3《化工过程控制》课程教学实施方案.docx
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3《化工过程控制》课程教学实施方案
《化工过程控制》课程实施方案
课程名称：
化工过程控制
授课对象:
四年制中等职业技术学校《化学工艺》专业
制定时间：
2014.1
《化工过程控制》课程实施方案
1．课程性质和地位
本课程是中等职业学校化学工艺专业的一门专业课程,是保障化工生产操作顺利运行的综合性课程。
其功能是使学生了解化工生产运行中仪表的重要作用，掌握化工生产过程控制的相关知识、基本方法及操作技能，达到“化工生产运行员”职业标准（四级）的相关要求，为学习《化工装置运行技术》提供相应的理论基础和控制技能。
2．课程设计理念
本课程设计思路是打破传统的按照知识体系教授课程的方式，依据“化学工艺专业工作任务与职业能力分析”，与行业企业合作，进行基于工作过程的课程开发与设计，以化工生产中的过程控制为线索，将化工生产操作所要求掌握的化工仪表与自动化控制等知识与技能按工作过程设计成若干任务，创设工作情境，设计相应的教学活动，以工作任务为中心整合理论与实践内容，实现做学一体。
在做学一体中培养学生的职业能力，养成学生的职业习惯，同时也为学生的可持续发展奠定基础。
3．课程能力目标设计
3.1．课程核心能力目标
●能实施QHSE及清洁生产
●掌握安全操作规程、工艺操作规程
●会使用、维护化工生产用的常规仪表
●会使用、维护调节器、调节阀
●会构建仪表控制回路
●会运用集散控制系统（DCS）实现化工生产过程控制
●会运用可编程控制器（PLC）实现化工生产过程控制
3.2课程通用能力目标
●能实施QHSE及清洁生产
●培养学生良好的职业道德和团队合作精神
●会使用化工生产常规仪表
●增强规范操作及维护仪表的意识
●运用控制系统操作的基本技术和相关技能
●提高学生的动手操作能力及分析问题、解决问题的能力
4.教学整体教学设计
4.1课程整体框架
4.2课程内容及课时分配
项目
学习（工作）任务
理实一体化教学
学时
理论学时
实践学时
检测仪表的使用
参观实训室
2
26
压力检测
4
2
流量检测
4
2
物位检测
4
2
温度检测
4
2
控制器的使用
区别控制器的基本控制规律
4
12
操作AI-智能调节器
2
操作S7-300PLC
2
2
识别现场总线控制系统
2
调节阀的使用
操作气动薄膜调节阀
2
2
6
操作电动调节阀
2
简单控制系统的操作
认识过程控制装置
2
2
20
认识简单控制系统
2
2
单容水箱液位定值控制
4
单容水箱液位定值控制的参数整定
4
单闭环流量定值控制
2
锅炉内胆流动水温度定值控制
2
复杂控制系统的操作
识别串级控制系统
4
22
水箱液位串级控制
4
下水箱液位与进水流量串级控制
4
比值控制系统的操作
2
识别均匀控制系统
2
识别分程控制系统
2
识别前馈控制系统
2
识别选择性控制系统
2
集散控制系统（DCS）的运用
识别集散控制系统（DCS）
2
2
16
单容水箱液位定值控制参数整定
2
单闭环流量定值控制参数整定
2
锅炉内胆流动水温度定值控制
2
水箱液位串级控制
2
下水箱液位与进水流量串级控制
2
单闭环流量比值控制
2
认识信号联锁报警系统
认识信号报警和联锁保护
2
4
信号报警和联锁保护的使用
2
机动
2
复习
6
考核
6
合计
120
4.3能力训练及活动设计
编号
项目名称
学习（工作）任务
技能目标
知识目标
教学组织形式和训练方法
结果（可展示）
1
检测仪表
的使用
（26）
任务一：
参观实训室
1.牢记评分标准；
2.牢记实训室安全注意事项。
1.知道这门课的作用；
2.知晓评分标准；
3.知晓实训室安全注意事项
参观仪表实训室、过程控制室
参观报告
任务二：
压力检测
1.会操作各种压力表；
2.会正确读取、记录数据。
1.解释测量及测量误差的概念；
2.解释压力检测的基本概念；
3.概述弹簧管压力表、隔膜式压力表、电接点压力表、电容式差压变送器、智能型压力变送器结的结构、工作原理、特点及使用方法。
讲授法、分组讨论法、实操法
实验报告
习题解答
任务三：
流量检测
1.会操作各种流量表；
2.会正确读取、记录数据。
1.解释流量检测的基本概念；
2.概述差压式流量计、转子流量计、电磁式流量计、涡街流量计、涡轮流量计、椭圆齿轮流量计、质量式流量计的结构、工作原理、特点、使用方法。
讲授法、分组讨论法、实操法
实验报告
习题解答
任务四：
物位检测
1.会操作各种液位计、物位计；
2.会正确读取、记录数据。
1.解释物位检测的基本概念；
2.概述玻璃液位计、差压式液位计、浮力式液位计、浮筒式液位计、超声波物位计、射线式物位计的结构、工作原理、特点、使用方法。
讲授法、分组讨论、实操法
实验报告
习题解答
任务五：
温度检测
1.会操作各种温度计；
2.会操作温度显示仪表；
3.会正确读取、记录数据。
1.解释温度检测的基本概念；
2.概述玻璃管温度计、双金属片温度计、热电偶温度计、热电阻温度计、红外线测温仪的结构、工作原理、特点、使用方法；
3.说出常用热电偶的种类、补偿导线的作用；
4.解释热电阻温度计的三线制接法；
5.说出一体化温度变器的工作原理、特点。
讲授法、分组讨论、实操法
实验报告
习题解答
2
控制器的使用（12）
任务一：
区别控制器的基本控制规律
1.会区别各种不同的控制规律；
2.会判断比例度、积分时间、微分时间对过渡过程的影响。
1.区别双位控制、比例控制、积分控制、微分控制定义、特点、特征参数；
2.解释特征参数对过渡过程的影响。
讲授法、分组讨论法、演示法
习题解答
任务二：
操作AI-智能调节器
会规范地进行参数设置、操作。
1.说出AI-智能调节器特点、面板功能键作用；
2.归纳AI-智能调节器操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务三：
操作S7-300PLC
会规范地进行参数设置、操作。
1.说出PLC的特点、分类、应用、基本组成、工作原理；
2.说出S7-300PLC主要功能、特点、面板介绍；
3.归纳S7-300PLC操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法控制实训室
实验报告
习题解答
任务四：
识别现场总线控制系统
识别不同的现场总线控制系统的种类。
1.说出现场总线控制系统的定义、特点；
2.识别不同的现场总线控制系统的种类。
讲授法、
分组讨论法
习题解答
3
调节阀的使用（6）
任务一：
操作气动薄膜调节阀
1.会根据生产要求选择调节阀的作用形式；
2.会规范操作气动调节阀。
1.说出调节阀的类型、组成；
2.概述气动调节阀的组成、作用、作用形式的选择；
3.识别阀门的结构形式、气动调节阀的主要附件；
4.归纳操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务二：
操作电动调节阀
会规范操作电动调节阀。
1.概述电动调节阀的组成、作用；
2.归纳操作方法。
讲授法、分组讨论、实操法
实验报告
习题解答
4
简单控制
系统的操作（20）
任务一：
认识过程控制装置
1.会识读PI图；
2.会根据PI图进行流程设置；
3.会找出过程控制装置上不同的设备、仪表；
4.会根据PI图进行接线。
1.识别各种图形符号；
2.识别字母代号；
3.识别仪表位号；
4.说出控制对象上各设备的名称和作用；
5.说出控制对象上各仪表的名称和作用；
6.认识控制台各挂件、各接线端和电源开关；
讲授法、
分组讨论法、归纳法
实验报告
习题解答
任务二：
认识简单控制系统
1.会绘制自动控制系统原理图、方块图；
2.会构建一简单控制系统。
1.举例人工控制、自动控制；
2.解释自动控制系统的定义、组成、控制过程；
3.解释简单控制系统方框图、负反馈、基本术语。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务三：
单容水箱液位定值控制
1.会构建水箱液位控制系统；
2.分别会用AI-智能调节器、PLC进行液位定值控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别；
4.会根据控制要求选择合适的控制规律。
1.说出投运准备工作、投运步骤；
2.综合灵活应用简单控制系统知识；
3.识别控制系统类型；
4.说出过渡过程的定义、类型、品质指标。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务四：
单容水箱液位定值控制的参数整定
1.会构建水箱液位控制系统；
2.分别会用AI-智能调节器、PLC进行液位定值控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别；
4.会根据工艺控制要求进行调节器参数整定。
1.巩固简单控制系统知识、投运步骤；
2.学会调节器参数整定方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务五：
单闭环流量定值控制
1.会构建管道进水流量控制系统；
2.会用AI-智能调节器、PLC进行流量控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固简单控制系统知识、投运步骤；
2.巩固流量检测知识。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务六：
锅炉内胆流动水温度定值控制
1.会构建锅炉内胆流动水温度控制系统；
2.会用AI-智能调节器进行温度控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固简单控制系统知识、投运步骤；
2.巩固温度检测知识。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
5
复杂控制
系统的操作（22）
任务一：
识别串级控制系统
1.会绘制串级控制系统原理图、方块图；
2.会构建水箱液位串级控制系统；
3.会解决串级控制系统主、副调节器的作用方向；
4.会选择串级控制系统主、副调节器控制规律。
1.说出串级控制系统定义、组成、原理图、方块图、基本术语、工作过程；
2.说出串级控制系统特点和使用场合；
3.说出副变量的选择原则；
4.说出串级控制系统主、副调节器作用方向的确定方法；
5.说出串级控制系统主、副调节器控制规律的选择方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
习题解答
任务二：
水箱液位串级控制
1.会构建水箱液位串级控制系统；
2.会用AI-智能调节器、PLC进行液位-液位串级控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.说出串级控制系统投运准备工作、投运步骤；
2.巩固串级控制系统知识；
3.巩固AI-智能调节器操作方法、PLC操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务三：
下水箱液位与进水流量串级控制
1.会构建下水箱液位与进水流量串控制系统；
2.会用AI-智能调节器、PLC进行液位-流量串级控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固串级控制系统知识、投运步骤；
2.巩固AI-智能调节器、PLC操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务四：
比值控制系统的操作
1.会构建流量比值控制系统；
2.会灵活应用PLC进行流量比值控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.概述比值控制系统定义、特点、种类；
2.巩固PLC操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务五：
识别均匀控制系统
会绘制均匀控制系统原理图。
1.说出均匀控制系统定义、特点；
2.概述均匀控制系统的控制过程。
讲授法、
分组讨论法
习题解答
任务六：
识别分程控制系统
会绘制分程控制系统原理图、方块图。
1.说出分程控制系统的定义、作用、特点；
2.概述分程控制系统的控制过程。
讲授法、
分组讨论法
习题解答
任务七：
识别前馈控制系统
会绘制前馈控制系统原理图。
1.说出前馈控制系统定义、特点；
2.概述前馈控制系统的控制过程；
讲授法、
分组讨论法、
习题解答
任务八：
识别选择性控制系统
会绘制选择性控制系统原理图。
1.说出选择性控制系统定义、特点；
2.概述选择性控制系统的控制过程；
讲授法、
分组讨论法
习题解答
6
集散控制系统（DCS）的运用（16）
任务一：
识别集散控制系统（DCS）
1.会判别JX-300XPDCS硬件配件；
2.会操作JX-300XPDCS。
1.解释DCS的基本构成、基本功能、特点；
2.概述JX-300XPDCS的构成、功能、特点及键盘功能和操作画面；
3.归纳JX-300XPDCS操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务二：
单容水箱液位定值控制参数整定
1.会构建水箱液位控制系统；
2.会运用DCS进行液位控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别；
4.会根据工艺控制要求进行调节器参数整定。
1.巩固简单控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法；
3.巩固调节器参数整定方法。
讲授法、分组讨论、实操法
实验报告
习题解答
任务三：
单闭环流量定值控制参数整定
1.会构建进水流量控制系统；
2.会运用DCS进行流量控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别；
4.会根据工艺控制要求进行调节器参数整定。
1.巩固简单控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法；
3.巩固调节器参数整定方法。
讲授法、
分组讨论法、实操法
实验报告
习题解答
任务四：
锅炉内胆流动水温度定值控制
1.会构建锅炉内胆流动水温度控制系统；
2.灵活应用DCS进行温度控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固简单控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法；
3.巩固温度检测知识。
讲授法、
分组讨论法、实操法
实验报告
习题解答
任务五：
水箱液位串级控制
1.会构建水箱液位串级控制系统；
2.灵活应用DCS进行液位-液位串级控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固串级控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务六：
下水箱液位与进水流量串级控制
1.会构建下水箱液位与进水流量串级控制系统；
2.灵活应用DCS进行液位-流量串级控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固串级控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
任务七：
单闭环流量比值控制
1.会构建流量比值控制系统；
2.灵活应用DCS进行流量比值控制；
3.会用过渡过程的品质指标进行判别。
1.巩固比值控制系统知识；
2.巩固DCS操作方法。
讲授法、
分组讨论法、
实操法
实验报告
习题解答
7
认识信号
联锁报警系统（4）
任务一：
认识信号报警和联锁保护
能识读各种报警信号。
1.说出自动信号报警的作用、组成、类型；
2.说出自动联锁保护的作用、组成、类型。
讲授法、
分组讨论法
习题解答
任务二：
信号报警和联锁保护的使用
能识读自动信号报警和联锁保护系统
1.说出报警画面；
2.举例联锁保护系统使用例子。
讲授法、
分组讨论
习题解答
5.教学建议
5.1教学资源
建议教材中国石化出版社《化工仪表及自动化》姜换强主编
《化工仪表实训讲义》贝晓军编写校本教材
《化工过程控制实训讲义》贝晓军编写
化学过程控制校级优质课程网：
http:
//120.204.85.211/hggckz/list_138937a.html
学习资料
（1）《化工仪表及自动化》第三版厉玉鸣主编化学工艺出版社
（2）《化工自动化》蔡夕忠主编化学工业出版社
（3）《化工生产运行员》（中级）上海人力资源和社会保障部教材办公室中国劳动出版社
（4）《化工仪表及自动化》乐建波主编化学工业出版社
（5）《化工仪表及自动化》王银锁石油工业出版社
（6）《化工技术类专业技能考核试题集》许宁、徐健良主编化学工业出版社
（7）《化工仪表自动化》尹美娟主编科学出版社
（8）《化工自动化》李京主编化学工业出版
5．2教学模式
（1）实施“工学结合、校企合作”。
工学结合的“工”即工作过程；工学结合的“学”即学习过程。
“教学做一体”的教学模式，其实质是教学过程的实践性，内涵是教学与生产劳动、与社会实践相结合的学习模式，切入点是“工学结合，校企合作”。
职业教育不是只遵从教育的规律、认知的规律，还要遵循职业发展的规律，还要遵循职业成长的规律——“校企合作、工学结合”。
任何一个人，总是以职业为载体来发展自己的。
因此，任何一个人在自己的生涯发展中所做的任何一件事情，都是通过“做事的过程”，也就是做事的工作过程，走完自己的一生的。
由此，职业教育的课程必须将学会学习与学会做事结合起来，将教学过程与工作过程结合起来。
（2）实施项目教学，教学做一体
学习情境的创设，全部以项目带动技能训练、知识学习和职业素质的养成。
通过对项目分析、设计与实现的过程讲解，使学生边学边做、边做边学，教学做一体，将抽象的知识实物化，激发学生学习兴趣，培养学生学习能力。
（3）集中教学、分组讨论相结合
对于理论性的知识大家集中一起学习，而实操部分分组练习，让每个学生都有动手的机会，充分调动学生的积极性和参与度。
（4）贯穿职业素质养成
把握课程的教学特点和企业的职业要求，注重学生职业素质培养和习惯养成。
5.3教学方法
（1）启发引导
以教师为主，启发引导学生对技能、知识和职业素质的理解，在教师引导下边学边做，边做边学，体会项目设计的精髓。
（2）实操法
训练项目是以学生独立操作为主，教师加以辅导。
培养学生独立思考、独立操作能力。
（3）分组讨论
将所有学生按照学习基础、能力特点分成自主学习小组，教师定期安排学习项目，小组同学在组长的带领下通过讨论、收集资料等完成作品；学生也可以在组长的带领下，自主寻找学习题目、研讨、交流与分享。
（4）案例分析
以老师为主，选取典型的真实生产案例，组织学生对案例进行思考、分析、讨论，引导学生进行自主探究性学习，培养学生独立思考和自主学习的能力，使学生学会把理论知识和实践相结合。
5.4教学活动
在教学方法上引入项目化教学方法，以学生为主体，注重学生自主学习能力的培养。
理论教学内容选择以必须够用为度，通过实践技能教学，使学生把理论和实践结合起来。
以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机，实践教学以基本技能为主。
在教学过程中，教师示范和学生分组讨论、训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，学会仪表的操作方法、过程控制。
在教学内容中要让学生感受、理解知识产生和发展的过程，精心编排具有较强思考性的讨论和练习，且在问题提出后，要给学生留出思考、探究、醒悟的时间，寓能力发展于求知之中，培养学生探求知识的思维能力和思维习惯以及善于质疑，勇于求是的科学态度
6.教学评价
评价分为过程性评价、终结性评价二个部分。
过程性评价主要考核学生在课程学习过程中的主观态度，以课堂出勤率、课堂纪律和平时成绩作为主要评价依据；实操时主要考核学生的基本操作能力和对课程内容的理解程度，以实训作业成绩作为考核依据。
终结性评价主要对理论知识和基本概念进行考试，以期末成绩为主。
总分成绩为百分制，终结性评价占30％，过程性评价占70％。
1．评价主体多元化
由教师、学习小组、学生，体现评价的全面性、公正性、代表性。
2．评价项目多样化
从学习态度、参与程度、职业习惯、团队协助、敬业精神、小结评价等多方面进行评价。
3．评价时间全程化
采用过程性考核和终结性考核相结合的方式，着重学生的成长历程。
表1—过程性评价表
序号
姓名
过程性评价（60%）
课堂
纪律
（5分）
活动
参与
（10分）
作业
笔记
（10分）
职业
素养
（10分）
项目
评价（20分）
学生
自评
（2分）
学生
互评
（3分）
表2—项目评价表
评价内容
标准
分值
小组加分
学生评分（0.4）
教师评分（0.6）
方案制定
描述正确齐全
30
操作过程
操作规范、正确
20
控制质量
控制质量好
20
小结评价
行为规范
点评正确
30
合计
100
7.其他说明
在教学过程中根据实际的教学课时数和学生的实际情况，课程内容可作相应的调整。
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