《化工检测与控制技术》教案和电化学技术在新能源中的利用.docx

序号 1 周次 1 授课形式 讲授 授课章节名称 §1-1化工自动化发展概况 §1-2自动化系统的组成与分类 教学目的 通过讲解，使学生了解化工自动化的发展概况，基本掌握自动化系统的组成框图与自动化系统的分类。 教学重点 自动化系统的基本组成，自控系统方框图 教学难点 自动化系统的基本组成，自控系统方框图 使用教具 未使用教具。 课外作业 复习所学内容 课后体会 这部分内容学生掌握得较好，完成教学任务。 授课主要内容 简要分析一下整个课程内容。从自动化技术引入化工自动化的概念。 一、化工自动化的发展概况 1. 仪表自动化阶段 由20世纪40年代前的机械式和液动式仪表到基地式仪表，再到气动、电动单元组合仪表（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型），目前Ⅲ型普及使用，部分Ⅱ型仍在使用，Ⅰ型表已淘汰。 2. 计算机控制阶段 出现了以微处理器为核心的新型智能仪表。把工业控制计算机、微机、顺序控制装置、过程输入输出装置、现场仪表等有机融合在一起的集散型控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）已成为大型工业企业的主流自动化控制系统。 3. 综合自动化阶段 综合自动化系统称管理控制一体化系统，也称为计算机集成过程系统（CIPS），将计划优化、生产调度、经营管理和决策引入计算机控制系统，使市场意识与优化控制相集合，管理与控制相集合，促使计算机控制系统更加完善 二、自动化系统的组成与分类 1．自动化系统的组成 （1）生产装置 被控对象——生产过程中，需控制工艺参数的生产设备或机器、管道。一个设备上有多个控制系统时，各控制系统的对象可以是生产设备的某一个部分。 （2）自动化装置 ①现场仪表：安装在生产装置上的各种参数的检测仪表（传感器及变送器）与执行器。 传感器：检测元件；变送器：将传感器输出的信号变换成统一的标准信号进行远距离传送，如0～10mA电信号（电动Ⅱ型表）、4～20mA电信号（电动Ⅲ型）、20～100Kpa气压信号（气动仪表）。 执行器：包括执行机构与调节阀，按能源分有气动、电动和液动三种。 ②控制装置：包括气动、电动控制器及可编程控制器、计算机控制装置等类型。 ③显示仪表：以图表、数字、指示等方式显示被测参数。包括模拟仪表、数字仪表和计算机显示器，与记录仪表（有纸、无纸记录仪）。 （3）自控系统方框图 方框图有四个要素：信号线、信号相加点、信号分支点和环节。其中每一个方块代表系统中的一个组成部分（环节）。 以蒸汽加热器温度控制系统为例，介绍自控系统方框图。 图中带箭头的线段仅表示各环节间信号的流向，并不表示物料的流向，有时会与物料的流向相反，这与工艺流程图不同。 自动控制系统必须是闭环负反馈系统，否则会引起事故。显示仪表在闭环以外，所以不在框图中出现。 图中，被控变量：对象内想要达到设定数值的工艺参数。设定值：被控变量的预定值。偏差：被控变量设定值与测量值之差。操作变量：受控制器操纵、用来克服干扰影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。 2．自动化系统的分类 （1）按生产过程的要求分： ①自动检测系统：对生产过程中的各种工艺变量自动、连续地进行测量和显示，以供操作者观察或直接自动地进行监督和控制生产。 ②自动信号报警及联锁保护：在事故发生前，信号系统自动发出声光报警信号；联锁系统立即采取紧急措施，以保护人身和设备安全。 ③自动操纵系统：按预定的步骤，自动地对生产设备进行某种周期性操作。 ④自动控制系统：利用自动控制装置，对生产中某些关键性变量进行自动控制，使其保持在规定范围内，保证生产过程正常进行。 （2）按控制系统结构分 ①闭环控制系统：分定值控制（设定值为常数）、随动控制（设定值不定）和程序控制（设定值为时间函数）三种形式。 ②开环控制系统：控制器与被控对象间只有正向作用没有反向联系，未构成闭合回路。 （3）按生产过程的变量数分 ①单输入单输出系统：可为单回路或多回路控制，主反馈只有一个。 ②多输入多输出系统：有多个输入输出信号，且相互间有耦合。复杂控制系统。 三、小结： 1. 化工自动化的发展分为仪表自动化阶段、计算机控制阶段和综合自动化阶段。 2. 自动化系统的方框图有信号线、信号相加点、信号分支点和环节四个要素，构成闭环负反馈系统，图中箭头只表示信号流向，并不表示物料流向。 3. 自动化系统按生产过程的要求可分为自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制四种类型。 四、作业 复习所学内容 序号 2 周次 1 授课形式 讲授 授课章节名称 §1-3控制系统的过渡过程 §1-4工艺管道及控制流程图 教学目的 通过讲解，使同学们掌握自动控制系统过渡过程的基本形式及其质量指标，基本掌握工艺管道及控制流程图。 教学重点 过渡过程的质量指标及其表示方法，工艺管道及控制流程图 教学难点 过渡过程的质量指标及其表示方法，工艺管道及控制流