SPOC学校专有课程
化工仪表与过程控制
分享
spContent=化工仪表与过程控制是利用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科的，是化学工程与工艺专业的一门专业必修课程。本课程在“高等数学”、“大学物理”、“电工学”和“化工原理”等课程的基础上开设，适用于针对化学工程与工艺及化工相关专业大学本科三年级的学生学习。 课程以化学工业自动化生产过程为教学背景，主要讲述化工生产中绍自动控制系统的基本组成、原理，描述对象的数学模型及其特性参数、典型温度、压力、流量、液位等人工参数测量仪表的工作原理与使用方法、控制器的控制规律、执行器的流量特性与选择、自动控制方案的确定方法等。培养学生针对化学工艺过程合理选择被控变量和操作变量、与自动化专业人员确定控制方案和控制规律，配置合适的仪表，共同完成相关对象或过程的控制方案设计，为为学生在化工过程研究、设计、生产和管理等工作中灵活运用基本理论、提升新工艺、新技术研发水平打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述

        通过对这门课程的教学，可使学生了解现代化工生产过程自动化的现状和发展方向，了解主要化工工艺参数（温度、压强、流量和液位）的测量技术和仪表的工作原理及特点，掌握常规的检测及控制仪表的选择和使用方法，学会认识带控制点的工艺流程图，掌握自控过程的方块图表达方式并能利用方块图分析、比较简单控制过程，掌握一阶对象特性的微分方程表达方式及其响应曲线的分析方法，掌握简单控制系统被控变量、操纵变量的分析方法及控制过程中参数整定方法，掌握串级控制系统的特点、结构、工作原理与适用场合，了解化工单元设备如离心泵、换热器和精馏塔的典型控制方案。                                                                                                                             

        学习这门课程，可为从事化工生产管理、设计、研发、自动化控制和安全管理等相关工作提供帮助。

授课目标

主要内容是以自动控制系统为主线，分别介绍自动控制系统的一般概念（第一章）、过程特性（第二章）、常用化工参数温度、压力、流量、物位的测量仪表和变送器（第三章）、控制器的基本控制规律（第四章）、执行器的结构、特性及选择（第五章）、简单控制系统（第六章）、复杂控制系统（第七章）和典型化工单元的控制方案（第八章）。  

通过该课程的教学，培养学生如下能力：（1）掌握化工过程工艺参数控制原理和对应自控装置并用于解决复杂化学工程问题；支撑毕业要求指标点1.3（2）培养学生运用工程基础知识和专业基本理论知识参与或改造自控设计、操控现场系统等分析和解决实际问题的能力；支撑毕业要求指标点3.2（3）能够与自动化专业人员沟通，并能够从工艺、安全角度提出要求，参与设计满足工艺、环保和安全等要求的系统、单元（部件）或工艺流程。支撑毕业要求指标点3.2


成绩要求

平时成绩：10%，包括课程线上线下学习、作业与测试等；

实验成绩：20%，本课程需完成0.5学分（8学时）两个综合实验，实验成绩由实验预习、实验操作表现和实验报告评定；

期末闭卷笔试成绩：70%，围绕教学大纲按教学目标考核。

课程大纲
预备知识

本课程在“高等数学”、“大学物理”、“电工学”和“化工原理”等课程的基础上开设。

参考资料

1、 参考教材：国家“十二五”规划教材

  [1] 厉玉鸣. 化工仪表及自动化（化学工程与工艺专业使用）第六版[M]. 北京：化学工

        业出版社出版，2019. 

2、参考书（包括但不局限于以下所列）：

    [1] 杨丽明，张光新. 化工自动化及仪表（工艺类专业适用）第二版[M]. 北京：化学工

        业出版社，2016. 

    [2] 戴连奎，张建明，谢磊. 过程控制工程（第四版）[M]. 北京：化学工业出版社，

         2020. 

    [3] 张宏建，黄志尧，周洪亮，冀海峰. 自动检测技术及装置（第三版）[M]. 北京：化

         学工业出版社，2019. 

3、参考刊物：

   

     




常见问题

Q :  哪些专业同学可以参加学习？

A :  本课程为南京理工大学化学工程与工艺专业《化工仪表与过程控制》课程的线上资源，能够满足包括化学工程与工艺专业在内的化工制药类专业（如制药工程、安全工程、特种能源工程与技术、应用化学、材料化学、高分子材料科学与工程等）和环境工程、生物工程等专业学生学习化工仪表与过程控制知识的需求，也可以供其他专业感兴趣的同学选学。

Q :  遇到困惑，该如何与老师沟通？

A :  由于教学视频是预先录制的，学习过程中如有问题可在MOOC平台“讨论区”留言与老师同学互动来答疑解惑。如果还有更加深入的问题或对课程建设的建议，还可以通过课程负责人邮箱wangjuan304@njust.edu.cn直接联系王娟老师。

Q :  线上视频资源和教材完全对应吗？

A :  本课程视频资源的安排与教学大纲对应，且在讲解时有所侧重，总体内容基于教材且高于教材。线上资源每章还包括典型题目案例的深度解析视频，可以帮助学生掌握课程的重点和难点。

Q : 线上教学内容都要掌握吗？

A : 为了课程体系的完整性，以及覆盖各类学习者可能的兴趣点。线上教学内容总体涵盖了教学大纲涉及的全部知识。同时增加了化工自动化仪表与过程控制的最新资源或进展的链接，供同学们了解。作为学习者，建议大家根据课堂教学内容，重点学习简单控制系统及之前章节，具备一定基础后，进一步学习复杂控制系统内容。

Q：如何开展本课程实验？

A：本课程配套安排了0.5学分（8学时）的两个实验，包括单容水箱液位控制与锅炉水温定值控制实验，对实验原理、设计、安排与要求以线上视频的方式进行了讲解，视频总体展示出实验设备与操作要求，可为同学们预习实验提供帮助。俗话说：“百闻不如一见，百见不如一练”，实验实操欢迎同学们在教务处实验管理系统预约后有序进入实验室开展实验。