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第一章绪论
本章重点讲解过程控制系统发展概况、特点、组成、分类、课程任务。
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●1.1过程控制概述
本节重点讲解过程控制系统特点、组成、分类、课程任务。
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●1.2过程控制的发展和趋势
本节重点讲解过程控制系统发展概况、今后的发展趋势。
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第二章过程动态数学模型
本章难点为工程建模方法、被控变量选择的原则,重点讲授典型的被控过程、系统被控变量选择的原则、典型控制对象模型特点,对有关建模的基本概念及机理法建模作一般回顾性介绍。
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●2.1动态特性数学模型
主要介绍被控过程动态数学模型的要求,几种典型工业被控过程动态数学模型。
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●2.2动态特性数学模型的建立
主要介绍过程特性机理建模法、过程特性测试建模法、“广义对象”的概念以及如何基于过程阶跃响应来建立输入与输出之间动态模型。
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●2.3过程特性对控制性能指标的影响
主要介绍控制通道参数的影响、扰动通道参数的影响、扰动进入系统位置的影响、时间常数匹配的影响,以及被控变量的选择原则、操纵变量的选择原则、控制方案的选择原则。
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第三章单回路控制系统
介绍单回路控制系统的基本概念,包括检测变送环节、执行器环节、控制算法、参数整定和控制系统投运及简单控制系统设计示例。
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●3.1控制系统组成和性能指标
主要介绍简单控制系统组成、各环节的功能、如何确定环节的增益及无量纲描述方法、广义对象和狭义对象、传递函数描述、时域性能指标(衰减比、超调量、余差、回复时间、偏离度等)、偏差积分性能指标(IE、ISE、IAE、ITAE)、控制系统正常运行的准则(负反馈、稳定运行、安全)。
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●3.2检测变送环节
主要介绍检测变送环节作用、标准信号类型、作用等,检测变送环节的选取原则,检测变送环节的数据处理( 提高检测信号精度、 实现信号分析、 滤除干扰信号、 分析系统故障)。
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●3.3执行器环节
主要介绍控制阀门的流量特性、气开气关方式及选择原则,以及其他执行机构。
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●3.4控制器的控制算法
主要介绍控制器的P、PI、PID控制算法,以及数字控制算法、开关控制。
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●3.5控制器参数整定和控制系统投运
主要介绍控制器参数整定原则、经验整定法、半经验整定法(衰减曲线法、临界比例度法)、控制系统的投运、控制系统的维护。
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●3.6简单控制系统设计实例
主要以合成氨生产工艺中变换炉控制过程设计为例介绍简单控制系统设计步骤及方法。
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第四章常用复杂控制系统
介绍常用复杂控制系统,包括串级控制、均匀控制、前馈控制、比值控制、分程控制、选择性控制、双重控制和基于模型计算的控制系统等。
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●4.1串级控制系统
主要介绍串级控制系统的基本原理、系统结构、性能特点、设计及应用、参数整定及系统投运,并举例说明设计方法及步骤。
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●4.2均匀控制系统
主要介绍均匀控制系统的基本原理、作用、特点,以及调试整定。
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●4.3前馈控制系统
主要介绍前馈控制系统的基本原理、组成结构、性能特点、设计应用、整定投运,以及相关设计实例。
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●4.4比值控制系统
主要介绍比值控制系统的基本原理、分类及组成结构、性能特点、设计应用、整定投运,以及相关设计实例。
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●4.5分程控制系统
主要介绍分程控制系统的基本原理、组成结构、性能特点、设计应用、整定投运,以及相关设计实例。
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●4.6选择性控制系统
主要介绍选择性控制系统的基本原理、组成结构、性能特点、设计应用、整定投运,以及相关设计实例。
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●4.7 双重控制系统
主要介绍双重控制系统的基本原理、组成结构、性能特点、设计应用、整定投运,以及相关设计实例。
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第五章先进控制系统
介绍常见的以现代控制理论为基础的先进控制系统,包括预测控制、解耦控制、软测量和推断控制、时滞补偿控制、智能控制和间歇过程的控制等。
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●5.1预测控制
主要介绍预测控制的基本概念、作用、系统组成原理、设计方法,以及工程应用实例。
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●5.2解耦控制
主要介绍解耦控制的基本概念、作用、系统组成原理、设计方法,以及工程应用实例。
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●5.3软测量和推断控制
主要介绍软测量和推断控制的基本概念、作用、系统组成原理、设计方法,以及工程应用实例。
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●5.4时滞补偿控制
主要介绍时滞补偿控制的基本概念、作用、系统组成原理、设计方法,以及工程应用实例。
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●5.5智能控制
主要介绍只能控制的分类、基本概念、作用、系统组成原理、设计方法,以及工程应用实例。
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第六章流体输送设备的控制
主要介绍泵(包括离心式泵、容积式泵)、风机、压缩机的控制方式。
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●6.1泵和压缩机的基本控制
主要介绍离心泵的控制(直接节流控制,旁路控制, 变频调速控制)、容积泵的控制、风机的控制、压缩机的控制。
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●6.2压缩机的防喘振控制
介绍什么叫离心压缩机的喘振及产生的原因、离心压缩机的固定极限流量防喘振控制、离心压缩机的可变极限流量防喘振控制、防喘振控制应用时的注意事项、离心压缩机串联运行的防喘振控制、离心压缩机并联运行的防喘振控制。
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●6.3变频调速技术的应用
介绍变频调速控制系统重要性、风机和泵类设备变频调速控制系统特点、离心风机的变频调速控制、离心泵变频调速和控制阀并存的分程控制、变频调速控制应用时的注意事项、变频调速控制系统设计示例。
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第七章传热设备的控制
介绍换热器、锅炉、加热炉、蒸发器、工业窑炉的特性及控制方法。
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●7.1传热设备的特性
介绍传热设备的类型和特点、热量传递方式、换热器热量衡算式、换热器传热速率方程式、换热器静态特性基本方程、换热器增益分析、控制阀流量特性确定。
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●7.2 一般传热设备的控制
介绍一般传热设备控制的目的、一般传热设备的基本控制方法(调节载热体流量、改变载热体汽化温度、工艺介质分路、调节传热面积)、传热设备的复杂控制复杂控制(串级控制、前馈-反馈控制、选择性控制、双重控制、基于模型计算的控制)。
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●7.3锅炉设备的控制(一)
介绍锅炉汽包的动态特性、锅炉汽包水位的控制-单、双、三冲量、蒸汽过热系统的控制、锅炉燃烧控制-基本控制方案、锅炉燃烧控制-双交叉燃烧控制 、烟气氧含量控制、炉膛负压控制和安全联锁控制。
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●7.4锅炉设备的控制(二)
介绍锅炉汽包的动态特性、锅炉汽包水位的控制-单、双、三冲量、蒸汽过热系统的控制、锅炉燃烧控制-基本控制方案、锅炉燃烧控制-双交叉燃烧控制 、烟气氧含量控制、炉膛负压控制和安全联锁控制。
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●7.5加热炉的控制
介绍加热炉的简单控制、加热炉的复杂控制(串级控制、前馈-反馈控制 、选择性控制、按计算指标的控制)、加热炉的安全联锁保护系统。
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●7.6蒸发器的控制
介绍蒸发器的特点、蒸发器的主要控制(浓度控制、温度控制、温差控制 )、蒸发器的辅助控制(加热蒸汽控制、液位控制、真空度控制、凝液排放控制)。
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●7.7工业窑炉的控制
介绍陶瓷窑炉的控制-窑温、窑压和气氛控制、玻璃熔窑的控制-熔化池温度、澄清池温度控制、玻璃熔窑的控制-料道温度、料滴温度控制 、玻璃熔窑的控制-窑压控制、玻璃熔窑的控制-液位控制、玻璃熔窑的控制-火焰换向控制、玻璃熔窑的控制-气氛控制。
水泥窑炉的控制-生料、煤粉的计量控制、水和混合料的比值控制、鼓风量控制、料位控制
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第八章精馏塔的控制
介绍精馏塔的基本工作原理、精馏塔的基本控制方法、复杂控制系统再精馏塔中的应用。
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●8.1精馏塔的基本工作原理
介绍精馏过程目的、实质和分类,精馏过程设备和特点,精馏塔控制目标、精馏塔扰动分析。
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●8.2精馏塔的基本控制
介绍精馏塔的被控变量、精馏段和提、段的温度检测点、压力补偿的温度控制、精馏塔的开环控制、按精馏段质量指标的直接物料和间接物料平衡控制、按提馏段质量指标的直接物料和间接物料平衡控制、精馏塔的塔压控制。
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●8.3复杂控制系统在精馏塔中的应用
介绍精馏塔的串级控制、精馏塔的前馈-反馈控制、精馏塔的选择性控制、精馏塔的节能控制-再沸器加热油节能控制、精馏塔的节能控制-浮动塔压控制、精馏塔的节能控制-热泵控制、精馏塔的节能控制-多塔系统能量综合利用、精馏塔的节能控制-卡边控制精、馏塔的节能控制-控制两端产品质量。





