讲新课 课程名称 过程控制工程 课型 (被控变量的选择 教师姓名 授课学时 1学时(50分钟) 教学内容 1.2被控变量的选择 使同学掌握单回路系统中被控变量的选 教学目的 教学重点 被控变量的选择 难点：被控变量的选择 教学难点 策略 及相应的 通过教师讲解被控变量的选择问题 教学策略 教学方法 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、 课堂讨论法（教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答） 教学手段 板书及多媒体有机结合 -11
- 11 - 课程名称 过程控制工程 课 型 讲新课 （被控变量的选择） 教师姓名 授课学时 1 学时（50 分钟） 教学内容 1.2 被控变量的选择 教学目的 通过本节课的学习，使同学掌握单回路系统中被控变量的选 择问题 教学重点 被控变量的选择 教学难点 及相应的 教学策略 难点：被控变量的选择 策略： 通过教师讲解被控变量的选择问题 教学方法 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、 课堂讨论法（教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答） 教学手段 板书及多媒体有机结合
时间 教学方法、 分配 教学过程 手段 复习： 1.1单回路系统的结构组成 (1)单回路控制系统有哪些基本环节？ (2)单回路控制系统偏差的定义？ 给定+ 偏差 控制器 控制阀 被控 液位 测量一 对象 测量 变送 入 控制系统的工作原理： 检测输出量（被控变量）的实际值 将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比较得出偏差： 用偏差值产生控制调节作用，去调节操纵变量，消除偏差，使得输出量维持 期望的输出。 ●给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。也称为参考输入量（信号）。 ●被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。 ●输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量 进行比较，产生偏差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。输出量的返回过 程称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。 引言： 单回路控制设计 探究式 讲授法 了解生产工艺 问题 掌握生产过程的规律确定 确定合理的控制方案 多媒体 被控变量 控制阀 演示法 开闭形 控制器的类型 测量变送装置 操纵变量 流量特性 及正、反作用 -12-
- 12 - 时间 分配 教学过程 教学方法、 手段 课 程 导 入 8 分 钟 复习: 1.1 单回路系统的结构组成 （1）单回路控制系统有哪些基本环节？ （2）单回路控制系统偏差的定义？ 控制器 控制阀 被控 对象 测量 变送 给定 + 偏差 测量 − 液位 控制系统的工作原理： 检测输出量（被控变量）的实际值 将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比 较得出偏差； 用偏差值产生控制调节作用，去调节操纵变量，消除偏差，使得输出量维持 期望的输出。 ●给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。 也称为参考输入量（信号）。 ●被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。 ●输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量 进行比较，产生偏差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。输出量的返回过 程称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。 探究式 讲授法 提 出 问 题 5 分 钟 引言: 单回路控制设计 了解生产工艺 掌握生产过程的规律确定 确定合理的控制方案 被控变量 & 操纵变量 控制阀 开闭形式、 流量特性 控制器的类型 及正、反作用 测量变送装置 探究式 讲授法 多媒体 演示法
控制1.2被控变量的选择 系统 控制系统的设计目标 即 要控制 基于工艺要求，选择的结果直接影响生产（产品产量、质量、生产安全） 标及 分类 分 直接控制—最基本的热工参数，一 般是可以直接进行测量和控制的参数。如： 温度、压力、液位、流量 间接控制 质最指标，以及一些特殊的参数成份、物性参数等，在一般条件下 无法直接测量和控制应根据工艺参数的关系，用可测的参数，间接进行控制。 钟 应用实例： 例1： 苯、甲苯二元精馏系统（见书P3~4) 启发式 课堂讨论 互动法 质量指标是最重要的控制参数，如塔顶产品的纯度心，但xD目前无法直接测 量，因此，只能用间接控制参数进行控制。根据精馏原理，xD=￡(TD,D),即 与温度和压力成非线性函数关系。理论上，固定一项，就可用另一项控制xD。 实际过程中都采用恒定P,通过控制塔顶温度来控制塔顶成分。 Xp=f(T,P) 一定 百分含道 选择原则： (1)品滞后p 工艺合理性T 工艺合理性：①规定塔压稳定，保证分离度，保证效率 ②各块塔板压力恒定，XD与T有对应关系So,选择XD-F(T) -13
- 13 - 控制 系统 的设 计目 标及 分类 5 分 钟 1.2 被控变量的选择 控制系统的设计目标 即:要控制什么 基于工艺要求，选择的结果直接影响生产（产品产量、质量、生产安全） 分类 直接控制——最基本的热工参数，一般是可以直接进行测量和控制的参数。如： 温度、压力、液位、流量 间接控制——质量指标，以及一些特殊的参数成份、物性参数等，在一般条件下， 无法直接测量和控制应根据工艺参数的关系，用可测的参数，间接进行控制。 应 用 实 例 25 分 钟 应用实例： 例 1： 苯、甲苯二元精馏系统（见书 P3～4） 质量指标是最重要的控制参数,如塔顶产品的纯度 xD, 但 xD 目前无法直接测 量，因此，只能用间接控制参数进行控制。根据精馏原理，xD = f (TD, p), 即 与温度和压力成非线性函数关系。理论上，固定一项，就可用另一项控制 xD。 实际过程中都采用恒定 p，通过控制塔顶温度来控制塔顶成分。 X D = f ( ) T, P 0 50 100% 苯百分含量 0 50 100% X D T P一定 X D P一定 TC X D T一定 P X D 选择原则： （1）测量滞后 P （2）工艺合理性 T 工艺合理性：①规定塔压稳定，保证分离度，保证效率 ②各块塔板压力恒定，XD 与 T 有对应关系 So，选择 XD=F（T） 启发式 课堂讨论 互动法
选择 选择被控变量的原则 被控 (1)尽可能洗择直接控生制参数 (2)必须选择间接控制参数时，选择对目标参数影响最显著的可控参数，单 探究式 值对应关系最好 讲授法 则及 (3)灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制 操纵 (4)考虑工艺的合理性、测量仪表的选择 变 操纵变量的选择： 的选 13 一般选系统中可以调整的物料量或能最参数，多是流量 (2)不止一个，重要因素 小结 1总结本次课所讲的主要内容。 2布置课后练习及下节课预习任务。 探究式 课后练习： 讲授法 预习： -14-
- 14 - 选择 被控 变量 的原 则及 操纵 变量 的选 择 5 分 钟 选择被控变量的原则 （1）尽可能选择直接控制参数 （2）必须选择间接控制参数时，选择对目标参数影响最显著的可控参数，单 值对应关系最好 （3）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制 （4）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择 操纵变量的选择： （1）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量； （2）不止一个，重要因素 探究式 讲授法 小结 2 分 钟 1.总结本次课所讲的主要内容。 2.布置课后练习及下节课预习任务。 课后练习： 预习： 探究式 讲授法
讲新课 课程名称 过程控制工程 课 型 (对象特性对控制质量 的影响及操织变量的选 择) 教师姓名 授课学时 1学时(50分钟) 1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 教学内容 干扰通道特性对控制质量的影响 控制通道特性对控制质量的影响 被控变量的选择 通过本节课的学习，使同学掌握干扰通道和控制通道特性对控制质量 教学目的 的影响，掌握被控变量的选择原则。 教学重点 干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 难点：干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 教学难点 策略： 及相应的 通过理论分析讲解干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 教学策略 教学方法 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、 课堂讨论法（教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答） 教学手段 板书及多媒体有机结合 -15-
- 15 - 课程名称 过程控制工程 课 型 讲新课 （对象特性对控制质量 的影响及操纵变量的选 择） 教师姓名 授课学时 1 学时（50 分钟） 教学内容 1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 干扰通道特性对控制质量的影响 控制通道特性对控制质量的影响 被控变量的选择 教学目的 通过本节课的学习，使同学掌握干扰通道和控制通道特性对控制质量 的影响，掌握被控变量的选择原则。 教学重点 干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 教学难点 及相应的 教学策略 难点：干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 策略： 通过理论分析讲解干扰通道和控制通道特性对控制质量的影响 教学方法 探究式讲授法、互动法（提问）、演示法（多媒体）、 课堂讨论法（教师启发、引导学生发言、教师评价并总结包括自问自答） 教学手段 板书及多媒体有机结合