工业过程控制
工业过程控制课程是哈尔滨工程大学建设的慕课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程，于2018年3月5日在中国大学MOOC首次开课，于2018年4月25日在学银在线首期开课。该课程授课教师为彭秀艳、梁洪、韩云涛、高峰、赵新华。截至2021年9月，据中国大学MOOC官网显示，该课程已第9次开课；据学银在线官网显示，该课程已开课5期。
该课程对“应用理论对工业生产过程控制系统进行分析和设计，最后采用适宜的技术手段加以实现”的一系列过程进行介绍，主要包括系统方案设计、工程设计、工程安装与仪表选型调校、及调节器参数整定等内容。
工业过程控制基本信息
| 中文名 | 工业过程控制 | 外文名 | Industry Process Control |
|---|---|---|---|
| 类 别 | 慕课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程 | 建设院校 | 哈尔滨工程大学 |
| 授课平台 | 中国大学MOOC、学银在线 | 首开时间 | 2018年3月5日（中国大学MOOC）、2018年4月25日（学银在线） |
| 授课教师 | 彭秀艳、梁洪、韩云涛、高峰等 | ||
第1章 工业过程控制的发展和趋势
1.1 工业过程自动化的发展
1.2 计算机控制技术的发展
习题
第2章 化工控制工艺图
2.1 工艺流程图
2.1.1 工艺方案流程图
2.1.2 工艺施工流程图
2.2 仪表位号
2.2.1 仪表位号的表示方式
2.2.2 仪表编号
2.2.3 工艺流程图中仪表位号标注
习题
第3章 执行器
3.1 执行器的分类及特性
3.2 阀门特性
3.2.1 调节阀的基本结构
3.2.2 调节阀的理想流量特性
3.2.3 调节阀的选择
3.3 电动执行器(调节阀)
3.4 气动执行器与电一气变换器
3.4.1 气动执行器的结构和原理
3.4.2 气动执行机构分析
3.4.3 电一气变换器
3.4.4 电动阀门定位器
3.4.5 气动阀门定位器
3.4.6 阀门定位器的主要部件
3.4.7 阀门定位器的传递函数
3.4.8 阀门定位器的主要特性
3.4.9 阀门定位器的选择
习题
第4章 传感器与变送器
4.1 基本概念
4.2 传感器和一次变换输出信号的特点
4.2.1 工业热电阻
4.2.2 热电偶
4.2.3 应变式压力传感器
4.2.4 电感式压力传感器
4.2.5 电容式压力传感器
4.2.6 电容式液位传感器
4.3 变送器
4.3.1 三运放精密差动放大电路
4.3.2 变送器的原理
4.4 数字线性化简介
习题
附录1工业热电阻分度表
附录2工业标准热电偶数学模型系数表
附录3K型热电偶参考数学模型及系数表
第5章 工业过程模型
5.1 自动控制系统的组成
5.1.1 控制性能指标
5.1.2 控制方案确定
5.1.3 系统控制设计
5.1.4 工程设计
5.1.5 控制系统调试和运行时的若干问题
5.2 简单化工系统的数学模型
5.2.1 三大守恒定律
5.2.2 简单对象的数学模型
5.2.3 无自平衡能力的单容对象的特性
5.2.4 多容过程模型
5.2.5 不可压缩流体流动模型
5.2.6 简单热交换模型
……
第6章 过程控制系统设计
第7章 先进控制系统
第8章 流体输送设备控制
第9章 换热设备控制
第10章 精馏过程控制
第11章 化学反应过程控制
第12章 系统安全保护
参考文献
工业过程控制造价信息
| 第1章 绪论 1.1 工业过程控制的组成、特点、任务 1.2 工业过程控制的分类、指标、现状 第1章 PPT 第2章 被控过程的数学模型 2.1 被控过程数学模型的作用与要求 2.2 利用机理法建立被控过程数学模型 2.3 试验法建立被控过程数学模型（一） 2.4 试验法建立被控过程数学模型（二） 第2章 PPT 第2章 单元测试 第3章 过程参数检测仪表及变送器 3.1 测量误差与仪表的基本技术指标 3.2.1 温度检测及变送 3.2.2 温度检测及变送 3.3 压力检测及变送 3.4 流量检测及变送 3.5 物位检测及变送 第3章 PPT 差压式流量计节流件讨论 第3章 单元测试 第4章 执行器 4.1 执行器概述、气动调节阀结构与类型 4.2 调节阀结构特性和流量特性 4.3 调节阀的选择 4.4 电/气转换器、电动调节阀 第4章 PPT 第4章 单元测试 第5章 控制器 5.1 比例积分微分（PID）控制 5.2 DDZ-III控制器 5.3 数字控制器 5.4 KMM可编程调节器功能模块及编程方法 第5章 PPT 第5章 单元测试 扩展阅读（一） 过程控制系统的研究与应用举例 扩展阅读（二） 锅炉燃烧回火和脱火现象 |
第6章 单回路控制系统设计 6.1 控制系统设计概述、被控参数和控制参数选择 6.2 检测变送环节、调节阀及调节器的选择 6.3 调节器参数整定 第6章 PPT 第6章 单元测试 第7章 复杂控制系统设计 7.1 串级控制系统分析 7.2 串级控制系统设计及调节器参数整定 7.3 前馈控制系统 7.4 大滞后过程控制系统 7.5 非线性增益补偿控制系统 第7章 PPT 第7章 单元测试 第8章 实现特殊需求的过程控制系统 8.1 比值控制系统 8.2 均匀与分程控制系统 8.3 选择性控制系统 8.4 多变量系统的耦合及相对增益 8.5 解耦控制系统设计 第8章 PPT 第8章 单元测试 课程研讨 课程研讨1 课程研讨2 课程研讨3 第9章 应用实例-船舶燃油粘度控制系统设计 船舶机船过程控制中较为典型的燃油粘度控制系统进行分析设计 第9章 PPT 课程讨论 扩展阅读（三） 浅谈借鉴“工业4.0”推动中国制造业转型升级 实验 双容水箱液位数学模型的建立\双容水箱液位单回路控制实验 双容水箱液位串级控制实验 实验 PPT 知识点总结 知识点总结-PPT 知识点总结视频-1 知识点总结视频-2 |
（注：课程大纲排版从左到右列）
| 第1章 绪论 1.1 工业过程控制的组成、特点、任务 1.2 工业过程控制的分类、指标、现状 1.3 小结 第2章 被控过程的数学模型 2.1 被控过程数学模型的作用与要求 2.2 利用机理法建立被控过程数学模型 2.3 试验法建立被控过程数学模型（一） 2.4 试验法建立被控过程数学模型（二） 2.5 小结 第3章 过程参数检测仪表及变送器 3.1 测量误差与仪表的基本技术指标 3.2 新建课程目录 3.3 压力检测及变送 3.4 流量检测及变送 3.5 物位检测及变送 3.6 小结 第4章 执行器 4.1 执行器概述、气动调节阀结构与类型 4.2 调节阀结构特性和流量特性 4.3 调节阀的选择 4.4 电/气转换器、电动调节阀 4.5 小结 第5章 控制器 5.1 比例积分微分（PID）控制 5.2 DDZ-III控制器 5.3 数字控制器 |
5.4 小结 第6章 单回路控制系统设计 6.1 控制系统设计概述、被控参数和控制参数选择 6.2 检测变送环节、调节阀及调节器的选择 6.3 调节器参数整定 6.4 小结 第7章 复杂控制系统设计 7.1 串级控制系统分析 7.2 串级控制系统设计及调节器参数整定 7.3 前馈控制系统 7.4 大滞后过程控制系统 7.5 非线性增益补偿控制系统 7.6 小结 第8章 实现特殊需求的过程控制系统 8.1 比值控制系统 8.2 均匀与分程控制系统 8.3 选择性控制系统 8.4 多变量系统的耦合及相对增益 8.5 解耦控制系统设计 8.6 小结 应用实例 9.1 船舶燃油粘度控制系统设计 9.2 小结 实验 10.1 实验1 10.2 实验2 10.3 小结 |
（注：课程大纲排版从左到右列）
使学生了解工业自动化发展的动态和趋势，掌握工业过程对象的分类、建模方法。了解工业过程控制系统的结构和组成，掌握工业自动化装置和控制系统的有关专业基础知识；使学生具备从事工业过程控制系统方案设计、仪表选型、校验、调试、参数整定等工作的专业知识和能力。
工业过程控制常见问题
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你好楼主：第1个问题：一般预算的价格是根据预算时间的最新造价信息和市场价格确定的，至于竣工结算的材料价格是根据工程施工期间的造价信息和市场价及期间询价的价格确定，如果施工工期较长，信息价格差别大，可根...
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钢波纹管涵路基施工技术要求4.1 挖基修建钢波纹管涵，一般要在天然地面或经严格夯实的填土上先挖掘埋设管道的沟槽。挖槽宽不但应方便管侧填土的夯填，而且还应满足设计上需要的基础宽度。施工经验表明，在填土不...
该课程以单回路控制系统为主线，讲解了单回路控制系统组成及其四大组成部分：被控对象建模方法，检测仪表、执行器、控制器的原理、类型、选型方法等，然后介绍单回路控制系统设计、复杂控制系统设计（串级、前馈、大滞后过程控制及非线性增益补偿）、实现特殊需求的过程控制系统（比值、均匀、分程、选择，解耦控制）。最后介绍了船舶特辅装置过程控制系统分析设计方法和步骤，使学生掌握实际生产过程控制系统整体设计步骤和调试方法，激发学生学习、解决工程问题的兴趣。
《工业过程控制》全面地介绍了工业过程控制的理论和应用，及典型工业过程控制系统的结构和原理。全书共分12章，前6章包括工业过程控制的介绍、模型和设计;第7章介绍了先进控制方法及其在工业过程控制中的应用;第8~10章介绍了典型的工业过程控制系统;第11章从控制角度介绍化学过程控制方案的设计;第12章介绍了工业过程控制系统中极为重要的防火防爆技术，以及系统的防干扰和防雷击措施。
《工业过程控制》不仅强调控制理论的介绍，更加注重对实际工业过程控制系统的分析，十分贴近生产实际。《工业过程控制》可作为高等院校自动化专业的教材，也可供该领域的研究人员和工程技术人员参考。
工业过程控制课程背景
石油、化工、船舶、核能、电力、冶金等行业，工业生产任务中，温度、压力、流量、液位、成分和物性等，连续生产过程中的关键工艺参数控制关乎生产命脉，影响生产稳定、安全、经济运行。
工业过程控制课程定位
工业过程控制是自动化领域重要分支，是指工业生产过程自动化，它泛指石油、化工、船舶、核能、电力、水利、冶金、轻工、纺织、制药、建材、环境工程等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，工业生产过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据安全性、经济性和稳定性三项要求，应用理论对控制系统进行分析和设计，最后采用适宜的技术手段加以实现。主要包括系统方案设计、工程设计、工程安装与仪表选型调校、及调节器参数整定。
工业过程控制适应对象
该课程适合高等学校自动控制类和相关专业学生，及石化、核电、船舶、轻工等涉及过程控制专业的学生学习，也适合相关专业感兴趣的社会学习者学习。
工业过程控制预备知识
学习该课程前，学习者应掌握电工基础、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用、自动控制理论等知识。
工业过程控制学习资料
| 书名 |
作者 |
出版社 |
出版时间 |
|---|---|---|---|
| 《工业过程控制》 |
彭秀艳，韩云涛，梁洪 |
高等教育出版社 |
2019年1月 |
| 《过程控制系统及仪表》 |
张勇，王玉坤等 |
机械工业出版社 |
2013年9月 |
| 《过程控制及仪表》 |
王再英等 |
高等教育出版社 |
2005年11月 |
| 《过程控制及仪表》 |
邵裕森 |
2000年6月 |
（注：表格内容参考资料）
该课程的重点和难点是过程控制系统方案设计和工艺设计。
| 开课次数 |
开课时间 |
授课教师 |
学时安排 |
参与人数 |
|---|---|---|---|---|
| 第1次开课 |
2018年3月5日-2018年5月16日 |
彭秀艳、梁洪、韩云涛、赵新华、高峰 |
3-5小时每周 |
2783人 |
| 第2次开课 |
2018年5月28日-2018年7月30日 |
6小时每周 |
3690人 |
|
| 第3次开课 |
2018年9月3日-2018年11月30日 |
3小时每周 |
2509人 |
|
| 第4次开课 |
2019年2月25日-2019年6月27日 |
彭秀艳、梁洪、韩云涛、王辉、高峰、赵新华 |
3-5小时每周 |
2707人 |
| 第5次开课 |
2019年9月9日-2019年11月25日 |
彭秀艳、梁洪、韩云涛、高峰、赵新华 |
1421人 |
|
| 第6次开课 |
2020年2月10日-2020年7月15日 |
彭秀艳、梁洪、韩云涛、高峰 |
7644人 |
|
| 第7次开课 |
2020年9月25日-2020年12月28日 |
711人 |
||
| 第8次开课 |
2021年3月5日-2021年6月28日 |
2220人 |
||
| 第9次开课 |
2021年8月25日-2021年12月27日 |
待定 |
（注：表格内容参考资料）
| 开课期数 |
开课时间 |
|---|---|
| 第1期开课 |
2018-04-25 至 2018-07-10 |
| 第2期开课 |
2018-11-23 至 2019-03-10 |
| 第3期开课 |
2019-04-01 至 2019-07-30 |
| 第4期开课 |
2019-08-29 至 2020-01-30 |
| 第5期开课 |
2020-02-15 至 2020-07-15 |
| 授课教师均为彭秀艳、韩云涛、梁洪、赵新华、高峰，学时安排均为48学时，累计选课人数7562 |
|
彭秀艳，哈尔滨工程大学智能科学与工程学院教授、博士生导师、硕士生导师，主要研究方向为随机估计、预报与控制，过程控制与仪表。
梁洪，哈尔滨工程大学智能科学与工程学院副教授、博士生导师、硕士生导师，智能系统与生物信息研究所党支部书记、副所长，主要从事机器视觉、图像处理、脑科学和大数据挖掘等方面的研究。
韩云涛，哈尔滨工程大学智能科学与工程学院讲师、硕士生导师，主要从事控制理论及控制工程应用、先进控制方法、水下高速航行体及水下机器人的动力学及控制方法、嵌入式系统设计等领域的研究。
高峰，工学博士，哈尔滨工程大学自动化学院讲师、硕士生导师，从事船舶智能导航技术与应用、智能优化理论与方法等方面的研究工作。
赵新华，哈尔滨工程大学智能科学与工程学院副教授、博士生导师、硕士生导师，主要研究方向为控制理论与控制工程、先进控制方法、水下超高速航行体非线性动力学与控制、仿生机器人、突变理论及其应用研究等。 2100433B
2020年11月24日，该课程被中华人民共和国教育部认定为首批“国家级一流本科课程”。
工业过程控制文献
工业过程控制自动化中智能控制应用
工业作为我国国民经济中的重要砥柱,其发展程度可以完全代表我国总体国力水平,在科学技术飞速发展的今天,如何利用先进科学技术,促进我国工业持续发展是目前我国面临的主要问题之一。近年来,信息技术普及对我国工业发展造成了很大影响,传统生产模式生产效率低下,无法满足现代工业发展需求,工业过程控制自动化的应运而生为我国工业发展指出一条有效途径。该文就工业过程控制自动化中有关智能控制的相关应用问题进行分析、探讨。
工业过程控制专家系统壳体构造
本文讨论专家系统壳作的构造,所叙述的壳体是一个用以构造和执行实时专家系统的多任务系统。
《工业过程控制》全面地介绍了工业过程控制的理论和应用，及典型工业过程控制系统的结构和原理。全书共分12章，前6章包括工业过程控制的介绍、模型和设计；第7章介绍了先进控制方法及其在工业过程控制中的应用；第8～10章介绍了典型的工业过程控制系统；第11章从控制角度介绍化学过程控制方案的设计；第12章介绍了工业过程控制系统中极为重要的防火防爆技术，以及系统的防干扰和防雷击措施。
《工业过程控制》不仅强调控制理论的介绍，更加注重对实际工业过程控制系统的分析，十分贴近生产实际。《工业过程控制》可作为高等院校自动化专业的教材，也可供该领域的研究人员和工程技术人员参考。
《中华人民共和国国家标准:工业过程控制阀(第2-3部分):流通能力、试验程序(GB/T17213.9-2005)》由中国标准出版社出版。
《中华人民共和国国家标准:工业过程控制阀(第8-2部分):噪声的考虑 实验室内测量液动流流经控制阀产生的噪声(GB/T 17213.14-2005)(IEC 60534-8-2:1991)》由中国标准出版社出版。
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