吉林大学过程控制与自动化仪表 16讲 孙晓东主讲

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课程名称:  吉林大学过程控制与自动化仪表 16讲  孙晓东主讲


资源描述:   

本课程是依据普通高等学校“过程控制与自动化仪表”教学大纲的要求，从当前生产过程自动化的实际需要和过程控制的最新发展出发，在介绍生产过程自动化的基本概念、自动化仪表的工作原理及使用要求的基础上，重点介绍了各种检测仪表、控制仪表、执行器、过程建模和基于网络的计算机控制系统及工程应用等问题。在过程控制基本理论部分，介绍调节对象动态特性的测试方法，单回路及串级调节系统的设计和调节器的参数整定方法，以及解耦控制、推理控制及预测控制等复杂过程控制系统的分析与设计，并在每章介绍几种典型调节系统在生产过程自动控制中的应用实例。最后介绍了计算机集散控制系统DCS与现场总线控制系统的工作原理和系统集成技术。
该课程取材适当，深广度适中，能适应不同高校本科电气信息类专业的教学需求；内容叙述简明扼要、通俗易懂、循序渐进、方便自学；每章都编写了基本练习题、综合练习题和设计题，以适应不同学生的学习需求，也便于教师因材施教。可作为高等学校电气信息类有关专业的专业课教材，也可供相关专业的师生和工程技术人员参考。



课程教材:《过程控制及自动化仪表》 潘永湘主编 机械工业出版社 2011年6月
学习重点:
       第1章 绪论
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解过程控制的定义、要求和任务及过程控制的发展状况；了解过程控制系统设计步骤和仪表的类型与发展
　　重点：掌握过程控制系统的组成、特点、类型及其性能指标；掌握仪表的信号制及防爆系统的构成。
　　难点：过程控制系统的组成、特点、类型及其性能指标；
　　第2章 过程参数检测与变送
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：学习过程控制参数检测方法及信号传输标准。
　　重点：参数检测的意义、检测仪表的基本构成及仪表的统一信号标准；变送器的构成原理、信号传输与接线方式；检测误差的概念、熟悉仪表的性能以及零点迁移与量程调整的确定与计算；温度检测方法、温度变速器的工作原理；压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与使用方法，压力变送器的工作原理及使用特点；智能式变送器的特点及硬件构成；成分检测仪表的工作原理及适用范围。
　　难点：压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与使用方法，熟悉压力变送器的工作原理及使用特点
　　第3章 过程控制仪表
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：熟悉调节器的功能要求，掌握基本调节规律的数学表示及其响应特性；熟悉；DDZ-Ⅲ型调节器的基本构成、电路原理及其应用特点；了解智能调节器的硬件和软件构成；掌握SLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理；熟悉SLPC可编程控制器的模块指令及编程方法；了解各类执行器的组成原理和使用特点，熟悉气动执行器的应用特点；了解电/气转换器与阀门定位器的工作原理；熟悉智能式电动执行器的功能特点；熟悉安全栅的基本类型及构成原理。
　　重点：DDZ-Ⅲ型调节器的基本构成、电路原理及其应用；各类执行器的组成原理和使用特点；安全栅的基本类型及构成原理
　　难点：DDZ-Ⅲ型调节器的基本构成、电路原理及其应用特点；执行器的组成原理和使用特点。
　　第4章 被控过程的数学模型
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：掌握被控过程机理建模的方法与步骤；熟悉被控过程的自衡和非自衡特性；熟悉单容过程和多容过程的阶跃响应曲线及解析表达式；
　　重点：被控过程的自衡和非自衡特性；熟悉单容过程和多容过程的阶跃响应曲线及解析表达式；重点掌握被控过程基于阶跃响应的建模步骤、作图方法和数据处理；
　　难点：用机理法建立工业生产过程的数学模型。
　　第5章简单控制系统
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解简单控制系统的设计任务及开发步骤；熟悉被控过程特性对控制质量的影响，掌握被控参数、控制参数的设计原则； 了解调节规律对控制质量的影响，熟悉调节规律的选择方法；掌握调节器作用方式的选择；熟悉执行器的选择方法及注意的问题；掌握调节器参数的整定方法与实验技能。
　　重点：熟悉被控过程特性对控制质量的影响，掌握被控参数、控制参数的设计原则，重点掌握调节器参数的整定方法。
　　难点：掌握调节器参数的整定方法
　　第6章 高性能控制系统
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解串级控制系统的应用背景，熟悉串级控制系统的典型结构与特点；掌握串级控制系统的设计方法，熟悉串级控制系统的参数整定方法；了解前馈控制的原理及使用场合；掌握前馈补偿器的设计方法，熟悉前馈－反馈复合控制的特点及工业应用；了解大滞后被控过程的解决方案，掌握大滞后过程控制的设计方案。
　　重点：掌握串级控制系统的设计方法，熟悉串级控制系统的参数整定方法；了解前馈控制的原理及使用场合；掌握前馈补偿器的设计方法，熟悉前馈－反馈复合控制的特点及工业应用；
　　难点：串级控制系统的参数整定方法；前馈补偿器的设计方法
　　第7章 特殊的工艺要求的过程控制
　　学习目的及重点：
　　目的：了解比值控制的工业应用背景，熟悉比值控制系统的结构类型；掌握比值控制系统中比值器参数计算方法；了解比值控制系统中的非线性补偿、动态补偿以及实施方案等；了解均匀控制的特点及设计方法；了解分程控制的特点及应用场合；了解自动选择性控制的特点及应用场合。
　　重点：掌握比值控制系统中比值器参数计算方法；比值控制系统中的非线性补偿、动态补偿以及实施方案等。
　　难点：比值控制系统中比值器参数计算方法；比值控制系统中的非线性补偿、动态补偿以及实施方案等。
　　第8章 复杂过程控制系统
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解多变量耦合控制系统的应用背景及要解决的问题，熟悉相对增益的概念，掌握相对增益矩阵的计算方法，学会用相对增益判断系统的耦合程度，掌握常见的前馈补偿解耦设计方法；了解适应式控制系统的应用背景，熟悉三种过程参数变化时的适应式控制系统的结构及工作原理；熟悉推理控制系统的工作原理与性能特点，掌握设计方法；熟悉预测控制的主要原理，掌握单步预测控制的设计方法；熟悉模糊控制的基本组成，掌握模糊控制器的设计步骤。
　　重点：相对增益矩阵的计算方法，用相对增益判断系统的耦合程度，掌握常见的前馈补偿解耦设计方法；掌握推理控制系统的工作原理与性能特点和设计方法；熟悉预测控制的主要原理，掌握单步预测控制的设计方法；熟悉模糊控制的基本组成，掌握模糊控制器的设计步骤。
　　难点：掌握相对增益矩阵的计算方法。
　　第9章 社会保障与政府责任
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解集散控制系统基本结构、内涵和特点；熟悉现场控制单元的硬件结构形式及功能；熟悉集散控制系统的网络结构和通信协议；掌握控制算法的组态方法；了解现场总线控制系统的基本概念和特点；熟悉常见的几种现场总线及其通信模型；掌握现场总线控制系统的设计方法。
　　重点：熟悉集散控制系统的网络结构和通信协议；掌握控制算法的组态方法；常见的几种现场总线及其通信模型，掌握现场总线控制系统的设计方法
　　难点：集散控制系统控制算法的组态方法
　　第10章 典型生产过程控制与工程设计
　　学习目的及重点、难点：
　　目的：了解电厂锅炉的各种控制要求，熟悉它们的控制方案；掌握锅炉燃烧过程控制系统的设计方法；了解精馏塔的控制任务, 熟悉各变量之间的关系；掌握精馏过程控制系统的设计方法；了解工程设计的基本要求与基本内容；了解项目报告、施工图的设计方法以及抗干扰问题的解决方案。
　　重点：了解电厂锅炉的各种控制要求，熟悉它们的控制方案；掌握锅炉燃烧过程控制系统的设计方法
　　难点：常用过程控制系统的设计方法。

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