化工仪表与自动化课程

化工仪表与自动化课程（共12篇）

化工仪表与自动化课程 篇1

化工仪表与自动控制技术是应用化工技术专业的一门专业课程,同时它的课程内容涉及到自动控制技术专业的大部分课程,如电路分析、电子技术基础、自动控制理论、过程检测及仪表、计算机控制系统等［1］。对化工专业学生来说,电学、自动控制基础薄弱,内容跨度大,学习感到困难［2］。但作为未来的化工操作技术人员,面对日益发展的大型化、复杂化生产对象和生产过程,应该了解和掌握必要的检测仪表及自动控制方面的知识。随着青岛职业技术学院课程改革的深入推进和化工专业实训条件的改善,本课程在理实一体化课程改革中做了一些探索和实践。

1 课程教学中存在的问题

1. 1 学生电类知识基础薄弱

化工专业学生电类知识薄弱,有的仅在高中时学过的普通的物理学知识; 有的在学电工电子时,存在畏难情绪,因基础薄弱听不懂,或觉得自己是化工专业,没有必要去学习这些课程。

1. 2 实训环节薄弱

一般的高职院校化工专业对自动控制不够重视,实训条件缺失或者不足,内容跨度这么大的课程没有实训条件支撑,教学质量难以提升。

1. 3 师资队伍薄弱

请自动控制技术专业的教师讲授,因不能和化工专业有机结合,学生听不懂或不爱听; 化工专业的教师自动控制技术知识不足,不愿讲授此类课程。

2 课程具备的条件

2. 1 师资条件

本课程以化工专业教师担任课程负责人,聘请化工企业中自动控制专家担任主讲教师,相互补充,对本课程知识的深度和广度能够较好把握,和化工单元设备联系,和岗位需求联系,激发学生兴趣。

2. 2 实训条件

化工仪表与自动控制设备、化工单元仿真软件和大型精馏设备( DCS) 。

3 课程教学目标

课程的教学目标要解决操作技术人员在化工自动化生产遇到实际问题,与自动控制人员的要求区分。理论知识以学生达到对化工自动化装置 “懂原理、懂结构、懂性能、懂用途”为度,技能上达到对化工自动化装置 “会操作、会维护、会排除常见故障”的培养目标。

知识目标: 了解化工自动化的基本知识,理解自动控制系统的组成和各环节的作用; 了解化工对象的基本特性; 了解主要工艺参数( 压力、物位、流量及温度) 等相关检测仪表的工作原理、结构和特点; 了解基本控制规律及其控制器参数与过渡过程之间的关系; 理解气动、电动执行器工作原理、结构和特点; 掌握简单和复杂控制系统的设计方法。

能力目标: 能读懂带控制点的工艺流程图; 能合理对检测仪表与控制装置进行选型、校验、维护和常见故障的判断和排除; 能对控制器的控制规律做出正确选择和对控制器的参数进行整定; 初步掌握自动控制系统的投运; 与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案。

4 课程内容的选择和安排

4. 1 选择原则

4. 1. 1 必需、够用原则

经过企业调研,企业中自控人员一般不在生产现场,在现场的是化工操作技术人员。操作人员在生产过程中发现问题,故障,告诉并协助自动控制人员去解决。所以作为工艺技术人员,如果具有一定的仪表知识,无论在技术设计和正常运行中,都便于同自控专业人员配合迅速、正确处理有关问题。但是,不应该、也不必要求他们具有与自控人员同样的水平［2］。

4. 1. 2 案例的选择要密切联系化工单元设备

化工企业中,自动控制以化工单元设备为对象。在课程讲授过程中,不和被控对象联系起来,就失去了意义。所以课程内容要和化工单元设备联系起来—以典型的化工单元设备的控制为案例,学生才会理解为什么要学,才能学好。

4. 2 课程内容安排

根据高职院校学生的特点,以工作过程为导向,以能力为本位,理论和实践结合,对本课程的内容和顺序进行调整,将课程内容分为二大部分: 基础应用篇和综合实践篇［3］。在基础应用篇中,学生利用化工仪表与自动控制实训装置,能够进行对象特性测试、控制器控制规律和参数确定、系统手、自动切换等任务,可以完成压力、流量、液位和温度简单控制和串级控制实训项目。

综合实践篇以典型化工单元设备- 精馏塔控制为案例,利用精馏塔仿真实训软件和大型精馏实训装置,结合化工单元操作课程中掌握的化工单元设备知识和本课程基础应用篇的自动化控制知识,设计出精馏塔的自动控制方案并运行。学生在整个实训过程中起着主体作用,自己考虑完成实训方案,设计控制线路、选择部分元器件及参数,并调试运行。

5 课程教学方式

传统的理论和实训课程双体系的优点是对教师的要求比较低,擅长理论的讲授理论课程,擅长实践的讲授实训课程; 实施容易,理论课程每次2 课时,实训课程每次4 课时,互不干扰; 对学生来说,由于重视实践,动手能力比较强。它缺点也是非常明显,就是理论和实践脱节,理论和实践不能相互支持,企业反映学生会操作,但是出现具体问题时不会解决。理实一体化课程体系可以有效解决理论和实训脱节在工作中问题,但是存在实施难的问题［4］。取消理论和实训课程的区分,实行理实一体化教学,每次课排4 课时,会带来下列问题: 连上4 课时的理论课程,学生接受不了; 给教师备课和上课带来困难; 设备台套不足,在实训环节部分学生无事可做,放羊;如果实训课程的项目比较综合,是2 个以上课程内容的综合,如何解决。

可见理论和实训课程 “分”的最大的优点是实施容易,缺点是理论和实践容易脱节,“和”在一起最大的缺点是实施难。那么能否找到结合点,从而使得两者的优势融合? 通过实践,笔者认为 “理论课程和实训课程各自实行理实一体化教学,使两者实现无缝连接,有效过渡”的课改思路,比较好的解决了理论和实训课程 “分”和 “和”的问题。理论课程提供必要的专业知识,为以后职业生涯发展打基础,教学方式采取理实一体化,以 “理论”为主,以 “实训”为辅,实训环节以教师演示为主,学生操作为辅,实训目的是 “促进对理论知识的理解,为以后实训课程的技能培养打下基础”; 实训课程教学方式也要采用理实一体化,以 “实训”为主,以 “理论”为辅。实训方式以学生操作为主,教师演示为辅,理论部分教学要进一步提炼实用性知识,实训课程以技能培养和工作素质养成目标。针对设备台套不足的问题,可以同时安排两个或多个实训项目。通过以上改革,理论和实训课程教学任务各有侧重,但又互相联系,实践环节支持理论教学,理论知识指导实践教学。

如化工仪表与自动控制技术和化工单元操作这两门课程,在选择实训设备上有很多交叉,但是在使用设备要达到的教学目标又不同。两门理论课程分别选择合适的设备进行理实一体化讲解、演示和操作,化工单元仿真实训和化工单元设备及控制综合实训两门实训课程再利用设备进行一体化实训教学,教学任务各有侧重,理论课程和实训课程无缝对接。通过以上思路可以充分利用学院现有的实训条件,提高了设备的利用率,课程教学容易实施,也符合学生的认知规律。

6 结语

针对化工仪表与自动控制技术课程教学内容难度大,对教师和实训条件要求高的难题,为了提升教学质量,课程组通过企业研修或引进高水平外聘教师,锻炼和提升教师团队; 通过岗位调研,明确课程教学目标; 通过分析学生特点和工作过程,对课程内容进行整合; 针对知识、技能、素质培养需要和实际实训条件,对理实一体化教学进行了一定探索和创新。

摘要：针对高职院校化工专业化工仪表与自动控制技术课程教学过程中,教学目标、教学模式及内容存在的问题和不足,根据企业调研、学院实际情况,我们在定位课程教学目标,更新教学内容和优化理实一体化教学模式等方面提出了一些建设性的改进意见。

关键词：化工仪表与自动控制技术,理实一体化,课程教学改革

化工仪表与自动化课程 篇2

传统的化工仪表都是简单的通过对时序电路进行组合工作的，只能做到让仪表在某一时间上记忆某种命令，并且这种记忆一定会被下一个命令所代替。当仪表处于另一个状态时，前一个记忆的信息将会全部消失，但是仪表中加入了微型芯片后，就变成了一台拥有强大记忆功能的仪表，它可以同时记忆多项命令，具有较强的存储能力。

3.2 编程设计功能

随着计算机软件的不断研发，目前在化工自动化仪表中也实现了对这一技术的广泛应用。它可以在某种程度上发挥仪表中硬件的作用，尤其在对电路进行一定的控制上，在某些接口处安装具有记忆功能的芯片，将会实现较为复杂的系统控制，使用软件编程很好地解决这一问题。如果使用以前的普通硬件，在体积上将会存在较大劣势，因此使用具有固定程序的软件，可以大大简化仪表中的硬件结构，也可以取代以往的逻辑电路。

3.3 数据处理功能

化工仪表在使用的过程中将会遇到很多技术上的问题。例如工程值之间的相互转换、线性化处理、抗干扰等问题。在仪表中安装了电脑软件和微芯片后，仪表的测量工作就可以实现通过软件进行计算。这样可以让仪表工作得更加便捷，极大地减弱硬件的工作负担，自动化仪表甚至可以实现完全自动运行。

3.4 故障监督功能

在化工生产过程当中，自动化仪表不仅可以通过自我控制，在一定程度上避免生产故障的发生，而且对于不可避免的故障，它还能够起到很好的监督作用。传统的仪表在故障发生之后，不能显示故障的所在，也不能显示故障历史记录。而自动化仪表却能够实时记录所有的相关数据，并具有自我诊断故障部位，分析故障原因，为检修工作提供非常有价值的参考依据，提高检修效率和准确性，甚至延长仪表使用寿命。

4 展望

自动化仪表是伴随多种现代科学技术发展而出现的，现目前其所涉及到的相关科学技术还在不断地进步，因此化工自动化仪表在功能和性能上都还有很大的提升空间。例如，计算机技术的发展，将进一步提升自动化仪表的智能特性，以便其具备更加先进的控制能力，进一步减少人力劳动的投入，将化工生产从自动化引向智能化时代。

5 结束语

化工仪表与自动化课程 篇3

【关键词】化工企业；自动化；仪表；检修；维护

由于化工企业在生产过程中的工序较多，工艺较为复杂，且原材料与产品通常都具备一定的易燃易爆、腐蚀有毒等危害性，因而对生产环境等条件与工艺流程顺序等要求都极为精细。这就需要在生产中加强对生产设备的控制，保证化工生产中的各个机械仪器都能够正常顺利的安全运行。在现代化工企业生产中，已经开始大范围的使用自动化生产设备，其在提高生产效率的同时，也给设备维护人员提出了更高的要求。因为自动化的化工生产设备在一定程度上替代了人工生产，当自动化仪表或设备出现故障时，就会给整个生产线带来极大影响，严重时甚至会带来人员伤亡等重大安全生产事故。为此做好自动化仪表的日常检修与维护工作必须要引起化工企业的重视。

1.化工企业自动化仪表的日常检修思路与维护方法

在化工企业的日常生产运作中，所使用的机械设备、仪器仪表等生产工具都会在长期运行中出现不同程度的故障问题，这是不可避免的生产规律。而要想要保证这些生产工具能够在使用期限内都保持正常运行状态，就需要及时对其进行检查维修与养护。只有正确及时的做出故障判断处理方法，才能避免因故障而引起的重大生产事故。在自动化仪表的检修与维护工作中，同样需要明确清晰的检修思路与及时科学的故障排除方法，才能确保仪表的长期稳定运行。以下笔者结合自己的工作经验，总结了一些对仪表的检修维护的思路与方法，现提出并如下所示，以供参考。

1.1初步检查法

与其他生产机械设备检修思路相同，化工自动化仪表对于故障的初步检修同样需要以“望、闻、问、切”的方式进行。所谓“望”，就是指现观察仪表的外观，看与之相关的所有元件或线路是否有脱落、相互之间是否发生碰撞、仪表内外是否变形、各电路与接插件是否有接触不良等现象；“闻”，则主要是用嗅觉来判断仪表或其线路是都有烧焦的现象；“问”主要是指询问操作人员或当值人员在仪表发生故障前是否有其他异常现象发生，确定仪表出现故障前与故障后的运行状态；而“切”则主要是指触摸仪表及其元器件，以确定各仪表或电路是都会出现过热的现象。在检查过程中，需要注意都必须要在断电的情况下进行，除非是为了判定仪表设备是否会有过热现象，才能允许将电源插上，并且一旦发现异常现象，需要立即将电源切除。在经过查看、触摸、询问后，来初步判断自动化仪表可能发生故障的大概位置，继而再针对这一部位进行详细排查。

1.2信号测量法

此法也是专业维修人员常用的方法之一。该法又分万用表测量法、示波器测量法和逻辑笔测量法等。仪表发生故障时，采用哪一种方法为好，要根据维修人员手中资料和仪器工具来确定，有时几种方法同时并用，效果更好。

对手中只有万用表的维修人员，可借助万用表，测试仪表电源及各有关部位的电平是否适当；测试各有关元器件是否完好，测试各接插件、接线端子和有关线路的通断是否正常等。当测得某部分异常时，被测部分就可能是发生该故障的原因，应作重点检查，直至查出故障发生的确切部位和原因。

对手中有示波器和带测量点原理图的维修人员，可结合有关资料，利用示波器测试各测量点的电压、波形和脉冲时问，井进行认真分析，以此确定出故障发生的大概部位和原因。例如，用示波器测量仪器上数据线、地址线或选片线上的时钟脉冲波形，如果测不出，则可能是晶振或CPU损坏；也可能是有关辅助电路中某元器件损坏所造成。

对手中有逻辑笔的维修人员，可借助于逻辑笔，参考仪表原理图和有关资料，测量各有关集成电路腿部的逻辑状态是否正常。电平高低是否正确；脉冲信号是否存在等。测量异常时，则说明被测集成电路或辅助电路中有关元器件已损坏，应换用新的同型号集成电路或元器件。另外，逻辑笔测试法多用于集成电路较多、有备板的仪器仪表发生故障的场合。例如有一台仪表发生故障，初步断定该表上某线路板有问题，并且手中又有该板的备用板，可先把备用板装到仪表上，仪表工作正常。这时，先用逻辑笔把备用板上所有集成电路腿脚的逻辑状态和信号有无测试并记录下来，然后将有故障的线路板插到仪表的相应插座中，并和备用板上各测试点测试结果相比较，如发现异常时，则说明被测集成电路或有关元器件己损坏，应予修理或更换。

1.3替代法

仪器仪表的故障，多数是由于某单元中某元器件损坏或某连接件接触不良造成的。所以，利用替换法检查仪表故障时，有时会收到既快又准的效果。此法最适合于有相同型号仪器仪表或仪器电路有备用板、备用芯片的情况。当仪表发生故障时，首先应当确认仪表电源是否正常，在仪表电源无问题的情况下，再用正常仪器上的有关单元、电路板或芯片替代发生故障的仪器上对应单元、电路板或芯片，当换上某电路板或备用芯片后，仪表故障消失了，则说明仪表上原线路板或芯片有故障，应作进一步检查和确认。

1.4程序“跑飞”处理法

当智能仪器仪表发生显示输出出错、某些或全部中断不响应、键盘输入无反应或数据采集系统失控等现象时，一般都是因仪器受干扰，使PC值出错，程序“跑飞”所造成。这时，可通过按复位健或关机后重新再启动的做法，使仪器的CPU从程序计数器的复位位开始，再执行一遍初始化程序，即可使仪器再次进入正常显示和控制。如果仪器仍不正常，可进一步检查仪器的接地是否良好，仪表电源是否正常，程序存贮器是否损坏等。

2.检查仪表故障时注意事项

（1）由于有些仪表没有原理图和故障检查资料，所以，检查故障时，难免要拆卸某一部份或替换某电路板、芯片，拆卸或更换某一部分时，要做好标记，不管仪表的故障能否查出，都能保证被拆卸的仪表物归原位。

（2）当怀疑或测得某集成电路插座接触不良时，千万不能用镊子挤压.否则将使插座中弹簧片永久变形，使集成电路和插座问造成更多处接触不良。一般处理方法是：先用无水乙醇棉纱球擦拭，待凉干后，再将集成电路的管脚一起向内压少许，然后再插人其插座中。

（3）当查得某集成电路的某管脚电压波形或脉冲信号不对时，要分析所连元器件是否有问题。例如电容是否击穿、老化；电阻是否烧损，阻值是否改变等。只有确认所连元器件或外围电路无问题时，才可认定所查集成电路有问题。

（4）仪器仪表检修过程中，难免要拆卸或更换可疑元器件，拆卸更换前，维修人员必须做到心中有数，吃透被拆卸或更换元器件的原理、结构和用途，否则，将有可能造成小病治成大病.大病治成不治之症的结局。这是仪表维修人员千万要注意的问题。

3.结语

总之，在化工企业的自动化仪表运行中，一旦发生异常现象或出现故障问题时，必须立即停止使用，并通知维修人员前来进行检查维护，只有在保证故障已经完全排除后方可继续生产，严禁生产仪表带病工作，以免给化工企业带来不可估量的严重损失。

【参考文献】

[1]倪晓峰.浅议自动化仪表的日常维护及常见故障分析[J].广西轻工业，2011，（05）.

化工仪表与自动化课程 篇4

1 教学内容的改革

精选教学内容,注重传授原理性、策略性、发展性、创造性知识。化工仪表及自动化课程教学内容应始终围绕着科技水平的不断发展而不断更新。随着计算机控制技术和理论的高速发展,新型检测仪表和控制技术层出不穷,如果不对教学内容进行改革,使之与将来的工作实践相结合,便很难为社会培养出适应未来科技发展的趋势专业型人才。目前大多数高校所使用的教材“化工仪表及自动化(历玉鸣 主编)”已更新到第五版,其教学内容已从1981年第一版出版以来发生了较大的调整和更新[1]。例如,传统的电动单元组合Ⅱ(DDZ-Ⅱ)型仪表已逐步被更加先进的电动单元组合Ⅲ(DDZ-Ⅲ)型仪表所替代。集散控制系统(DCS)逐渐取代可编程序逻辑控制系统(PLC)成为计算机控制系统的主流,显示仪表逐渐由模拟式向数字式、虚拟式过度,气动仪表逐渐被防爆性能很好的电动仪表取代。随着自动控制水平的不断进步,许多新型的仪表及控制系统仍在不断被开发出来。化工仪表及自动化这门课程在商丘师范学院共有56学时,且全部为理论教学课时量。通过教学改革,将理论教学的总课时量压缩到40学时,剩余的16学时用于实验实践教学中,这样既加深了学生对课本中理论知识的理解,同时也培养了学生的动手能力。而在40课时的理论教学中,通过对教学内容的调整,结合大量最新的生产实例,将最基本、最实用的理论知识讲授给学生,大量缩减陈旧、落后或在实际生产中应用较少的非重点教学内容所占课时量,有效利用有限的课堂教学时间,将最精华的部分讲授给学生。

2 教学手段的改革

根据化工仪表及自动化课程的特点,可以采用多媒体为主板书为辅的教学方法进行课堂教学。传统的板书教学方法在本门课程中收效甚微,学生往往由于理解困难而越发觉得课程内容枯燥无味,严重影响了学生的学习积极性。通过多媒体教学方法(包括多媒体课件教学、网络视频教学及计算机仿真教学)的应用,各类型自动化仪表的结构、原理以及工作状况均可生动形象地显示出来,既加强了直观性,又调动了学生的学习主观能动性,这对于理论知识的运用和掌握,实际操作及应用能力的提高有着极大的促进作用[6,7,8]。学生在多媒体课件的帮助下,无需进入生产现场即可全方位、多角度地了解对仪表进行全面地了解。采用多媒体进行课堂教学不但能大幅提高课程的信息量和教学效果,还有利于课程的精简和课时的和压缩。需要注意的是,过于单调地采用多媒体进行教学也容易使教学气氛的沉闷,因此,在采用多媒体进行课堂教学的同时再辅助板书进行重点及难点的详细讲解,不但可以调节课堂气氛还可以是学生对专业知识的理解更加透彻[9,10]。

3 实验实践环节的改革

通过教学改革将理论教学总课时缩减到40学时的目的就是把更多的时间留给学生,加强实验及实践环节,让学生有更多的时间进行实验实践。化工仪表及自动化对应的实验设置多以设计性和综合性实验为主,验证性实验为辅。学生在教师指导下提前预习并拟定实验步骤,教师根据每位同学的预习情况及自行拟定的实验步骤进行一对一的现场指导,保证每位学生都可以全面深入地理解自动化仪表测量和控制流程的安排,从而保证实验数据的准确性及合理性。此外,学校还可与本地区的化工生产企业进行“产、学、研”合作,将学生安排到工厂的实际生产车间进行短期的实践教学。实践过程实施“企业技术人员为主,校内教师为辅”的实践教学培养方案,主要培养学生将所学知识运用到化工生产中的实际动手能力,并严格按照企业标准对每位学生进行实践考核。虽然上述实验实践教学方式需要教师付出更多的时间和精力,但实践证明课程的教学效果得到了明显的提高,学生的动手能力也得到了显著的增强。实验实践环节应以增强学生动手能力为目标着力提高学生的操作技能和对实验内容全面的认识与实验仪器及现场设备的总体把握能力,坚持和强调“学生自己动手为主、教师讲解为辅”的教学主旨,不但能够激发学习兴趣提高自我学习能力,还更加有利于综合能力和创新能力的提高,从而为培养实用型创新人才打下良好的基础。

4 考核方式的改革

依照化工仪表及自动化技术专业一线人才培养规格和职业资格标准的要求,采用现场口试、实验实践报告、观察记录、考勤情况、学习态度和实践单位评价等综合评定成绩的考核方法,兼顾过程考核和结果评价,同时参考学生自评、学生互评成绩。技能部分以操作为主,由行业专家和技术能手参与现场考核,注重学生学习过程与结果的双重评价,形成以职业能力为主线的新型考核体系,并对学生提交的实验实践成果按企业与行业标准进行综合性评价。同时,教研室还应定期通过对就业上岗的从事化工自动化相关行业的毕业生进行跟踪调查,主要对他们的工作能力、学习能力、创新能力、沟通协作能力和安全防患能力等方面进行教学质量评估。对于需要再培训或者再提高的人员,教研室还与用人单位进行沟通和协调,积极地为他们提供化工仪表及自动化相关的知识的再学习和培训机会。

5 结 语

随着自动化控制技术和理论的不断发展,化工仪表及自动化课程的教学改革必然还会有很多新的问题需要解决。做为工作在人才培养一线的教育工作者,我们不仅要对教学内容、教学手段、实验实践环节和考核方式做进一步的完善,还要根据具体人才培养目标,探索与构建一套适合本课程特点的教学模式,为实现真正的素质教育,培养学生的自我学习能力和创新精神打下良好的基础,同时也为化工仪表及自动化相关行业培养出一批与时俱进的专业技术人才。

参考文献

[1]厉玉鸣.化工仪表及自动化(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2011:1-262.

[2]石梅,李中,郝红,等.化工仪表及自动化教学内容与教学模式的改革与探讨[J].化工高等教育,2010(2):78-83.

[3]梁刚锋,刘亚,郑绍成.化工仪表及自动化课程教学改革的研究与实践[J].广州化工,2011,39(18):158-159.

[4]刘勇,李西营,高丽,等.化工仪表及自动化课程教学改革与探索[J].中国西部科技,2011,10(13):81-82.

[5]曾珞亚,李学聪,冯燕.《化工仪表及自动化》跨专业跨学科教学特点研究[J].高教论坛,2009(5):75-77.

[6]曾珞亚,李学聪,唐雄民.MATLAB与VB辅助化工仪表及自动化教学的研究[J].软件导刊,2010,9(1):196-197.

[7]罗小苑.《化工仪表及自动化》课程教学改革探讨[J].科技资讯,2008(25):162-163.

[8]文立伟.交互式教学法在“化工仪表及自动化”课程中的应用[J].科教文汇,2010(3):107-108.

[9]张春勇,徐晓娟,郑纯智,等.化工仪表及自动化教学改革探讨[J].江苏技术师范学院学报,2010,16(12):98-100.

化工仪表及自动化教案 篇5

论

一、目的要求

1.使学生对本课程的研究内容有比较全面地了解。2.使学生掌握本课程的正确学习方法。

3.使学生了解本课程学习的重要性，以为以后的专业课学习打下良好的基础。

二、主要讲解内容及时间安排

2学时

1.主要讲解内容

（1）所用教材及主要参考书；（2）课程内容介绍；

（3）本课程的学习方法及学习要求。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

本课程的研究对象及主要内容；本课程的重点及学习方法和要求。

四、教学法

以课堂讲授为主，学生课后阅读相关的参考资料为辅。

五、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

（3）汪基寿主编.化工自动化及仪表.北京：中央广播电视大学出版社，1993（4）曹克民主编.自动控制概论.西安：西安建筑科技大学出版社，1995

第三章 检测仪表及传感器

一、目的要求

1.使学生了解仪表的性能指标。

2.使学生掌握仪表精度的意义及与测量误差的关系。

3.使学生初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法。4.了解各种流量计的测量原理。重点是差压式流量计及转子流量计。5.了解各种液位测量方法。初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法。6.掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。熟悉热电偶温度测量中的冷端温度补偿的作用及方法。

二、主要讲解内容及时间安排 15学时

1.主要讲解内容：

（1）检测仪表及传感器的概念，工业检测仪表的性能指标；（2）压力检测及仪表；（3）流量检测及仪表；（4）物位检测及仪表；（5）温度检测及仪表。

2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

1仪表等级的确定及鉴定和选择；

2转子流量计的指示值修正，转子流量计与差压式流量计的工作原理的异同； 3差压式液位变送器的工作原理及零点迁移问题； 4热电偶温度计的冷端温度补偿。

四、讲授难点

1各种压力仪表的工作原理； 2转子流量计的指示值修正； 3差压式液位变送器的零点迁移问题； 4热电偶温度计的冷端温度补偿。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

▲本章的基本概念： 1检测仪表 2传感器 3变送器

§1工业检测仪表性能指标 1有关测量误差的基本概念（１）测量（２）测量误差（３）误差来源（３个）（４）误差的表示（①、②）２仪表性能指标 2.1精确度

（1）大小确定。（2）应用（三个方面）2.2变差

2.3灵敏度与灵敏度限

（1）指针仪表 a灵敏度 b 灵敏度限（2）数字仪表 a分辨力 b最高分辨力 2.4线性度 2.5反应时间 §2压力检测及仪表 1压力检测的意义 2压力单位及检测仪表 2.1压力的定义及单位 2.2压力几种表示 2.3压力表的分类 3弹性式压力表 3.1原理 3.2特点 3.3弹性元件（1）定义（2）种类（３种）４电气式压力计 4.1原理 4.2组成 4.3种类（5种）5压力仪表的选用与安装 5.1压力仪表的选用（1）类型选择（2）量程的选择（3）精度等级的选择 5.2例题（见讲稿）§3流量检测及仪表 1概述

1.1流量的基本概念（1）流量（2）流量和总量（3）流量的表示

（4）体积流量（Ｑ）与质量流量（Ｍ）的关系1.2流量与总量的关系 1.3流量测量的方法（1）差压式流量计

（2）转子流量计

2差压式流量计（节流式流量计）2.1基本测量原理 2.2组成 2.3节流现象 2.4流量的基本关系式 2.5几种标准的节流装置 3转子流量计 3.1基本原理 3.2结构 3.3工作原理 3.4结论 3.5有关计算公式

4.电远传式转子流量计（LZD）4.1 LZD的组成 4.2流量变送 4.3电动显示部分 5转子流量计的指示值修正

5.1液体流量测量时的修正 5.2例题（见讲稿）5.3气体流量测定时的修正 6其它流量计简介 §4物位检测及仪表 1概述

1.1物位检测的对象 1.2物位检测的重要性 1.3物位检测仪表的种类 2差压式液位变送器 2.1工作原理 2.2零点迁移问题

2.3法兰式差压变送器测液位 2.4例题（见讲稿）3其它物位计 3.1电容式物位计 3.2核辐射物位计 §5温度检测及仪表 1概述

1.1温度检测的重要性 1.2温度测量仪表的种类 1.3温度测量的基本原理 2热电偶温度计 2.1特点及组成 2.2工作原理（1）热电效应

（2）热电现象的测温原理（3）中间导体定律 2.3热电偶的种类

（1）选用热电偶材料时应考虑的因素5

（2）热电偶的种类 2.4补偿导线的选用（1）补偿导线的定义（2）补偿导线的组成 2.5冷端温度补偿（1）冷端温度保持为0℃

（2）冷端温度的修正（冷端温度t0≠0）a计算修正 ▲例题（见讲稿）b电桥修正（电桥补偿法）c仪表调零点法 d补偿热电偶法 3热电阻温度计

3.1 热电阻温度计的工作原理及种类 3.2金属热电阻温度计的工作原理 3.3工业上常用的热电阻（1）金属热电阻的材料要求（2）目前应用最广泛的两种热电阻 3.4热电阻的结构 3.5热敏电阻

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、试述弹簧管压力表的基本工作原理。

2、霍尔压力传感器是怎样工作的？它为什么能将压力的变化线性地转换成霍尔电势？

3、什么叫应变片？如何用它来测量压力？

4、什么是节流现象？标准的节流体有哪几种？应用最广泛的是哪种？

5、差压式液位变送器的工作原理是什么？当测量有压容器的液位时，差压变送器的负压室为什么一定要与容器的气相相连接？

6、什么是液位测量时的零点迁移问题？怎样进行迁移？其实质是什么？

7、为什么要用法兰式差压变送器？它有哪几种结构型式？

8、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由哪几部分组成？各部分有何作用？

9、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？

10、试述热电阻测温原理？常用热电阻的种类？

九、本章课后小结

第四章 显示仪表

一、目的要求

1.使学生掌握显示仪表的分类及动圈式显示仪表的工作原理。

2.使学生掌握XCZ－101型动圈式显示仪表及XCZ－102型动圈式显示仪表的工作原理。

3.使学生了解自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的异同。

二、主要讲解内容及时间安排 2学时

1.主要讲解内容：（1）显示仪表的分类；

（2）动圈式显示仪表及其温度补偿；

（3）XCZ－101型动圈式显示仪表和XCZ－102型动圈式显示仪表；（4）自动电子平衡电桥式显示仪表；（5）自动电位差计式显示仪表。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

1.XCZ－101型动圈式显示仪表及XCZ－102型动圈式显示仪表； 2.自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的异同。

四、讲授难点

1.自动电子平衡电桥；

2.自动电子电位差计。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

▲显示仪表的定义及分类。§1动圈式显示仪表

1.动圈式显示仪表的类型及作用。

2.动圈式显示仪表的工作原理 3.动圈式显示仪表的温度补偿 4.XCZ－101型动圈式显示仪表 4.1原理、结构

4.2实际应用中存在的问题 4.3调整措施

5.XCZ－102型动圈式显示仪表 5.1原理、结构

5.2关于三线制和外接可调电阻（1）实际应用中存在的问题（2）调整措施 5.3注意事项

§2自动电子平衡电桥式显示仪表（与热电阻配套）1.手动平衡电桥测温原理 2.自动平衡电桥测温原理 §3自动电位差计式显示仪表 1.手动电位差计的工作原理 2.自动电位差计 2.1原理电路图 2.2冷端温度补偿

2.3自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的比较

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、动圈式仪表的作用原理是什么？

2、为什么要对动圈仪表进行温度补偿？其补偿方法是什么？

3、什么是三线制接法？对此有什么要求？

4、电子电位差计是如何实现对热电偶冷端温度自动补偿的？

九、本章课后小结 第一章

自动控制系统基本概念

一、目的要求

1.使学生掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用及相互影响和联系。2.使学生理解自动控制系统中常用的各种术语，掌握方块图的意义及画法。

3、熟悉管道及控制流程图上常用符号的意义。

4、了解控制系统的几种分类形式，掌握系统的静态与动态。

5、使学生掌握闭环控制系统在节跃干扰作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。

二、主要讲解内容及时间安排 2学时

1.主要讲解内容：

（1）被控对象和控制参数的基本概念，自动控制系统的组成；

（2）工艺管道及控制流程图；

（3）自动控制系统的方块图及自动控制系统的分类；（4）自动控制系统的过渡过程和品质指标。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

1工艺管道及控制流程图； 2自动控制系统方框图； 3自动控制系统的品质指标。

四、讲授难点

自动控制系统的过渡过程和品质指标。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

§1化工自动化的主要内容 1化工生产过程自动化的主要内容 2基本概念（1）自动检测系统（2）自动信号联锁装置（3）自动操纵系统（4）自动开停车系统（5）自动控制系统 §2自动控制系统的组成 1人工控制系统（基础）2自动控制系统 3组成

§3工艺管道及控制流程图 1控制流程图中常用的图形符号

1.1仪表（包括检测、显示、控制）的图形符号 1.2测量点 1.3连接线 2仪表位号

§4自动控制系统方块图

1自动控制系统方块图的组成及应用 2关于自动控制系统方块图的几点说明 ▲作业 课本P16 11题

§5自动控制系统的分类 1按被控变量分 2按控制器控制规律分 3按给定值是否变化分

§6自动控制系统的过渡过程和品质指标 1自动控制系统的动态与静态 1.1动态 1.2静态

2控制系统过渡过程分析 2.1阶跃干扰的特点

2.2自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式 3自动控制系统的品质指标 4例题（见课件）▲作业

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、自动控制系统按其基本结构形式可分为几类？其中闭环控制系统中按设定值的不同形式又可分为几种？

2、自动控制系统主要由哪些环节组成？各部分的作用是什么？

3、什么是自动控制系统的过渡过程？在节跃干扰的作用下，其过渡过程有哪些基本形式？哪些过渡过程能基本满足控制要求？

4、衰减振荡过程的品质指标有哪些？各自的含义是什么？

5、什么是自动控制系统的方块图？它与工艺管道及控制流程图有什么区别？

6、什么是控制系统的动态与静态？

7、什么是反馈？什么是正反馈和负反馈？负反馈在自动控制中有什么重要意义？

九、本章课后小结

第五章 自动控制仪表

一、目的要求

1.使学生掌握各种控制规律及其特点。

2.使学生熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响。

二、主要讲解内容及时间安排 3学时

1.主要讲解内容：（1）控制仪表的作用；

（2）控制器基本控制规律及其对系统过渡过程的影响；

（3）双位控制器，比例控制器，积分控制器，微分控制器，比例积分微分控制器。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

基本控制规律及其对系统过渡过程的影响。

四、讲授难点

双位控制器，比例控制器，积分控制器，微分控制器，比例积分微分控制器。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

§１概述

１自动控制仪表的作用 ２控制仪表发展的三个阶段

§２控制器的基本控制规律及其对系统过渡过程的影响 １双位控制器 1.1作用规律

1.2双位控制器的品质指标 1.3特点 1.4适用场合 2比例控制器 2.1工作原理 2.2数学关系 2.3比例控制器的余差 2.4比例控制器小结 3积分控制器 3.1数学关系 3.2工作原理

3.3积分控制器的优缺点 4比例积分控制器 4.1数学关系 4.2积分控制器小结 5微分控制器 5.1理想微分调节作用

5.2实际微分调节作用（比例作用+近似微分作用）5.3 KD、TD、T的意义及作用 6比例、积分、微分控制（PID）6.1数学关系 6.2特点 6.3可调整参数 6.4小结（1）比例调节（2）积分调节（３）微分调节 ７补充作业（见讲稿）

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994

（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、控制器的控制规律是指什么？常用的控制规律有哪些？试述常用的几种控制规律的定义及其特点？

2、什么是积分时间？它对系统过渡过程有什么影响？

3、什么是微分时间？它对系统过渡过程有什么影响？

九、本章课后小结

第六章

执行器

一、目的要求

1.使学生掌握控制阀的流量特性的意义。

2.使学生了解气动薄膜控制阀的基本结构、主要类型及使用场合。3.使学生理解气动执行器的气开、气关型式及其选择原则。4.使学生了解电动执行器的基本原理。

二、主要讲解内容及时间安排 2学时

1.主要讲解内容：

（1）执行器的定义及分类，气动执行器的结构和分类；（2）控制阀的流量特性；（3）控制阀的选择；

（4）电动执行器的种类及其优缺点。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

气动执行器。

四、讲授难点

控制阀的流量特性。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

１执行器的作用及分类

2气动执行器的组成 2.1执行机构 2.2控制机构 2.3常用的辅助装置 3气动执行器的结构与分类 3.1执行机构 3.2控制机构 3.3分类

4控制阀的流量特性 4.1直线流量特性 4.2等百分比流量特性 4.3抛物线流量特性 4.4快开特性 5控制阀的选择

5.1控制阀结构与特性的选择 5.2气开式与气关式的选择

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994

（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？

2、控制阀的流量特性是指什么？何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？

3、什么叫气动执行器的气开与气关式？其选择原则是什么？

九、本章课后小结

第七章

简单控制系统一、目的要求

1.使学生了解简单控制系统的结构、组成及作用。

2.使学生掌握简单控制系统中被控变量和操纵变量选择的一般原则。3.使学生了解各种基本控制规律的特点及应用场合。4.使学生掌握控制器被控参数的工程整定方法。5.使学生掌握控制器正、反作用的确定方法。

二、主要讲解内容及时间安排 4 学时

1.主要讲解内容：

（1）简单控制系统的组成；（2）被控变量的选择；（3）操纵变量的选择；

（4）控制器控制规律的选择；（5）控制器被控参数的工程整定。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

1被控变量的选择； 2控制器控制规律的选择； 3控制器参数的整定方法。

四、讲授难点 控制器控制规律的选择；

2控制器被控参数的工程整定。

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后思考题巩固所学知识点为辅。

六、讲课思路

§1简单控制系统的组成 1定义 2组成

§2被控变量的选择 1选择的依据 2选择的原则 §3操纵变量的选择

1操纵变量的作用及选择的依据 2操纵变量选择的原则 §4控制器控制规律的选择 1控制规律的确定

2控制系统各单元正反作用方向的确定

§5控制器被控参数的工程整定 1工程整定方法的分类 2临界比例度法 3衰减曲线法 4经验凑试法

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、被控变量和操纵变量选择的一般原则为何？

2、何为简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。

3、为什么要考虑控制器的正、反作用？如何选择？

4、控制器参数整定的任务为何？工程上常用的控制器参数整定有哪几种方法？

九、本章课后小结

第八章

复杂控制系统一、目的要求

1.使学生掌握串级控制系统的结构、工作过程特点及应用场合。

2.使学生掌握串级控制系统中副变量的确定及主、副控制器正、反作用的选择方法。

二、主要讲解内容及时间安排学时

1.主要讲解内容：

（1）串级控制系统的工作过程，串级控制系统的特点；（2）串级控制系统中副回路的确定原则；

（3）串级控制系统中主、副控制器控制规律及正、反作用的选择。2.时间安排：按教学日历安排进行。

三、讲授重点

串级控制系统的特点，副回路的确定原则，主、副控制器控制规律及正、反作用的选择。

四、讲授难点

串级控制系统中主、副控制器控制规律及正、反作用的选择

五、教学法

以课堂讲授为主，学生课后参阅相关的资料为辅。

六、讲课思路 1复杂控制系统的定义

2串级控制系统的定义及适用场合 3串级控制系统的工作过程 4串级控制系统的特点 5副回路（副变量）的确定原则

6主、副控制器控制规律及正、反作用的选择 7例题（见课件）8总复习

七、参考书

（1）杜效荣主编.化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994（2）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（例题习题集）.北京：化学工业出版社，1999

八、复习思考题

1、什么叫串级控制系统？画出一般串级控制系统的典型方块图。

2、串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？

3、串级控制系统中主、副变量应如何选择？

4、为什么说串级控制系统中的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统？

5、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的正、反作用？

6、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律？

7、串级控制系统中主、副控制器参数的工程整定主要有哪两种方法？

探究化工仪表及其自动化 篇6

关键词：化工仪表;自动化仪表;发展趋势

化工仪表及其自动化是一门利用自动控制学科、仪表仪器学科的理论和技术而服务于化学工程学科的综合性的技术学科。而利用自动控制器仪表学科和计算机学科的理论服务于化学工程学科是目前我们研究的目标。下文将对化工仪表及自动化的相关内容进行论述。

一、化工自动化仪表的概述

1.化工自動化仪表的涵义

化工自动化仪表是多个自动化原件共同组成的，具有相对完善的功能的自动化技术工具，一般同时具有很多种功能，比如同时实现测量、显示、控制、记录和警报等功能，自动化本身是一个系统，同时又是整个大型自动化系统的一个子系统，自动化仪表是一种信息集体，主要的功能是进行信息形式的转换，将输入的信号转化成需要的输出信号。信号的表达可以根据时间域或者频率范围来表达，信号的传输可以调试成连续的或者断续的模拟量和数字量的传输形式。

2.化工自动化仪表的种类

化工自动化仪表按原则可以分为四类：第一，检测仪表，包括测量和变送各种参数;第二，显示仪表，包括显示模拟量和数字量;第三，控制仪表，包括气动、电动控制仪表以及数字式控制器;第四，物位仪表;在化工生产中，往往需要对原料、半成品和成品的液位进行测量，由于测量过程与被测物料特性关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、静压式（差压、压力）、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重垂式、辐射式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式（0.3%）、磁致伸缩式（0.05%）以及矩阵涡流式液位计（±1mm）精度高，在石化行业的应用逐步普及。第五，执行器，包括气动、电动以及液动等执行器。按仪表的组合形式可以分为基地式仪表、单元组合仪表以及综合控制装置;按照使用能源可以分为气动仪表、电动仪表以及很少见的液动仪表;按仪表的安装形式可以分为现场仪表、盘装仪表以及架装仪表。随着现代化的不断发展，微处理机也得到了快速的发展，根据仪表中是否引入微处理器又可以分为自动化仪表和非自动化仪表。根据仪表的信号形式又可以分为模拟仪表和数字仪表等。由于仪表的覆盖范围比较广，任何一种分类方法都不能将仪表分得清清楚楚，各种分类中间都互相渗透并且彼此联系。

3.化工自动化仪表的功能

随着化工技术的不断进步，化工仪表自动化技术得到了很大的发展空间，并日趋成熟。一些智能化的仪表、数字化仪器等高技术含量的化工仪表不断涌现，化工仪表的功能得到了很大的提高，具备了计算能力、记忆能力、编辑能力及数据信息处理能力等。化工仪表的自动化发展，把化工生产变得智能化、自动化，大大的促进了化工生产业的发展。

二、化工自动化仪表的新功能

随着计算机技术和电子技术的不断发展那，常规仪表得到快速发展，各种新型的仪表以及控制器不断的投入使用。下文将对化工自动化仪表的功能优势进行论述：

1.自动化仪表能够处理复杂的化学成分

自动化仪表能够实现常规仪表不能实现的功能，如气相或液相色谱仪通过对复杂的化学混合物进行色层分离来确定样品中每一种化学成分的含量。

2.自动化仪表能够保持记忆

当在仪表中引入微机以后，由于微机中的随机存储器能够记忆迁移状态的信息，并且在通电的情况下会一直保持记忆，最重要的是可以同时记忆多条状态信息进行重现或处理。

3.自动化仪表能够减少误差，提高测量的精确度

实时修正测量值误差是一个比较复杂的功能，但是在仪表中装入微处理器除了可以减少误差以外，依靠限制干扰能提高其测量值的精度。

4.仪表可以实现编程

将计算机软件移入到仪表中取代大量的硬件逻辑电路，即实现硬件的软化，就可以简化其编程，尤其是当控制一个特别复杂的功能时，将存储控制程序代替原来的顺序控制，采用软件编程就会使控制变得简单。因此，在仪器仪表中植入软件就可以代替常规的逻辑电路从而大大简化硬件的结构。

5.自动化仪表能够进行复杂计算

植入微机的自动化仪表可以进行很多复杂的计算，并且计算的结果具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。

6.自动化仪表能够处理数据，检索和优化工作

应用微处理器和软件的仪表可以快速地处理在测量中遇到的线性化处理、自检自校以及转换测量值和工程值和抗干扰等问题。应用微处理器以及软件除了减轻硬件负担以外，由于增加了丰富的处理功能，自动化仪表还可以进行检索以及优化等工作。

总之，电子技术、计算机技术的发展，也促进了常规仪表的发展，新型的数字仪表，智能化仪表，程序控制器，调节器等也不断投入使用。现在我国大、中、小型企业以及广大乡、镇企业依据不同的生产实际和需求，气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种智能化仪表，计算机等都在进行使用，形成了气电结合、模数共存、取长补短，协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。

三、未来化工自动化仪表的发展趋势

化工自动化技术的不断发展，自动化化工仪表各方面得到了很大的提高，面对化工仪表自动化的发展趋势，对自动化化工仪表有了以下的展望。

1.化工仪表向着简单化的方向发展

先进的化工仪表向着简单便捷的方向发展，超声、电磁、科氏等化工仪表的结构非常的简单，这些化工仪表内没有设置任何的节流器和转动器，简单轻巧。计算机软件代替了原有的硬件，减少了硬件的负担，使得化工仪表日益简单化。

2.化工仪表向着程序安装日简单化的方向发展

化工仪表的自动化技术使得化工生产开始向自动化发展，而化工仪表程序安装的简单化，使得仪表使用简单、安装方便。所以检查的插入型的仪表收到了化工检测人员的追捧。

3.化工自动化仪表向着功能日益提高的方向发展

随着计算机技术的不断进步和发展，自动化化工仪表的功能得到不断的提高。计算机技术和化工仪表的结合促进了智能化电磁流量检测器的形成，电磁流量检测器能检测出流体密度和热能。自动化化工仪表的功能在不断的提高中，加快了化工生产发展。

四、结束语

总之，化工自动化是利用自动控制学科仪器、仪表学科，以及计算机学科的理论与技术，服务于化学工程学科的。现代化工工艺及设备与自动化装置已经构成了有机的整体，使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，使化工生产自动化水平不断提高。

参考文献：

[1]孙宏杰：《浅议化工仪表及自动化的发展情况》[J]，《黑龙江科技信息》2010年第9期。

[2]司维鹏：《分析火电厂热工仪表自动化技术应用分析》[J]，《科技致富向导》，2012年第9期。

化工仪表与自动化课程 篇7

一、结合课程特点和自动控制技术发展, 精选教学内容

对于化工专业的学生, 学习化工仪表及自动化课程的主要目的在于掌握各种常规仪表的基本原理、熟悉简单控制系统的组成、投运, 了解一些复杂控制系统, 以便配合电气、仪表人员完成对工艺过程的控制。一个完整的化工仪表及自动化课程体系应包括有七章的内容, 而随着学校的教育模式由理论加实践教学向理实一体化教学的过渡, 为培养出具有较强实践能力和创新能力的人才, 学校在理论教学的课时上的分配大为缩水。我校的化工仪表及自动化教学课时削减到36学时, 那么在如此短的时间内要详细讲授七章的内容显然很不现实, 因此教学当中应强调基础及其应用, 选择化工生产中经常使用的仪表和控制系统进行讲解, 突出重点。例如:在讲授各类检测仪表与传感器时, “压力检测仪表”重点讲解弹性式和电气式压力计;液位检测仪表”重点介绍差压式液位变送器;“温度检测仪表”以热电偶和热电阻温度计为主。而对于工业上常用的差压式和转子式流量计的流量检测仪表, 因为已在前序课程化工原理中进行了详细讲述, 这部分内容就和其他检测仪表一样, 以简介和自学为主。

目前, 由于自动控制、仪器仪表及计算机领域的快速发展, 新型检测仪表、新的控制技术不断涌现, 一些老型仪表逐步被淘汰, 与之相适应, 教学中也应注意改革教学内容, 使之与将来学生的工作实践相结合, 以适应社会潮流发展的趋势。如在第四章显示仪表中, 讲授重点由技术落后的中小型企业中普遍使用的动圈仪表转移到新兴的数字式仪表。

二、采用趣味性教学, 提高学生的学习热情

学习兴趣是一种特殊的意识倾向, 是求知的源泉。对学生来讲, 要学好一门课, 就必须对它产生浓厚的兴趣。当然, 学习化工仪表及自动化也是这样, 只有让学生对这门课程产生浓厚的兴趣, 学生学习的主动性才能提高, 学习的热情才能高涨, 才会取得好的教学效果和学习成果。

化工仪表及自动化是一门实践性很强的课程, 很多学生反映, 化工仪表及自动化中有很多内容枯燥且难于理解, 学习的兴趣不高。因此, 在教学中采用趣味性教学提高教学效果是非常必要的。生动形象的比喻和举例是激发兴趣的一种主要方法, 例如, 在讲解“滞后现象”时, 给学生讲小孩去医院打针的例子, 当针头扎下去时, 小孩并没有立即哭, 而是过了一段时间才感觉到疼痛而大哭起来, 这是“滞后”, 可是, 随着年龄的增长, 孩子到了医院, 还没打针就开始大哭, 这又变为“超前现象”了。趣味性教学激发了学生的学习兴趣, 调动了学生内在的学习动力, 提高了学生的理解能力, 通过实践证明, 采用这样的教学方式, 教学效果得到了很大的提高。

要充分利用实物模型等直观教学方式, 将抽象的概念原理讲解形象化。学生在学习化工仪表及自动化课程前, 很少甚至没有接触过实际化工生产中常用的测量仪表, 对自动控制系统也缺乏感性认识, 即使实习过的学生也不可能看到仪表的内部结构和控制系统的工作状态。因此, 在学习时会感到比较抽象和枯燥, 教师讲授也比较困难。利用实物模型教学能激发学生的学习兴趣, 辅助理论教学, 取得了很好的教学效果。

动画可以将抽象的理论具体化、模糊概念直观化、工程过程形象化, 从而突破学生的空间思维障碍, 增强学生的感性认识, 也可以解决传统教学过程中的疑难问题。通过采用动画制作, 将在黑板教学中难于表达的仪表工作原理进行动态演示;将拍摄的工厂车间内实际操作系统及操作过程进行播放, 强调实际应用的重要性。另外, 通过编写仿真程序模拟某一化工设备如精馏塔各参数的控制过程, 便于学生对知识的理解。

三、注重理论联系实际, 活学活用

在每一章的开始, 先给学生介绍这章主要讨论的问题, 让学生对所学内容有个整体了解, 带着问题学。并在讲新课前对上次课的主要内容进行提问、讨论, 使学生加深对重点内容的理解。将工厂的仪表、自动控制系统“搬到”课堂, 让学生对它们有更生动、更直观的印象。通过列举大量生活中、工厂里常见的例子, 让学生把课堂学到的仪表、自动控制系统与生活和将来的工作紧密联系, 真正做到学以致用。如:讲流量计时可以从家里常用的水表、天然气表引入, 讲到液位控制系统时举坐便器水箱的控制系统, 让学生自己观察水位的控制过程, 并亲自动手调节控制水位的高低。通过这样的举例、讨论, 使学生对这门课产生了浓厚的兴趣, 由被动学习变成主动学习, 这样不仅课堂气氛活跃, 提问的同学也会逐渐增多, 甚至有的同学把家里的实际问题也拿来问, 这种教学方式让学生真正感受到了化工仪表及自动化课程的重要性。此外还应该大胆借鉴国外的先进教育理念, 注重师生间的互动, 以一种平等、相互交流、相互激活的方式生动有趣地组织课堂教学活动, 要求学生主动参与, 自由思考, 随时提出问题、解决问题。并且采用启发式、讨论式、探索式等教学方式, 在实现“授”与“受”统一的同时, 培养学生的创造能力和学习能力。

四、考试方法改革

考试是教学过程中的一个重要的环节, 是检查学生对所学知识的掌握程度、应用所学知识的综合能力及衡量教师教学效果的主要形式, 是反馈教与学信息的有效途径。它在教学评价体系中具有指挥棒的作用, 直接影响到学生的学习态度。实践证明, 科学合理的考试形式和内容, 能够更好地激发学生学习的积极性, 培养学生的创新能力, 有利于学生个性的发展。教师亦可通过考试了解教学效果, 调节和改进教学内容和教学方法, 充分发挥考试的导向作用, 提高教学质量, 对教学可以起积极的引导促进作用。反之, 不仅不利于教学, 而且会挫伤学生学习的积极性和自尊心, 阻碍学生创造力和个性的发展, 教学效果无从谈起。

化工仪表及自动化一般采用传统的闭卷考试的方式, 考试题型比较单一、固定, 试题覆盖面窄。考试的内容侧重于考查学生对已有知识的记忆, 迫使学生记忆那些不需要死记硬背的知识, 浪费了许多时间和精力。学生为了应付考试, 暂时把某些知识背下来, 但考试一过, 很快就遗忘。考试形式导致的这种局限性, 使教学目的与教学效果南辕北辙。因此在考试方法改革上做了一些尝试, 如课程学习成绩由平时成绩、实验考核和期末考试成绩综合评定, 考核的比重为平时成绩占30%, 实验考核占20%, 期末考试占50%。平时成绩包括平时作业、考勤、课堂测验和文献报告等, 平时考核成绩权重由原来的10%提高到目前的30%, 有效地避免了学生平时学习马虎、期末考试突击记忆的弊病。实验考核内容包括实验预习、现场提问、实验操作和实验报告等。考试方式的改革及综合成绩评定, 较合理、公正地反映了学生的成绩, 同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。

五、结语

在化工仪表及自动化的教学中, 把握课程特点和自动控制技术的发展, 精选教学内容, 研究教学的科学性、艺术性, 把多媒体动画, 生活事例引入课堂教学, 突出趣味性, 使教学生动、有趣。教学过程中可以采用多种教学模式激发学生的学习兴趣和求知欲, 通过直观的感性认识逐步上升为理性认识, 最后对理论知识进行探究、理解和掌握, 进而培养对具体问题的分析和解决的能力, 提高了教学效率和教学效果。

参考文献

[1]厉玉鸣:《化工仪表及自动化》 (第四版) , 化学工业出版社, 2006:1。

[2]姚干兵:《化工仪表及自动化课程教学改革探讨》, 《科技资讯》, 2008, (25) :162-163。

[3]宋贤良、叶盛英、李雁:《浅谈增加化工原理教学的趣味性》, 《广东化工》, 2008, 35 (1) :112-114。

[4]刘鸿雁、李金红、居荫轩:《化工仪表及自动化中的教学改革与实践》, 《河北工业大学成人教育学院学报》, 2007, 22 (1) :9-11。

[5]刘祥丽、曾湘晖、王慧娟:《化工原理教学方法探讨》, 《九江学院学报》, 2008, 146 (3) :121-128。

[6]张文:《改革化工仪表教学模式创新教学实践一体化》, 《中国科教创新导刊》, 2008, (29) :81-83。

化工仪表与自动化课程 篇8

关键词：“一体化”教学,实践能力,教学模式

《化工仪表及自动化》课程是高职应用化工技术专业和化工设备维修专业的一门专业必修课。这门课程的理论性和实践性很都强。它的内容包括各种测量元件及变送器、显示仪表、自动控制仪表、执行器、简单控制系统、复杂控制系统、新型控制系统、计算机控制系统等, 横跨检测技术、自动控制、网络等多个学科。学生毕业后所面向的岗位是企业生产一线的工艺操作岗位和化工设备维修岗位。对这门课程的研究与改革, 是实现高技能人才培养目标, 使学生达到企业岗位技能要求是必不可少的。

培养学生的实践能力一直是《化工仪表及自动化》课程教学的薄弱环节。为此我们提出了 “工学一体、实境育人”的理念。“工学一体”是“课程”和“工作”一体, “课堂”和“车间”一体, 基础是“基于工作过程”的课程改革, 在专业建设、课程开发、教材编写、顶岗实习、素质教育、师资培养等方面与企业深度合作。 “实境育人”是在接近工厂实境的环境中培养职业人才。实境强调通过真实行动来学习和为了真实行动而学习。实境育人的关键在于构建企业或职业的真实环境。实境育人是“工学一体”的最终落脚点。

宁夏工商职业技术学院建设的《化工仪表及自动化》实训室为探索“工学一体、实境育人”的理念在本课程中的应用提供了良好的实践平台。实训室内具有长期企业工作经历, 并有多年本课程教学经验的教师设计, 具有鲜明的企业特色。实训室配备各类现场检测仪表、控制仪表及其校验装置、自动控制系统仿真系统、组态设备、多媒体教学设备, 多媒体教学设备。实训室能够支持对各类现场检测仪表的安装、校准、故障排除训练, 也能支持DCS自动控制系统的仿真实验, 和进行DCS自动控制系统的组态实验。

我们探索 “工学一体、实境育人”的理念在《化工仪表及自动化》课程中的应用, 主要体现在探索利用具有企业风格的实训室进行教学模式改革——“教、学、做”一体化教学、教学内容选取及编写相关教材、考核方式改革这几个方面。

一、教学模式改革探索

在职业技能教育中的教学模式多种多样, 每种教学模式都有其适用范围, 我们重点研究以实用为出发点, 能够从实践中提高学生职业技能水平, 培养职业能力的教学模式。

在我们在学院的支持下, 用四个学期的时间, 先后探索实践了“‘教-学-做’一体化教学”、“理论教学+整周实训”、“理论教学+实验课”三种教学模式, 还进行了不同实训时间长度 (两周、三周、四周) 情况下实训内容安排和实训效果的实践和总结。

我们发现, 几种教学模式中, “教、学、做”一体化的教学模式最有优势, 适合所有专业的学生。这种教学模式下, 学生始终在实训室上课, 实现多媒体教室与实训室合一, 教师多媒体授课、操作演示与学生操作合一, 教师可以随时安排学生进行实践操作, 有利于学生快速理解课本知识, 动脑与动手相结合, 教学效果好。这种模式的缺点是占用实训教学资源较多。化工机械维修专业的学生, 除了学习本课程内容, 接受本课程的学习效果考核之外, 还要考取化工仪表维修工中级工证书, 这种情况适合采用“理论教学+整周实训”模式, 其中的理论教学部分可以采取“一体化”教学模式, 在整周实训的过程中, 对学生进行典型操作项目的技能强化训练, 理论、操作均达到中级工水平。“理论教学+实验课”的模式的优势是占用实训教学资源少, 适用于课时量少, 对本课程中的知识和技能要求不高的专业, 以及将本课程作为选修课程的学生的教学。

二、教学内容选取的探索

不同的专业需要的化工仪表及自动化的知识也不同, 应该根据各专业对本课程要求的差异性, 制定不同专业的教学内容安排。例如化工设备维修专业学生的就业方向, 是化工企业的设备部门, 牵涉的维修方面的工作内容居多, 在本课程的教学内容方面, 要向现场仪表部分倾斜, 尤其是仪表的安装、修理和故障排除训练, 非常受学生的欢迎。对化工工艺类专业学生的教学, 教学内容重点放在自动控制系统的构成、PID参数整定知识和仿真训练, 学生学习兴趣浓厚, 学习效果比较好。

实训项目的选取也是教学内容选取探索的一个方面, 经过长期观察和总结, 并与企业专家反复进行讨论, 我们确定了七个具有代表意义的基础实训模块:压力表校验实训, 差压变送器的校验实训, 热电偶及热电阻测温实训, 调节阀的校验实训, 数字调节器的校验实训, 自动控制系统仿真实验和自动控制系统组态实验。这些模块是企业最需要, 最能体现操作者技能水平的操作项目。实践证明, 以这七个基础模块为核心, 安排教学内容和组织教学活动, 学生兴趣浓厚, 教学效果较好。

三、教学方法和考核模式的改革探索

要突出教育的“职业性”, 除了根据企业需要设置实训项目, 还应该将企业的管理方式和日常工作内容与学校日常教学管理和教学内容结合起来。包括企业中的规章制度, 不同种类工作的工作程序, 生产一线的操作规程、各种与生产相关表格的填写数据处理, 以及工作成果的评价方法, 奖惩制度, 企业工作情境都要引入教学过程中, 帮助学生及早了解企业, 教育学生不但要学习知识、锻炼应用能力、还要形成正确对待工作的态度, 培养敬业精神和良好的职业道德。将来能够迅速适应企业环境, 融入企业氛围。实行小组工作法和组长负责制是简单易行的方法。我们在实践中发现, 学生对这种组织方法接受度比较高。另外情境教学法、项目化教学法、启发式教学、比较分析法都有一定的效果, 可以由教师灵活掌握。

宁夏工商职业技术学院传统的学生成绩评定办法为“1+2+7”, 即考勤与作业、期中考试和期末考试的成绩分别占总评成绩的10%、20%、70%。我们改革了学生成绩评定办法, 侧重于考查学生的动手能力和应用知识解决问题的能力。考查项目有:考勤与作业、教学过程中的讨论和测试成绩、完成任务过程中的表现 (操作正确性、解决问题灵活性、合作精神、敬业精神) 、期中报告成绩和期末论文 (设计报告) 成绩, 综合性地考核学生学习成果。

在教学过程中发现, 学生对于视频、动画和图片资料的接受度非常高。我们不断搜集这些素材, 在教学过程中使用, 受到学生欢迎。教学改革、“一体化”教学需要相应的教材相配合, 我们编写了10万字的《化工仪表及自动化》课程配套教材, 并准备随时总结经验, 不断完善。

四、结语

“在我国现行的高教体制和教育传统下, 开展高等职业教育改革的突破口体现在实践教学上。要突破传统的教学模式, 构建学院教学过程, 与行业、企业生产过程异质同构的教学模式。”紧紧抓住实践教育环节, 我们不断地进行思考和探索, 并付诸实施, 努力探索实际可行的职业教育新道路。

参考文献

[1].谢启, 李智超, 陈飞.“过程控制与自动化仪表”课程教学改革与实践[J].中国电力教育, 2009

[2].薄翠梅, 李俊, 林锦国.过程控制工程课程教学改革与实践[J].化工高等教育, 2006

化工仪表与自动化课程 篇9

《化工仪表及自动化》课程是乌海职业技术学院应用化工专业学生的专业必修课。该门课程是把自动化、仪表及计算机融合在一起的综合课程。其主要内容包括常用化工检测仪表的选用、安装及维护、自动控制系统、控制器和执行器以及典型化工单元的控制方案几个部分。在深刻理解工学结合人才培养内涵的基础上, 结合乌海职业技术学院 (以下简称我院) “政校企合作, 课岗证融通”育人模式, 我院应用化工技术专业学生的培养目标为服务于乌海区域化工企业生产一线, 适应生产、管理和技术服务第一线需要, 具有能够从事化工生产操作与设备维护、工艺运行控制、生产技术管理、产品检验等岗位群工作的技术技能人才。要求应用化工专业学生必须学习和掌握必要的自动化仪表及控制等方面的知识。对应用化工专业学生而言, 《化工仪表及自动化》是一门重要的辅助课。

二、化工仪表及自动化课程教学中存在的问题

1. 知识点多, 内容抽象。

《化工仪表及自动化》课程涉及电学、数学、计算机等相关知识, 知识点多, 内容较抽象, 化工专业学生电学、计算机知识普遍基础薄弱, 在学习基本控制规律、各种控制系统和执行器等涉及到电学、计算机知识点时普遍感到难以理解, 产生厌学情绪, 课堂教学效果不佳。

2. 缺乏实践教学。

我院自开设《化工仪表及自动化》一课以来, 由于条件所限, 一直采取黑板和多媒体课件教学的方式, 没有开设实践环节。但学生毕业后所面向的岗位是企业生产一线的工艺操作岗位和化工设备维修岗位, 缺少实践教学使得学生的动手操作能力得不到锻炼, 解决设备故障的能力也得不到提高, 毕业后面对工作岗位的需求无所适从, 上不了手, 缺少实践会大大影响《化工仪表及自动化》教学效果。

3. 教材内容没有及时更新。

随着新型检测仪表、新的控制技术的发展, 企业实际生产中一些老型仪表逐步被淘汰, 更多的新型检测仪表及控制技术被越来越多的使用, 课本中部分内容显得落后和繁琐, 同时, 很多教师缺少企业实践经历, 不了解企业一线生产中使用的仪表和控制技术, 教学重点定位不准, 造成应用和教学脱节。学生去工厂后对先进仪表和控制装置知之甚少, 无所适从。

总之, 应当思考如何解决教学中存在的各种问题, 进行教学改革与实践, 努力提高《化工仪表及自动化》课程的教学质量和效果。

三、化工仪表及自动化课程教学内容与模式改革

1. 优化更新教学内容。

《化工仪表及自动化》的课程改革应该以专业知识“必须、够用”为标准, 该课程一共48学时, 以往全部采用课堂理论教学, 教授的内容量大且知识点讲解太深, 许多知识学生在实际工作中用不到, 在课堂教学中应减少理论内容的讲授, 去掉复杂深奥的知识, 仅仅保留工作岗位需要的内容, 如在热电偶的知识点中去掉热电偶电路分析, 只讲解热电偶结构及如何正确选择、安装、使用、维护热电偶。

2. 制作优秀的教学课件。

为克服仪表理论知识不直观、不形象的特点, 增强学生的学习兴趣, 提高教学质量, 应该开发出学生喜欢的多媒体教学课件, 应用先进的多媒体技术动态展示仪表的结构、工作原理及运行过程, 使理论教学形象化、生动化、加深学生对基本原理的理解。增强学生的学习兴趣, 提高教学质量和效果, 同时, 可到企业拍摄化工企业实际运行过程及使用的仪表, 使学生明白化工仪表在实际生产中的重要性及使用方法。提高学生学习《化工仪表及自动化》积极性, 丰富课堂教学内容。这不但解决了传统教学中的难题, 使学生容易听懂看懂, 而且大大提高了教学效率和效果。

3. 为学生提供更多实践机会。

实践是提高《化工仪表及自动化》课程教学效果, 增强学生动手能力必不可少的条件, 我院自开设《化工仪表及自动化》一课以来, 由于条件限制一直没有开设实践教学, 应在有限的条件下, 想方设法建立仪表实训室, 增加实训内容, 开设实训教学。其次, 还可以将该课程与别的实训课程结合学习, 增加学生见到实物仪表的机会, 例如, 我院应用化工专业的学生在开设《化工仪表及自动化》课程的同一学期, 还会开设《化工工艺操作技能实训》及《化工管路拆装实训》课程, 上并配备相关仪表及控制设备, 利用学生实训的机会, 了解各类检测仪表及控制系统。同时我院有仿真软件, 可以通过仿真软件增加演示实验的内容。

4. 打造专兼结合的教师团队。

浅谈化工自动化仪表的检修与维护 篇10

关键词：化工自动化,仪表仪器,检修,维护

随着我们国家改革开放的不断深入, 化工发展变得越来越快, 并且已经成为了我们国家主要的经济来源, 对于我国的经济发展具有重要的作用。然而, 我们知道, 化工属于比较危险的一门行业, 这是由于化工生产过程大多处于高温以及高压的状态下, 并且伴有毒害性气体, 因此, 提高化工自动化仪表的检修以及维护工作, 注意化工生产的安全性, 具有非常重要的意义。

一、化工自动化仪表

通常情况下, 化工自动化仪表具有许多类型, 比如:依照传输的信号而分类的模拟仪表和数字仪表;依照组合形式而分类的基地式仪表和单元组合式仪表;依据所采用的能源类别而分类的液动仪表和电动仪表;依据安装的形式而分类的现场仪表和架装仪表;依据是否具有接入系统而分类的非自动化仪表和自动化仪表等。我们知道, 化工自动化仪表所具有的适用范围以及它们自身所覆盖的范围均比较广, 因此, 上述几种分类方法并不能够较为清楚地界定出各种仪表的类别。

二、化工自动化仪表的故障

在日常的化工生产中, 有可能发生一些化工自动化仪表的故障, 导致故障发生的原因有许多, 比如说:自动化仪表存在着自身质量问题;相关的操作人员对自动化仪表进行维护以及检修时缺乏责任感等等。与此同时, 自动化仪表的操作人员在使用仪表时, 没有掌握好仪表的使用说明以及使用方法, 也有可能导致自动化仪表在运行过程中发生故障。通常情况下, 在实际的化工生产过程中, 自动化仪表发生的主要故障大多位于:液位检测、温度检测、压力检测以及流量监测这四个环节中。

三、化工自动化仪表的检修与维护

1、当仪表发生故障时, 仪表的维修人员需要先掌握在发生故障的前后, 自动化仪表的基本工作状况, 然后再进行断电操作, 对自动化仪表的有关器件进行深入地观察, 特别需要查看仪表接线有没有烧焦或者变形的问题, 接着检查仪表的电路以及接插件之间是否存在接触不良等现象。将自动化仪表进行通电, 检查仪表的变压器以及散热器是否过热, 如果出现异常, 需要立刻对其进行再次断电操作, 并且重点查看发生异常的部位。

2、对于比较专业的仪表维修人员来说, 他们通常利用信号测量方法来检修自动化仪表发生的故障。一般情况下, 信号测量方法主要分为三个类别:逻辑笔测量法、万用表测量法以及示波器测量法。仪表的维修人员按照自身掌握的相关资料以及工具, 合理地挑选相关的解决方法来处理仪表的故障, 有的时候, 为了更好的实现维修的效果, 维修人员还会使用多种方法进行仪表的检修工作。

3、为了检查自动化仪表的芯片以及线路板是否出现故障, 我们可以通过使用具有相同型号的自动化仪表对发生故障的自动化仪表的元器件进行有关部位的替换, 如果替换以后故障将不再发生, 就只需要对仪表的原线路板以及芯片实行检查即可发生原因。

4、如果自动化仪表发生了运行程序方面的故障, 我们需要进行以下检修操作:按下仪表中的复位键, 或者对自动化仪表进行重新启动操作, 然后向运行程序给出初始化的指令, 这样就能够恢复自动化仪表的运行以及作业了。如果此时自动化仪表并没有恢复比较正常的运行, 则需要检查仪表的程序存储器是否发生了损坏。

5、在对自动化仪表的故障进行检修以及维护的过程中, 当有关的维修人员对自动化仪表实行拆卸或者替换操作以后, 需要确保自动化仪表的所有元器件回归原位, 防止引起二次故障。

6、如果相关的维修人员发现自动化仪表中所具有的集成电路插座由于长时间的使用发生了接触不良问题, 此时需要避免采用镊子等工具对其实行挤压操作, 这样会使得弹簧片出现永久性的变形, 进而导致越来越多的元器件发生接触不良的问题。

7、如果已经确认了自动化仪表的集成电路出现了故障, 则在对其进行检修之前, 相关的维修人员需要先查看自动化仪表的元器件自身有没有异常, 然后在查看外围电路是不是正常工作。

8、在检修的过程中, 维修人员需要尽可能地避免采用较大瓦数的电烙铁对集成电路所具有的管脚进行焊接, 与此同时, 需要控制以及缩短焊接时花费的时间。除此之外, 为了避免集成电路受到过热或者静电感应的影响, 相关的维修工作人员可以先将烙铁电源的插头拆下以后再实行相应的焊接作业。

9、对于自动化仪表的维修人员来说, 他们尤其需要注意了解以及掌握仪表的各个元器件所具有的工作原理、基本结构以及主要用途, 这是反映相关的维修工作人员的专业素质以及工作能力的主要指标。

四、结语

通过上面的叙述我们了解到, 随着我们国家化工自动化程度变得越来越高, 自动化仪表的种类也变得越来越多, 这就使得仪表的更新换代速度变得越来越快。所以, 我们需要了解以及掌握化工自动化仪表的检修与维护工作, 当仪表发生故障时, 保持自身的绝对冷静, 分析了解发生故障的基本信息, 进而分析找到故障的症结所在, 专业而又科学地解决自动化仪表的故障问题。

参考文献

[1]陈军, 刘国明, 蒋德华.石油化工自动化仪表的浅析[J].化学工程与装备, 2010, (04) .

[2]高海平.自动化仪表调节阀故障分析与对策研究[J].魅力中国, 2009, (12) .

[3]杨旺.自动化仪表应用与发展问题探讨[J].中国新技术新产品, 2010, (01)

[4]田水奇.浅析化工设备的维护及检修[J].科技致富向导, 2011, (27)

化工仪表中智能自动化的应用分析 篇11

【关键词】化工仪表；智能自动化；应用

前言

在化工生产当中，具有很多液体、易燃易爆气体等，一旦发生泄漏等事故，将会造成十分严重的后果。因此，为了确保化工生产的安全性，应当使用化工仪表对生产过程进行监控，及时的发现可能存在的问题并提前做好准备。为了确保化工仪表能够发挥出更好的，应当对智能自动化进行应用，确保化工仪表更好的准确性和密闭性，确保在生产当中对各项化工参数进行准确的控制。

1.智能化仪表的组成

1.1硬件系统

硬件系统主要由微处理器、存储器、过程信号输入/输出通道、门电路以及串行数据通信口等组成。微处理器对仪器采集到的数据进行程序分析，再将这些信息传输到存储器中进行保存。过程信号输入通道的作用是模拟信号与开关量的输入与输出。串行数据通信口是智能仪表与计算机沟通的重要桥梁，操作者通过数据通信口来传输计算机数据，进行对仪器仪表的控制。

1.2软件系统

软件系统由初始化程序、检测程序、中断程序与各种功能模块组成。其中初始化程序是在上电之后对各个模块进行初始化，并且检测其是否处于正常工作的状态。若检测到整个系统无异常，便提示使用者继续使用操作该仪器。检测程序是采集使用者需要的数据，并且执行传输和管理的任务。

2.智能化仪表的应用优点

2.1记忆性

与传统仪表相比，智能化仪表的记忆性更强。传统的仪表只能对一个时刻的简单状态进行记录，因其采用的是时序逻辑电路和组合逻辑电路，而智能化仪表内部运用的是随机存储器，因此智能化仪表不仅可以记忆前面的信息，也可以重现分析后期的信息。

2.2可编程特性

我们通过编辑需要实现的功能于程序之后，植入系统便可以替代大量的硬件结构去实现仪器仪表的功能。原先的大量逻辑电路，被计算机软件的程序所替代，这叫硬件的软件化。特别在一些接口芯片的复杂控制中，如果用程序编写的话极为简单，但是若要用硬件来实现的话，则需要大量的控制与定时电路，会使得整个系统变的复杂。

2.3精确性

智能化仪表在借助其微型体积设置同仪表进行结合，在化工生产过程中，智能化仪表可以依据设定完成的程序实现对信息的高效处理，节省了大量的人工计算时间，我国很多的仪表设计研究中心将自动化仪表的微机信息处理方式进行了精准度提升，防止了仪表由于出现错误计算后造成的生产被迫中断，保证了化工企业的连续性生产。

3.智能自动化在化工仪表中的应用要点

智能自动化仪表具有自动信息监测、转化功能，能将输入信号转换成输出信号，且这类仪表通常能够融入到自动化系统当中进行应用，能大大提高生产效率，降低人工控制强度。化工生产具有一定特殊性和复杂性， 对各项变量控制有着较高要求，仪表必须直观、 准确、 易用，而传统控制模式效率低，效果差。智能自动化仪表应用，由计算机软件进行控制，软件参数可根据生产实际情况进行设置，所以仪表控制更具针对性，利用简单软件编程便可完成复杂控制功能，且能够进行误差修正，能把数据误差降到最低。智能自动化仪表具体应用安装中，必须严格执行工艺规范，确保安全系数。

3.1监测控制

在化工仪表智能自动化的应用当中， 对于传统的化工仪器来说， 能够实现有效的完善， 对其中存在的问题和缺陷进行更好的解决。通过这种方式，能够利用化工仪表更好的控制监测数据。例如，在化工生产当中，水分测定仪是一种常用的化工仪表，在化工产品当中，该仪器能够采用化学变化、物理变化等方法，对其中的含水量进行测定，从而对化工产品的合格性进行判断，使化工仪表智能自动化能够在化工生产中更好的发挥出监控作用。

3.2修正误差

智能自动化仪表之中配备了微处理器，所以，能够以此来应对干扰，利用这种方式来尽可能地降低误差。比如，温度计电路里面，要是所用敏感元件是热电偶，在这种情况下，那么则将会产生非线性感应，而将有关软件应用到智能温度计之中，就会容易的把这个问题解决，能够对热电偶造成的非线性感应进行修正。

3.3人机界面结合

智能化仪表技术需要将智能化仪表为基础，但是还需要专业化人自动化人才的参与才能充分发挥其自身价值，对此，化工企业在应用智能化仪表的同时，还要不断提升自动化仪表应用人才专业能力，达到高度人机结合应用效果，为企业创造出更多的商业价值，利用科学技术不断壮大和发展企业的生产水平。

3.4实现网络化

通过网络自组织和自学习联想记忆功能或是自适应等可以把计算机和化工仪表连接在一起。想要区别不同时空条件和仪器仪表类别特征，可以通过数字万用表和示波器对 W eb 进行连接，再借助模式识别软件和因特网就可以了，这样做最终还可以对临界值做出不同的响应。以前应用的是传统的单独数据采集设备，现在可以用分布式数据采集系统代替传统的设备。分布式数据采集系统通过跨越因特网，可以实现对远程数据的采集和测量。想要高效地完成多种形式的任务要求，就需要借助网络化的智能测量环境，把不同的任务和不同类型的计算机、仪器仪表进行有机的联合。

4.智能化仪表的过程控制优化

在我们的实际生产过程中，由于各种限制条件的改变，最优设定值可能在每一个时刻都是不同的。实时优化的概念是十分复杂的，但是我们可以简单的将其分为两类：动态优化控制和稳态设定值优化。

4.1动态优化控制

动态优化控制：是指调节变量趋近于设定的目标值，其目标值是随时间的变化而变化的，并不是一个定值。这就需要系统优化反馈控制和模型预测控制方法。意味着要改变为最佳的控制算法与控制参数，使得整个系统能够达到使用者预期的要求。

4.2稳态设定值优化控制

稳态设定值优化：是指操作者设定一个代数方程而非微分方程，系统根据设定的目标要求，考虑当前的约束条件，计算最优的控制参数与算法求最优解稳态设定值。

5.结语

综上所述，随着仪器仪表在化工行业中地位的不断提高，不少问题也随之衍生。在我们日常的工作生活中不断的发现问题，并且去解决它才能促进智能化仪表的自动化更好的发展，才能促进我国的仪器仪表产业的发展水平迈向更高的阶段。

参考文献：

[1] 王睿.仪表自动化在化工工业方面的应用[J].通讯世界，2015，（21）.

[2] 周欢.提高化工仪表自动化管理水平的实践思路[J].南方农机，2015，（06）.

[3] 侯艳芬.化工生产中的自动化仪表控制探讨[J].科技与创新，2015，（21）.

化工仪表与自动化课程 篇12

一、问题与现象

由于教材的内容、上课学时、学校条件, 以及教师水平、经历, 学生对课程的重视程度等原因, 特别是学时问题, 导致很多学生基础内容没有学好, 技能性知识也没掌握, 控制系统内容更是糊里糊涂, 跟没学一样。有例可佐证: (1) 一学生毕业面试时, 用人单位让他讲一讲双金属温度计原理, 他竟然说没学过。 (2) 考上研究生的学生, 实验时不会连接热电阻探头与显示表。 (3) 有学生用转子流量计去测酸性液体的流量, 更可笑的是, 当转子被腐蚀没了之后, 还到溶液中去找。基于以上诸多原因, 结合学生就业需要, 借鉴兄弟院校经验, 我们提出对教师教学理念、教学内容、教学方法及考核方式等进行改革, 以满足市场经济对人才的需求。

二、教学改革

1. 教师教学理念转变。

教师工作在教育战线的第一线, 是具体教学工作的实施者, 因此, 是教学改革的先锋。首先, 要从教知识向教能力转变。学校是学生学习知识的地方, 但对工科学生而言, 获得能力更为重要。学到知识要做什么, 要工作, 要赚到生活的来源, 要为社会、国家做贡献, 要体现人生的价值。但当你学到一定知识找不到工作而被迫改行, 所学专业非所用了, 国家的培养、父母的期望作何用, 只是提高了文化素质而已吗?所以, 作为教师, 社会问题我们解决不了, 但我们可以改变我们教书的观念。与其给学生“书中自有黄金屋”, 不如打造学生制造黄金的金手指。其次, 要从“注重结果”向“注重过程”转变。由于学生多年养成的学习习惯, 只会做题而做题, 缺少为什么要做题, 做题何用?以及做题与实际生产、工程实际有何联系, 不做过多思考。对解决实际问题, 不知道从何下手, 过程如何进行不能制定。所以, 我们提出, 在有限的时间内, 可以以失去细节性、结果性知识为代价, 换取对过程的掌握及能力的培养。最后, 鼓励学生个性发展, 不能“本专业”“本课程”观点不变。虽然我们是化学工程与工艺专业, 主要专业课是化学反应工程、分离工程、化工热力学、化工工艺及设计等。但不一定非让学生从事工艺或工程的工作, 或只能向此方向发展。鼓励学生有想法、有向某一交叉学科等钻研的想法, 培养独有的能力, 形成个人特色。前不久, 我们到包头钢铁公司煤气厂进行脱硫实验, 发现整个脱硫装置的计算机控制系统, 出于车间一个学分析专业的韩姓工程师之手, 其专业水平、完成速度, 运行稳定程度, 令我们震惊。另外, 不能教啥课, 啥就重要, 要从专业、学生兴趣、发展等多方面向学生介绍, 让学生自己判断、决定。对工科院校学生, 应侧重培养动手能力与工程能力。在掌握一定专业基础理论之后, 应该明确所学知识有何用。通过动手, 亲自实践, 掌握专业实际操作的技能, 并在操作中体会专业知识与理论知识的联系与区别, 进一步丰富专业知识。同时, 进行工程过程的培训, 包括课程设计、毕业论文、毕业设计环节, 达到一定的工程能力。应该说, 基本专业能力是创新能力的基础, 也是达到卓越工程师的必经之路。

2. 教学内容改革。

(1) 优化教学内容, 编写适合本校教学的教材。工艺类化工仪表及自动化, 从教学内容上讲差别不大。但由于教学大纲、学时等有别, 各等级的学校, 教学侧重点不同。即使在同一个班, 教师根据学生基础、兴趣等, 从教学要求上也会有所不同。因此根据学生情况, 结合本校特点, 编制教材。重点突出常用仪器、仪表的制作原理、特点、适用场合及如何使用, 对自动控制系统的基本内容提出更高要求, 尤其简单控制系统及常用复杂控制系统。控制方案的设计作为教材重中之重。尽管计算机控制系统现已应用非常普遍, 但由于专业性太强, 学时紧张, 因此只作为介绍内容。 (2) 增加实验投入, 提供更多动手操作机会。由于化工仪表及自动化是一门专业技术基础课, 工艺类又是附属课, 课程性质影响一些人的认识。因此, 在教学投入上力度不够, 甚至根本不重视, 以至于实验装置落后, 台套数不足。而基础课上课班级多, 人数多, 此门课实验又非为独立设课, 实验效果极不理想。现在, 我们将实验课调整为独立课, 新购一批实验设备, 增加了较多控制内容。实验中, 每个学生都有独立操作机会, 能根据实验讲义及个人理解, 调节温度、压力、液位、流量以及电机频率等参数, 积累动手能力, 为日后工作打下良好基础。 (3) 深入工厂, 在认识实习、生产实习中, 积累更多的仪表及自动化知识。除课堂教学外, 在各种实习、社会实践活动中, 鼓励学生多深入工厂实际, 了解生产过程, 认识各种仪表、控制系统, 并学会如何操作。对在仪表课上课期间, 学生能上交一份相关仪表或控制系统的认识或实习报告, 课程的平时考核中会加上5分。 (4) 从课程设计中进一步培养、锻炼学生实际工作能力。教材中有一章是设计化工典型单元操作过程控制方案, 由于学时关系, 课堂中没有专门讲授, 但其中主要内容在前面的讲课中已有介绍。为提高学生分析问题、解决问题的能力, 以及针对以后实际工作的需要, 精选一些化工工艺过程, 设计相关控制系统。为此, 专门下发设计任务书, 明确任务的细节, 并以小组形式参加答辩, 每个人为答辩同学打分, 作为成绩核定的一部分。学生的认真程度、积极性是空前的。在课程内容改革过程中, 提倡学生自学, 不拘泥于教材内容, 充分利用课余时间及网络等便利条件, 从中获取各种仪表的相应信息。广泛阅读专业期刊, 如化工仪表及自动化 (西安自动化研究设计院) , 自动化及仪表 (上海仪表研究所) 等, 了解各种仪器仪表、控制系统的研究及进展, 尤其针对实际应用的控制系统的设计、实际工程问题处理、改进类的文献, 拓宽视野。可能由于专业知识有限, 不一定全部看懂, 但通过广泛阅读, 积累感兴趣的知识及实用性技术, 在一定程度上, 积累个人的能力。鼓励学生利用双休日、节假日, 深入工厂, 打工实践, 接触工程实际过程。目的不在于赚多少钱, 而是通过接触实际生产、工程建设, 感受生产气氛, 体验工程、生产经历, 领悟实际过程, 总结理论学习的侧重点及理论与实际的结合点, 改变学习的思路及方法, 提高学习的针对性。

3. 教学方法改革。

利用多媒体进一步扩大学生接受知识的信息量, 减少教学中图表书写占用的时间, 课堂介面生动有变化。采用案例互动、思维互动、实验操作互动等多种启发式教学形式, 提高学生学习热情, 促进师生交流。我们在实验中设计了学生自己组装、检查、操作的实验装置, 为学生实际操作、更好掌握理论知识, 提高动手能力提供平台。设立化工仪表及自动化课程设计, 并通过课程设计, 收集与题目相关的工艺、设备信息, 进一步加强学生对化工过程, 尤其是控制过程的理解, 达到能独立完成相应控制系统的方案设计。

在实施互动式等教学方法过程中, 教师需要下大工夫准备, 要考虑教学内容、教学进度、知识难度, 要注意学生接受能力, 尊重学生的心理需要, 倾听学生对问题的想法, 还要发现学生闪光点, 让学生个性得到发展。教学中还可结合问答式、比较式等多种教学方法, 调动学生学习的主动性、积极性、创造性。同时, 通过互动教学, 建立了良好的师生关系。

4. 考核内容、方式改革。

以往考试内容基本都是教材中的, 多少涉及一点实验内容。现在考试题80%是教材原理与实际应用、生产过程相结合。并且, 加大学习过程中测试分数所占比例, 防止个别学生平时不学, 最后考试时突击复习。在学生成绩考核方面, 我们已经做过调整。成绩确定时, 期末闭卷考试, 占总成绩80%, 平时作业、考勤及测试占10%, 实验内容占10%。为适应新的教学思想的需要, 将考核办法重新调整, 期末仍闭卷考试, 占总成绩50%, 平时作业、考勤占10%, 测试占20%, 实验内容占20%。并且, 根据课程特点, 结合学校培养计划中创新创业教育平台内容, 如果学生在创新创业教育平台中完成涉及此门课相关内容的工作, 且比例较大, 可在总成绩中加入10%, 但此门课最高成绩不超过100。另外, 在开课时, 就向学生讲明考核方式, 实际上也是给学生一个引导, 让他们学习更有目标, 既能学到相应知识, 掌握一定技能, 最终又能顺利获得相应学分。

课程改革、教学改革都应从学校培养目标出发, 最终目的是让学生学到一定专业知识, 积累一定工作能力, 成为高级应用型人才。因此, 教学中教师的一切活动都应以此目标为方向, 通过个人教学理念的转变, 组织好教学内容, 调动好学生学习积极性, 为学生有一个美好的未来, 不断探索, 努力实践。

参考文献

[1]钱佳, 马永钢.关于《化工仪表及自动化》课程教学的几点思考[J].泰州职业技术学院学报, 2009, 9 (2) :68-70.

[2]魏永祥.“化工仪表及自动化”教学内容体系改革探讨[J].科教文汇, 2010, (05) :55-56.