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过程控制课程教学大纲

课程中文名称：过程控制

课程英文名称：ProcessControl

课程编号：204T0183

学分：2

学时：32(其中：讲课学时：32实验学时：0实践学时：0)

先修课程：电子技术基础(一)/(二)、自动控制理论I(一)/(二)、计算机控制技

术

适用专业：自动化

课程类别：专业拓展课程/必修

使用教材：《过程控制系统》,郭一楠，机械工业出版社，2017年1月

开课单位：电气与新能源学院

课程简介：

过程控制技术是流程行业面向中国智造2025规划的关键技术，广泛应用于现代化的冶金、化工等流程行业领域。课程主要以工业过程控制模型为研究对象，学习工业过程中温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数的检测与变送方法、过程仪器仪表选型方法；进而学习过程对象的建模方法，并以模拟控制和数字控制为控制手段，掌握基于工业计算机的过程控

制系统设计方法。

一、课程性质

本课程是自动化专业的必修程。课程讲述流程行业自动控制系统的原理、应用以及控制系统设计的一系列技术。通过该课程的学习，使学生掌握过程变量检测与变送方法，过程系统的建模，简单控制系统、复杂控制系统的分析和设计方法，最后能根据任务要求，采用适宜的技术手段对生产过程加以控制。课程内容具有交叉领域知识，通过课程的学习有助于培

养学生的逻辑思维；有助于培养学生综合运用知识的能力与工程素养。

二、课程目标：

课程目标1:从过程控制科学的内容、方法、思维多个层面对学生进行价值塑造，帮助学

生树立良好的人生观价值观，培养学生的爱国情怀、创新能力、科学思维和探索习惯。

课程目标2:能够掌握过程控制系统的组成及特点；了解过程控制的发展及典型过程控制

系统。

课程目标3:能够掌握被控过程特性，运用解析法和实验辨识法建立被控过程数学模型。

课程目标4:能够掌握过程检测仪表信号的标准；掌握检测仪表的基本原理、选型和安

装；理解执行器的基本原理，掌握执行器特性与选型。

课程目标5:能够掌握PID控制的基本工作原理及特点，掌握PID控制器参数整定方法。

课程目标6:掌握过程控制系统的各种工程设计方法，重点掌握单回路和串级控制系统的

工程设计方法，掌握其它复杂控制系统的设计方法，了解先进过程控制系统。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求

毕业要求指标点

课程目标对毕业要求的

支撑关系

1、工程知识

指标点1.2:能够运用数学、自然科学、工程科学的知识对自

动化系统工程的具体对象建立数学模型并求解。

指标点1.4:能够将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于自动化系统专业工程问题解决方案的比较与综

合。

课程目标2、

课程目标3

2、问题分析

指标点2.3:能认识到解决自动化系统工程问题有多种方案可

选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。

课程目标5

3、设计/开发解决

方案

指标点3.3:在自动化系统工程设计中能够考虑安全、健康、

法律、文化及环境等制约因素。

课程目标4

4.研究

指标点4.1:能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，

调研和分析自动化系统复杂工程问题的解决方案。

课程目标6

6、工程与社会

指标点6.1:了解专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对工程活动的影响。指标点6.2:能分析和评价专业工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，

并理解应承担的责任。

课程目标1

四、教学内容及要求

第1章绪论

1.教学内容

(1)典型的过程控制问题、过程控制系统的发展概况。

(2)过程控制的组成与性能要求。

2.重点、难点

控制系统的组成、控制系统的性能要求。

3.课程思政融入点：

(1)过程控制领域典型事迹与爱国情怀、自动控制技术发展与科技报国的使命

4.考核要点

过程控制的基本概念，过程控制性能指标计算。

5.教学方法

课堂讲解。

6.作业安排

1.7习题：1-4、1-5

第2章系统被控过程特性及其数学模型

1.教学内容

(1)被控过程特性、被控过程的数学模型。

(2)解析法建立过程的数学模型。

(3)掌握实验辨识法建立过程的数学模型。

2.重点、难点

过程控制系统的建模。

3.课程思政融入点：

(1)过程控制系统数学建模与由抽象到具体的科学思维

4.考核要点

过程控制系统的建模。

5.教学方法

课堂讲解。

6.作业安排

2.6习题：2-3、2-8、2-9、2-11

第3章过程参数的检测与变送

1.教学内容

(1)检测与变送相关的基本概念。

(2)温度的检测与变送方法。

(3)压力的检测与变送方法。

(4)流量的检测与变送方法。

(5)物位的检测与变送、智能检测仪表。

2.重点、难点

温度、压力与流量的检测与变送。