《储运仪表及自动化》课程标准
(适用于三年制高职化工类专业)
制定人: | 冯晓玲 | 审核人: | 刘小隽 |
一、制定课程标准的依据
本课程标准依据高职工艺类专业人才培养目标和培养方案以及对《储运仪表及自动化》课程教学目标要求而制定,用于指导《储运仪表及自动化》课程建设和课程教学。
二、课程的性质与作用
《储运仪表及自动化》是高职化工类的一门专业课。本课程是学生具备了化工识图与CAD、化工单元操作技术等课程之后所学的主干课程。
通过本门课程的学习,使学生获得化工生产过程中压力、物位、流量、温度测量参数基本知识;了解过程控制仪表的特性、简单工作原理和正确的操作方法;使学生初步具备控制器参数整定、控制系统的投运、控制系统故障的判断处理等技能。培养学生将理论运用到实践、用理论指导实践的能力,为学生将来从事工程技术工作打好基础。
三、本课程与其他课程的关系
序号 | 课程名称 | 为本门课程支撑的主要能力 |
1 | 化工识图与CAD | 能够看懂仪表结构图及安装图 |
2 | 化工单元操作技术 | 单元设备的工作原理和操作 |
序号 | 后续课程名称 | 需要本课程支撑的主要能力 |
1 | 典型化工操作技能训练 | 控制流程图的识读,主要化工参数的检测方法,自动控制系统的投运,DCS画面监控及参数修改方法 |
2 | 相关专业核心课程 | 控制流程图的识读,主要化工参数的检测方法,自动控制系统的投运,DCS画面监控及参数修改方法 |
四、课程的教育目标
(一)知识目标
1.认识控制流程图的图形符号,能识读控制流程图;
2.了解主要化工参数(压力、流量、物位、温度)的主要检测方法;
3.了解各类主要化工仪表的原理、基本结构及使用;
4.根据工艺要求,懂得常见检测仪表、控制仪表的安装原则;
5.了解集散型制系统的组成及网络结构,掌握DCS画面调整方法及参数修改方法;
6.了解控制器参数对控制质量的影响;
7.掌握控制系统的投运步骤;
8.掌握典型设备的控制方案。
(二)能力目标
1.具备运用控制科学理论知识解释和解决实际问题的能力;
2.具备基本识读控制流程图、计算机控制流程图的能力;
3.具备操作常见仪表和自动化系统的基本能力;
4.具备基本集散控制系统画面调整及参数修改的能力;
5.具有实验操作能力,综合分析问题、解决问题的能力。
(三)素质目标
1.具备符合化工类专业的基本职业道德和职业素质;
2.具备质量意识、环境保护意识、节约意识;
3.具有善于观察、发现和学习的能力;
4.具有能与团队成员共同协作、沟通、协商完成相关工作的能力;
5.具有材料整理能力。
五、课程的教学内容与建议学时
表1 《储运仪表及自动化》课程的教学内容与建议学时
序号 | 学习情境(章) | 学时 | 教学形式 | 备注 |
绪论 | 2 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 过程控制的基本概念,过程控制系统的内容及过程控制仪表的分类,过程控制系统及仪表的发展。 | |
2 | 控制流程图的认识 | 6 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 控制流程图符号的认识,控制流程图的读图方法,识读计算机控制流程图。 |
3 | 过程控制系统 | 14 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 自动控制系统的基本概念,简单及复杂自动控制系统的构成及特点,控制器的参数整定方法,自动信号报警与联锁保护系统,装置开车的前期准备工作,控制系统的开车与停车,系统的故障分析、判断与处理方法。 |
4 | 工业生产过程的变量检测及仪表 | 18 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 检测与检测仪表的基本知识,压力、液位、流量和温度检测仪表的测量原理及应用。 |
5 | 过程控制仪表 | 4 | 讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 控制器的工作原理及使用,数字控制器的使用,执行器及辅助仪表工作原理及作用。 |
6 | 计算机控制系统 | 6 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 计算机控制及其发展的了解,集散控制系统的硬件、软件构成,集散控制系统的监控画面的应用。 |
7 | 典型过程单元的控制方案 | 6 | 理论讲授、观看教学视频、学中做、自学、分组讨论等 | 流体输送设备的控制方案,传热设备的控制方案,锅炉的液位控制方案,精馏塔的控制方案,反应器的控制方案。 |
合计 | 56 |
六、课程教学设计指导框架
表2 《储运仪表及自动化》课程教学设计指导框架
学习情境 名称 (章、节) | 教学目标 | 学习与训练内容 | 教学 载体 | 学时 建议 | 教学方法与 教学资源 | 教学环境说明 | 考核评价 |
绪论 | 1.掌握过程控制的基本概念; 2.了解过程控制系统的内容及过程控制仪表的分类; 3.了解过程控制系统及仪表的发展。 | 学习内容: 1.过程控制的基本概念; 2.过程控制系统的内容及过程控制仪表的分类; 3.过程控制系统及仪表的发展。 训练项目: 1.过程控制系统的构成; 2.过程控制的工艺变量。 | 2 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件 | 配有多媒体教学设备的教室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合 考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:2% | |
控制流程图的认识 | 1.掌握带控制点的工艺流程图中各个符号的意义; 2.能够识读带控制点的工艺流程图; 3.能够识读计算机控制流程图。 | 学习内容: 1.字母代号、图形符号、仪表的位号及编号的识读; 2.工艺流程、控制系统、检测系统、信号报警系统的认识; 3.认识计算机控制流程图。 训练项目: 1.识读控制流程图; 2.识读计算机控制流程图。 | 乙酸乙酯装置 | 6 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件 | 配有多媒体教学设备的教室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:8% |
过程控制系统 | 1.了解自动控制系统的相关知识; 2.熟悉并掌握简单及复杂自动控制系统的构成及特点; 3.掌握控制器的参数整定方法; 4.了解自动信号报警与联锁保护系统; 5.掌握装置开车的前期准备工作; 6.了解控制系统的开车与停车; 7.熟悉系统的故障分析、判断与处理方法。 | 学习内容: 1.自动控制系统的组成及种类; 2.自动控制系统的品质指标; 3.基本控制规律及控制器; 4.简单控制系统的构成; 5.串级、分程、均匀、比值、前馈、选择复杂控制系统的构成及特点; 6.控制器的参数整定方法; 7.自动信号报警与联锁保护系统; 8.装置开车的前期准备工作; 9.控制系统的开车与停车步骤; 10.系统的故障分析、判断与处理方法。 训练项目: 1.控制器参数对控制质量的影响; 2.报警、联锁系统的认识; 3.简单控制系统的参数整定和投运; 4.串级控制系统的参数整定和投运。 | 汽提塔装置 | 14 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件、化工装置、实物产品等 | 1.配有多媒体教学设备的教室; 2.控制系统实训室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合 考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:35% |
工业生产过程的变量检测及仪表 | 1.掌握测量与检测仪表的基本知识; 2.熟悉并掌握压力检测及仪表的测量原理及应用; 3.熟悉并掌握物位检测及仪表测量原理及应用; 4.熟悉并掌握流量检测及仪表测量原理及应用; 5.熟悉并掌握温度检测及仪表测量原理及应用。 | 学习内容: 1.检测与检测仪表的基本知识; 2.压力检测仪表的分类; 3.单圈弹簧管压力表的结构及测量原理; 4.压力变送器; 5.压力检测仪表的选择及安装; 6 .物位检测的基本知识; 7.差压式液位计测量原理及应用; 8.浮筒式液位计的结构及测量原理; 9.其他物位检测仪表的结构及及测量原理; 10.流量检测的基本知识; 11.节流式流量计的测量原理及应用; 12.转子流量计; 13.其它流量计; 14.流量检测仪表的选用; 15.温度检测的基本概念; 16.热电偶温度计; 17.热电阻温度计。 训练项目: 1.弹簧管压力表的认识及校验; 2.智能差压变送器的校验; 3.物位检测仪表认识及物位检测系统的构成; 4.流量检测仪表认识及流量检测系统的构成; 5.温度检测仪表和显示仪表的认识及温度检测系统的构成。 | 检测仪表实训装置 | 18 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件、化工装置、实物产品等 | 1.配有多媒体教学设备的教室; 2.检测仪表实训室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合 考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:25% |
过程控制仪表 | 1.理解电动模拟控制器的工作原理结构及使用; 2.了解数字控制器的使用; 3.掌握执行器及辅助仪表工作原理及作用。 | 学习内容: 1.控制器的工作原理、结构及使用; 2.数字控制器; 3.气动薄膜控制阀的结构及工作原理; 4.电/气转换器与阀门定位器原理及作用; 5.变频调速器。 训练项目: 1.C3000数字过程控制器的认识与使用; 2.控制阀及转换单元的认识。 | 蒸馏水装置 | 4 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件、化工装置、实物产品等 | 1.配有多媒体教学设备的教室; 2.配有控制仪表的实训室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合 考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:5% |
计算机控制系统 | 1.了解计算机控制及其发展; 2.掌握集散型控制系统的构成; 3.了解集散型控制系统硬件、软件构成; 4.掌握集散型控制系统的监控画面调试及参数修改方法。 | 学习内容: 1.计算机控制及其发展; 2.集散型控制系统的基本概念; 3.集散型控制系统的构成; 4.集散型控制系统硬件、软件构成; 5.集散型控制系统组态简介; 6.集散型控制系统监控画面的调试; 7.集散型控制系统参数的修改。 训练项目: 1.DCS系统的认识; 2.乙酸乙酯DCS控制系统的操作。 | 柴油加氢装置/DCS 软件 | 6 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、教学课件、化工装置、实物产品等 | 1.配有多媒体教学设备的教室; 2.配有DCS控制系统的实训室。 | 考核方式:过程考核与期末考核相结合 考核标准:过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:15% |
典型过程单元的控制方案 | 1.掌握流体输送设备的控制方案; 2.掌握传热设备的控制方案; 3.掌握锅炉的液位控制方案; 4.掌握精馏塔的控制方案; 5.掌握反应器的控制方案。 | 学习内容: 1.流体输送设备的控制方案; 2.传热设备的控制; 3.锅炉的液位控制; 4.精馏塔的控制; 5.反应器的控制。 训练项目: 1.多级液位系统的仿真控制; 2.精馏塔的仿真控制。 | 化工仿真实训系统 | 6 | 教学方法: 问题中心法、小组讨论法 资源: 教材、多媒体课件、化工装置等 | 1.配有多媒体教学设备的教室; 2.配有控制系统操作实训室。 | 考核方式: 过程考核与期末考核相结合 考核标准: 过程考核占30%,期末考核占70% 成绩权重:10% |
七、教学基本条件
(一)教学团队基本要求
1.教学团队规模
基于每届6~8个教学班的规模,专兼职教师10人左右,其中包含二名企业人员,职称和年龄结构合理,互补性强。
2.教学团队要求
(1)课程负责人:熟悉储运仪表及自动化发展和高职教育规律,实践经验丰富、教学效果好,具有高级职称的“双师”素质教师。
(2)专职教师:具有很强的过程控制技术理论知识,具有较强的实验、实训操作能力;具有“双师”资格;具有强烈工作责任心和认真负责的工作态度。
(3)兼职教师:具有很强的过程控制技术理论知识,具有较强的实验、实训操作能力;熟悉过程控制技术类企业生产管理过程,了解现代前沿控制技术和发展方向,具有强烈的工作责任心和认真负责的工作态度。
(二)教学硬件环境基本要求
建议配置检测仪表实训室;控制仪表、调节阀及辅助设备;控制系统实训室;DCS实训系统;化工仿真实训室;多媒体教学设备(计算机、扫描仪、投影仪等),见表3。
表3 《储运仪表及自动化》课程教学硬件环境基本要求
序号 | 名称 | 基本配置要求 | 场地大小/m2 | 功能说明 |
1 | 检测仪表实训室 | 三相电、排风、配套工具仪器、检测仪表、多媒体教学设备。 | 120 | 教学做一体化 |
2 | 控制系统实训室 | 三相电、排风、配套工具仪器、控制仪表、控制系统、多媒体教学设备。 | 120 | 教学做一体化 |
3 | 化工仿真实训室 | 三相电、排风、仿真软件、多媒体教学设备。 | 120 | 教学做一体化 |
(三)教学资源基本要求
1.储运仪表及自动化类参考书籍、仪表的使用说明书若干;
2.设备操作规章制度;
3.安全操作规程;
4.多媒体课件;
5.教材、图册等。
八、其他说明
(一)学生学习基本要求
学生具备一定的学习能力及组织纪律观念;完成工程识图的相关课程的学习和训练,具备一定的识图能力;能够认识典型化工设备;具备一定的化工单元操作能力。
(二)校企合作要求
选送教师到企业培训学习,校企共建专兼结合的教师团队;校企合作完成师资培训等社会服务。
实施要求:
1.教学方法建议:采用理论与实践相结合的问题中心教学方法,在理论讲授时,可以利用多媒体课件来提高教学效率,让学生多观察实际设备或动画模型及动手操作设备,以加深对课程的理解,激发学生学习的积极性,开发学生的创造性。
2.教学教师配置建议:实验时每个教学班级至少配备两名教师,学生分为若干工作组,每位任课教师直接指导的学生以不超过20人为宜。
3.考核评价建议:见表4
表4《储运仪表及自动化》课程评价标准
考核方式:过程性评价+终结性评价 | ||||||||
评价项目之一:过程性评价(满分100分,占总成绩30 %) | ||||||||
评价项目 | 评价标准 | 分值 | ||||||
优 | 良 | 中 | 及格 | 不及格 | ||||
出勤、纪律 | 25 | |||||||
课堂提问、作业 | 25 | |||||||
实操训练 | 10 | |||||||
阶段测试 | 40 | |||||||
评价项目之二:终结性评价(满分100分,占总成绩 70%) | ||||||||
评价内容 | 评价方式 | 分值 | ||||||
相关理论知识掌握及其应用 | 闭卷 | 100 | ||||||
总评=过程性评价×30%+终结性评价×70% |