過程自動化工程設(shè)計

前言

自動化工程設(shè)計是企業(yè)工程建設(shè)中很重要的一個環(huán)節(jié)，對整個工程起著決定性作用。隨著企業(yè)自動化程度不斷提高，迫切需要將自動化控制工程的新知識、新技能、新控制手段編人教材中。本書采用生產(chǎn)企業(yè)的實際工程項目為主線設(shè)計，以專業(yè)核心知識與技能一體化為目標(biāo)，重點培養(yǎng)學(xué)生自動化技術(shù)和控制工程設(shè)計應(yīng)用能力，以滿足職業(yè)或技術(shù)崗位群的需要。既可作為自動化相關(guān)專業(yè)教材，也可作為過程自動化工程技術(shù)人員的參考用書。本教材由三個學(xué)習(xí)情境組成，以真實工作項目為載體，將相關(guān)專業(yè)知識融入到工作任務(wù)中。其中學(xué)習(xí)情境-以10萬噸／年聚氯乙烯精餾裝置的集散控制系統(tǒng)自控設(shè)計項目為載體來設(shè)計教學(xué)活動，將項目分解成十個子任務(wù)，以任務(wù)為核心構(gòu)建課程培養(yǎng)目標(biāo)，并以此搭建相關(guān)專業(yè)理論知識；學(xué)習(xí)情境二信號報警系統(tǒng)的設(shè)計以常規(guī)儀表實現(xiàn)溫度上下限報警系統(tǒng)任務(wù)為載體來設(shè)計教學(xué)活動；學(xué)習(xí)情境三順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計以順序功能圖（SFC）和順控表實現(xiàn)順序功能的典型案例為載體來設(shè)計教學(xué)活動。本教材的特色在于教材的編寫強調(diào)以學(xué)生為中心，將專業(yè)教育融入行業(yè)背景，理論平行耦合于實踐之中，并關(guān)注學(xué)生在行動過程中所產(chǎn)生的豐富多彩的學(xué)習(xí)體驗和個性化的創(chuàng)造性活動。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，從而達到知識、技能與素質(zhì)等職業(yè)要求一體化訓(xùn)練。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在一種完整的綜合的項目設(shè)計中思考和學(xué)習(xí)。在進行項目設(shè)計之前，要熟知項目的背景，感知和熟悉項目環(huán)境，了解工作崗位和過程相關(guān)的知識。最終完成“明確任務(wù)-制訂方案-方案設(shè)計-反饋總結(jié)”整個過程，在解決問題中，做到知行合一、理論和實踐的有機融合。本書由周哲民、任麗靜擔(dān)任主編，并完成了本書學(xué)習(xí)情境-的工作任務(wù)一-工作任務(wù)七以及附錄的編寫工作，黎紅坤編寫學(xué)習(xí)情境-的工作任務(wù)八、工作任務(wù)九，李忠明編寫學(xué)習(xí)情境一的工作任務(wù)十，學(xué)習(xí)情境二由王惠芳編寫，學(xué)習(xí)情境三由鄧素萍編寫。全收由周哲民、任麗靜完成統(tǒng)稿工作。

內(nèi)容概要

本書是基于工作過程的項目引領(lǐng)教材，由三個獨立的學(xué)習(xí)情境構(gòu)成。學(xué)習(xí)情境一是檢測及反饋控制系統(tǒng)設(shè)計，以10萬噸/年聚氯乙烯精餾裝置的集散控制系統(tǒng)自控設(shè)計項目為載體，將整個項目分解成十個任務(wù)，并以任務(wù)為核心搭建相關(guān)專業(yè)理論知識。理論知識內(nèi)容涉及自動控制裝置的確定、繪制管道及儀表流程圖、確定控制方案和儀表回路圖設(shè)計、檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)和輔助儀表的選型、DCS系統(tǒng)圖和DCS I/O表設(shè)計、DCS控制室的設(shè)計、儀表柜布置圖和接線圖的設(shè)計、儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計等。學(xué)習(xí)情境二是信號報警系統(tǒng)的設(shè)計，以常規(guī)儀表實現(xiàn)溫度上下限報警系統(tǒng)設(shè)計為載體，將信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計的理論知識和設(shè)計步驟有機融合。學(xué)習(xí)情境三是順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計，以典型的工程案例來敘述順序功能圖（SFC）和順控表如何實現(xiàn)順序控制功能。    本書是一本自動化控制工程設(shè)計的入門教材。在學(xué)習(xí)檢測儀表技術(shù)、控制工程技術(shù)、集散控制系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試與維護之后，通過本書的學(xué)習(xí)，可獲得一些基本的過程自動化工程設(shè)計的知識。    本書可作為高職高專院校生產(chǎn)過程自動化技術(shù)、工業(yè)自動化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供中等職業(yè)學(xué)校相關(guān)專業(yè)選作教材和有關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

學(xué)習(xí)情境一  檢測及反饋控制系統(tǒng)設(shè)計  【學(xué)習(xí)目標(biāo)】  【項目描述】萬噸/年P(guān)VC精餾裝置過程自動化工程設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】過程自動化工程設(shè)計任務(wù)、方法和程序    【知識拓展】集散控制系統(tǒng)工程設(shè)計程序    【評價與反饋】  【工作任務(wù)一】確定自動控制裝置    【基礎(chǔ)理論】自動控制裝置的選擇    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點和差異    【評價與反饋】  【工作任務(wù)二】繪制管道及儀表流程圖    【基礎(chǔ)理論】管道及儀表流程圖    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】儀表功能和字母代號    【評價與反饋】  【工作任務(wù)三】確定控制方案和儀表回路圖設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】控制方案和儀表回路圖    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】先進控制系統(tǒng)    【評價與反饋】  【工作任務(wù)四】檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)和輔助儀表的選型    【基礎(chǔ)理論】如何選擇檢測儀表和調(diào)節(jié)閥    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】控制閥Cv計算    【評價與反饋】  【工作任務(wù)五】DCS系統(tǒng)圖和DCS I/O表設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和選型    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】國內(nèi)外主要DCS供應(yīng)商和機型    【評價與反饋】  【工作任務(wù)六】DCS控制室的設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】控制室的功能和設(shè)計要求    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】自控專業(yè)用英語詞匯    【評價與反饋】  【工作任務(wù)七】儀表柜布置圖和接線圖的設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】儀表柜布置圖和接線圖設(shè)計要求    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】儀表防爆設(shè)計    【評價與反饋】  【工作任務(wù)八】電纜敷設(shè)設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】電纜敷設(shè)設(shè)計    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】儀表防護設(shè)計    【評價與反饋】  【工作任務(wù)九】儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】儀表供電和供氣系統(tǒng)設(shè)計要求    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】儀表接地設(shè)計規(guī)范    【評價與反饋】  【工作任務(wù)十】其他自控圖紙設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】其他自控圖紙說明    【材料統(tǒng)計】    【知識拓展】主要自控設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)    【評價與反饋】學(xué)習(xí)情境二  信號報警系統(tǒng)的設(shè)計    【設(shè)計任務(wù)】溫度上下限報警系統(tǒng)設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計    【設(shè)計步驟】    【知識拓展】安全聯(lián)鎖系統(tǒng)    【評價與反饋】學(xué)習(xí)情境三順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計    【基礎(chǔ)理論】順序控制系統(tǒng)設(shè)計原則    【案例一】順序功能圖(SFC)實現(xiàn)聚合釜加料順序控制    【案例二】基于順序控制表改進干布袋順序控制的案例    【知識拓展】生產(chǎn)過程自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計    【評價與反饋】附錄一  10萬噸/年P(guān)VC精餾裝置管道及儀表流程圖附錄二  10萬噸/年P(guān)VC精餾裝置自動控制工藝條件表附錄三  集散控制系統(tǒng)I/O表附錄四  集散控制系統(tǒng)控制室布置圖附錄五  外部電纜連接系統(tǒng)圖附錄六  電纜橋架布置總圖附錄七  儀表位置圖附錄八  儀表供電系統(tǒng)圖附錄九  儀表供氣系統(tǒng)圖附錄十  儀表柜接線圖參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：一、專業(yè)能力目標(biāo)知識目標(biāo)：（1）能陳述過程自動化工程設(shè)計基本內(nèi)容、任務(wù)和主要的施工圖設(shè)計文件。（2）能陳述自動化裝置的發(fā)展史，并能簡述各自動化裝置的特點和應(yīng)用場合。（3）能陳述管道及儀表流程圖繪制的基本要求。（4）能簡述壓力、溫度、流量、液位和分析各種類型檢測儀表的特點和應(yīng)用場合。簡述簡單回路控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)和先進控制系統(tǒng)的特點和應(yīng)用場合。（5）能簡述儀表回路圖設(shè)計、DCS系統(tǒng)圖設(shè)計、控制室平面布置圖設(shè)計、儀表柜布置圖設(shè)計、儀表柜接線圖設(shè)計以及儀表供電和供氣系統(tǒng)的設(shè)計原則和規(guī)范。技能目標(biāo)：（1）能依據(jù)控制工程項目的特點和規(guī)模正確選擇自動化裝置。（2）能綜合運用所學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)和整體解決自控工程設(shè)計中實際問題。（3）能繪制管道及儀表流程圖。（4）能針對工藝的操作條件和控制要求設(shè)計壓力、溫度、流量、液位和分析各種類型檢測儀表的數(shù)據(jù)以及正確設(shè)計控制方案和儀表回路圖。（5）能識讀和設(shè)計DCS系統(tǒng)圖、控制室平面布置圖、儀表柜布置圖、儀表柜接線圖以及儀表供電和供氣系統(tǒng)圖。二、方法能力目標(biāo)（1）自我學(xué)習(xí)能力：養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和適合個人的高效率學(xué)習(xí)方法與策略。（2）自我管理能力：能分析自己的興趣和特長，自定學(xué)習(xí)目標(biāo)、自我監(jiān)督、自我評價和反思總結(jié)并能提出自我改進的措施。（3）信息處理能力：經(jīng)常瀏覽專業(yè)網(wǎng)站和國內(nèi)外著名的儀表自動化公司網(wǎng)站，善用搜索引擎、網(wǎng)絡(luò)資源和圖書館資料查閱自控設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（4）外語應(yīng)用能力：閱讀、翻譯自動控制專業(yè)技術(shù)類外文資料和儀表設(shè)備說明書。（5）解決問題能力：能用專業(yè)知識以全局和系統(tǒng)的觀點去分析問題、解決問題；并能閱讀課外的專業(yè)書籍提高專業(yè)技能，創(chuàng)造性地解決專業(yè)學(xué)習(xí)中面臨的新問題，適應(yīng)未來不斷變化的需求。

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