1、成都大学教案学院(部) ： 电子信息工程 系（教研室）： 自动化 授课教师： 牛林 职 称： 副教授 课程名称 过程控制系统与仪表总学分： 3.5 学分 总学时：60 学时 其中： 讲课 52 学时 实践 8 学时必修课( ) 选修课( )课程类别 公共课（ ） 学科课（ ） 专业课（ ） 实践课（ ） 全校任选课（ ）授课对象 自动化,电子信息考核方式 考试课程。 总成绩：平时作业占 10%;课程设计占 20%；期末考试占 70%（闭卷考试：填空题、单选题 、多选题、 论述题、综合 设计题）。教学基本目的和要求明确过程控制仪表及控制系统的工作原理及应用。掌握过程控制系统的构成，包括：对象的确
2、定、对象数学模型的建立、被控参数、控制参数的选择、控制器的选择以及参数的整定、执行器的选择等；能够根据对象特性及工艺要求进行复杂系统控制；能够针对实际生产过程，设计相应的过程控制系统。通过本课程的学习，学生应了解过程控制系统及仪表的发展及应用；理解过程控制仪表的组成及工作原理；掌握过程控制系统的构成及工作原理,能根据工业生产过程的具体要求设计出相应的过程控制系统。教学重点和难点教学重点： 掌握过程控制系统的组成与设计 掌握过程对象的建模方法 掌握 PID 类常规控制策略 掌握各类控制系统的设计与分析方法 了解先进控制算法（设计思想、概念、特点及适用场合）教学难点： PID 类常规控制策略 各类
3、控制系统的设计与分析方法 教材、参考书1、邵裕森等编著，过程控制工程. 北京：机械工业出版社，2002.12 2、金以慧、王树青等教授的专著 注：此页针对课程整体内容进行填写成都大学教案1 总学时第 1 学时 第 4 学时授课内容第一章、 绪论 1-1 过程控制发展概况 , 1-2 过程控制的特点， 1-3 过程控制系统的组成及其分类 1-4 “过程控制工程”课程的性质和任务。 第二章、过程建模 和过程检测控制仪表 2-1 过程建模,教学目的和要求了解工业生产过程控制的发展过程、过程控制主要特点、过程控制系统的组成及其分类,并结合具体对象，掌握控制系统的组成以及控制系统的方块图描述法。重点难点
4、过程控制系统的组成及其分类对过程控制系统的基本要求教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)（一） 过程控制系统概述 1 过程控制系统 （1）过程控制系统的组成及框图（2）过程控制系统的分类2 过程控制系统的过渡过程及品质指标 （1）静态与动态（2）过程控制系统的过渡过程（3）过程控制系统品质指标 （二）过程特性和建模 1 机理建模 思 考 题 、课 后 作 业P9-2，3P135-6，7主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械
5、工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注 （对本章节的课堂教学需补充说明的内容）注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案2 总学时第 5 学时 第 8 学时授课内容第二章、2-1 过程建模 和过程检测控制仪表， 2-2 过程变量检测及变送 , 2-3 过程控制仪表教学目的和要求 掌握简单被控过程的机理建模方法； 掌握试验法建模。 掌握最小二乘法建模。 熟悉过程变量检测及变送仪表重点难点建模方法机理建模方法教学安排(含课堂教学内容、教学
6、方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)（二）过程特性和建模 1 机理建模 2 响应曲线辨识过程的数学模型 （三）变送器 1 差压变送器 2 温度变送器 思 考 题 、课 后 作 业P137-50，51主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体
7、授课内容填写成都大学教案3 总学时第 9 学时 第 12 学时授课内容 第二章、过程建模 和过程检测控制仪表，2-3 过程控制仪表，2-4 其它数字式过程控制装置教学目的和要求 回顾过程变量检测； 掌握 DDZ-III 型系列变送器的特点、结构及工作原理； 重点难点 DDZ-III 型系列变送器的特点、结构及工作原理教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)3 流量检测与变送 4 液位变送器 5 微型化、数字化和智能化变送器 （四）控制器 1 控制器的控制规律 （1）双位控制（2）比例控制（3）比例积分控制 积分控制 比例积分控制的计算 积分饱和（4）比
8、例微分控制理想微分控制实际微分控制比例微分控制的计算 （5）比例积分微分控制（6）离散比例积分微分控制2 DDZ-型控制器 3 数字式控制器 思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案4 总学时第 13
9、学时 第 16 学时授课内容 第三章、过程控制系统单回路控制系统的工程设计，3-1 过程控制系统工程设计概述, 3-2 控制方案设计教学目的和要求解决的问题：（一）简单控制控制系统的设计步骤是什么？ （二）过程特性对控制质量的影响及控制方案如何确定？（三）调节规律对控制质量有什么影响及调节规律如何选择？（四）调节器参数的整定方法。（五）单回路控制系统设计举例重点难点调节规律对过程控制系统控制质量的影响过程控制系统的参数整定方法教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)1 简单控制系统的组成 2 被控变量和操纵变量的选择 （1）被控变量的选择（2）操纵变量
10、的选择思 考 题 、课 后 作 业P138-65,67,68主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案5 总学时第 17 学时 第 20 学时授课内容 第三章、过程控制系统单回路控制系统的工程设计，3-2 控制方案设计，3-3 检测
11、、变送器选择, 3-4（调节阀）选择教学目的和要求 掌握测量变送与控制阀的工作特性以选择原则重点难点 控制阀的流量特性教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)3 检测变送器的选择 （1）仪表精度等级和量程的选择（2）测量信号的处理4 控制阀的选择 （1）控制阀结构形式的选择（2）控制阀口径大小的选择（3）控制阀作用方式的选择（4）流量特性的选择（5）阀门定位器的选择思 考 题 、课 后 作 业P175-3,6,7主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统
12、和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案6 总学时第 21 学时 第 24 学时授课内容第三章、过程控制系统单回路控制系统的工程设计，3-5 控制器（调节器）选择，3-6 过程计算机控制系统的设计,3-7 过程控制系统的投运和控制器参数整定教学目的和要求 掌握调节规律重点难点 P、I、D 三参数对控制系统控制质量的影响教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师
13、生互动、时间分配、板书设计等)5 控制器控制规律的选择 （1）根据控制规律特点选择（2）根据被控变量选择思 考 题 、课 后 作 业P175-3,6,7主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案7 总学时第 25 学时 第 28 学
14、时授课内容第三章、过程控制系统单回路控制系统的工程设计，3-8 单回路控制系统工程设计实例教学目的和要求 掌握参数整定的方法重点难点 参数整定的理论基础教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)6 控制器的参数整定 （1）经验整定法（2）临界比例度法（3）衰减曲线法（4）反应曲线法（5）自整定法7 控制系统的投运 思 考 题 、课 后 作 业P175-21,22,23,24主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20
15、034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案8 总学时第 29 学时 第 32 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4-1 串级控制教学目的和要求了解串级控制系统的概念与特点；掌握串级控制系统的方框图表示法；结合控制原理，掌握串级系统的分析方法；了解串级控制系统的设计原则；掌握串级控制系统的参数整定方法;了解串级控制系统的抗积分饱和措施。重点难点 串级控制系统副回路的设计方法教学安排(含课堂教学内容、教学方法、
16、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)1 串级控制系统 （1） 串级控制系统的基本原理和结构 （2）串级控制系统的特点 （3）串级控制系统的设计（4）串级控制系统控制器参数的整定（5）串级控制系统的应用实例思 考 题 、课 后 作 业P261-1,9主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 200
17、8.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案9 总学时第 33 学时 第 36 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4-2 前馈控制教学目的和要求 掌握前馈控制的原理及设计方法重点难点 前馈反馈控制系统的设计方法教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)3 前馈控制系统 （1）前馈控制系统的基本原理 （2）前馈控制的主要结构形式 （3）前馈控制系统的设计及工程实施中若干问题（4）前馈控制系统的应用实例思 考 题 、课 后 作 业P262-11主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装
18、置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案10 总学时第 37 学时 第 40 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4-3 大滞后补偿控制教学目的和要求掌握大滞后补偿控制的机理及方案重点难点 三种补偿方案的结构及效果教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)微分先行控制方案
19、中间微分反馈控制方案预估补偿控制方案 思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案11 总学时第 41 学时 第 44 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4-4 比值控制 教学目的和要求 掌握常用的三
20、种比值控制系统重点难点 单闭环比值控制系统教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)2比值控制系统 （1）比值控制系统的基本原理和结构 （2）比值系数的计算 （3）比值控制系统应用实例思 考 题 、课 后 作 业P263-25,30,35主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电
21、子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案12 总学时第 45 学时 第 48 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4-5 分程与选择性控制教学目的和要求 掌握分程与选择性控制系统的用途及方案重点难点 控制方案教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)5 选择性控制系统 （1）选择性控制系统的基本原理和结构（2）选择性控制系统的设计（3）选择性控制系统的应用实例6 分程控制系统和阀位控制器控制系统 （1）分程控制系统（2）采用阀位控制器的控制系统思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧
22、主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案13 总学时第 49 学时 第 52 学时授课内容 第四章 复杂过程控制系统，4- 6 解耦控制教学目的和要求掌握：多变量解耦系统的概念及解耦的方法重点难点 解耦的方法教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生
23、互动、时间分配、板书设计等)多变量解耦系统的概述相对增益复杂过程控制通道的选择解耦过程调节器参数整定解耦控制系统实施中的有关问题思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案14 总学时第 53 学时 第 5
24、6 学时授课内容第五章 先进控制系统, 5-1 概述， 5-2 模糊控制统，5-3 预测控制系统5-4 自适应控制教学目的和要求 了解先进控制的基本思想重点难点 模糊、预测、自适应控制的特点及最新的研究成果教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)概述， 模糊控制统，预测控制系统自适应控制思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社
25、，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案15 总学时第 57 学时 第 60 学时授课内容第六章 过程控制工程应用实例， 6-2 氯乙烯精馏过程控制，6-3 TDC3000 在聚苯乙烯装置上的应用教学目的和要求 掌握过程控制工程的设计方法重点难点 过程控制工程的设计方法教学安排(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、 师生互动、时间分配、板书设计等)过程控制工程应用实例化肥厂 H2/ N2 比例控制氯乙烯精馏过程控制TDC-3000 在聚苯乙烯装置上的应用CENTUM 系统在合成氨装置中的应用思 考 题 、课 后 作 业主要参考资料1过程控制 金以慧 主编 清华大学出版社，20052过程控制系统.仪表.装置 林锦国 主编 东南大学出版社，20023过程控制系统和应用 俞金寿 主编 机械工业出版社，20034过程控制仪表及控制系统 林德杰 主编 机械工业出版社，20045. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 王正林 主编 电子工业出版社 2008.07课后自我总结分析备注注：此页针对具体授课内容填写
