标注，艰魁（接头）析让学宓加、聚积深印象记录或打印开关、联锁变送阀、挡板、百叶窗套管未分类驱动、执行或未分类的终端执5.脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例脱乙烷塔逐一解说通 过让学生动 手练习加深 印象对课程内容 进行总结，加 深学生的印 象。