仪表与自动化
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课 程 发 展 历 史 沿 革

   

生产过程自动化就是用自动化仪表来控制生产过程的方法。生产过程自动化是一门综合性的技术学科,它应用仪器仪表学科、自动控制学科及计算机学科的理论与技术服务于现代各类生产设备与生产过程。随着科学技术的迅速发展,现代生产过程的自动化程度越来越高,对仪器仪表及自动化技术的依赖性越来越大,特别是对于生产过程连续性、大型化、复杂化的石油、化工、冶金、电力等行业,生产工艺、设备、控制与管理已逐渐成为一个有机的整体,仪表自动化技术显得尤为重要。一方面,从事生产过程控制的技术人员必须深入了解和熟悉生产工艺与设备;另一方面,各行业工艺技术人员必须具有相应的仪表与自动控制的知识。现在,越来越多的工艺技术人员认识到:学习仪表与自动化方面的知识,对于现代自动化生产过程的设计开发、运行管理是十分重要的。通过仪表与自动化知识的学习,能了解主要工艺参数(温度、压力、流量及物位)的基本测量方法;掌握生产自动化过程中各类检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行仪器的结构原理、工作特性、选用方法;理解自动控制系统的组成原理、控制特性及各环节的作用;能根据工艺要求,在生产过程自动化的设计或技术改造中,与自动控制设计人员密切合作,综合考虑工艺与控制两个方面,为自动控制设计人员提供正确的工艺条件与工艺数据,共同讨论和提出合理的自动控制方案;能在生产开、停车过程中,初步掌握自动控制系统的投运及控制器参数的工程整定;能在自动控制系统运行过程中,发现和分析出现的一些问题和现象,以便提出正确的解决办法。对于熟悉工艺的工程技术人员,学习和掌握一些仪表与控制系统方面的知识,必能在推进现代工业生产自动化事业中,起到事半功倍的作用。

西南石油大学《仪表与自动化》课程经历了20多年的发展历程。

20世纪80年代中期开始,“应用化学”专业和“油气储运”专业相继开设《化工仪表及自动化》课程,先后选用教材是厉玉鸣编《化工仪表及自动化》(第一版)、(第二版)、(第三版),主要内容包括:自动化仪表(检测仪表、显示仪表、控制器、执行器)的结构原理、工作特性、选用方法以及自动控制系统的组成类型、控制特性、设计方法和运行管理。任课教师主要由物理教研室、储运教研室教师承担,课程归属不定。

1991年,“检测技术与仪器”专业开设《传感器原理与设计》、《过程控制与仪表》课程,先后使用教材选用教材:严钟豪等编《非电量电测技术》,刘迎春等编《传感器原理、设计与应用》(第一版)、(第二版)、(第三版),王化详等编《传感器原理与应用》(第一版)、(第二版)、(第三版),邵裕森等编《过程控制与仪表》(第一版)、(第二版)。

随着学校办学规模的扩大和新办专业的增加,1997年工业自动化系成立,2002年组建电子信息工程学院,全面负责全校仪表与自动化系列课程的教学、建设与管理。目前开设相关课程的专业:化学工程与工艺专业,课程名称 《化工仪表及自动化》,48学时;油气储运专业,课程名称《仪表与自动化》,48学时;测控技术与仪器专业,课程名称《过程控制与仪表》,56学时,《传感器原理与设计》,64学时;自动化专业,课程名称《自动检测与仪表》,56学时,《过程控制与系统》,56学时;电子信息工程专业,课程名称《传感器原理与应用》,48学时;高职钻井专业,课程名称《钻井仪表及自动化》,32学时;高职采油专业,课程名称《采油仪表及自动化》,32学时。此外,油气田地面自动化技术人员、油气集输技术人员、油品销售自动化技术人员的在职脱产培训,也开设相应的《仪表自动化》课程。

课程教学内容和教学要求:仪表、自动化类专业,对仪表的原理、设计和控制理论与控制系统的设计要求更高;非仪表、自动化专业,注重定性和半定量分析,强调工程实际应用。在教学中,根据仪表自动化技术应用广泛性的特点,确保仪表与自动化课程通用性的基本要求,突出石油化工和油气储运的特色,确定了“抓基础、重应用、求能力”的课程建设思路,并以“自动化仪表选择与使用、仪表控制系统调试与开发”作为课程目标,结合工程实际,增强学生的技术应用能力。

课程建设与教材建设:2001年,自编《传感器与传感器技术》教材,校内4届实际使用后,2004年通过西南石油大学教材委员会评审推荐、科学出版社审定,20048月修订后正式由科学出版社出版为21世纪高等院校教材《传感器与传感器技术》,2008年《传感器与传感器技术》(第二版)入选普通高等院校“十一五”国家级规划教材; 2005年《传感器原理与应用》课程评为西南石油大学校级精品课程,2007年评为四川省精品课程。2006年根据教师多年的教学经验和相关科研成果,结合学校的石油特色,自编《仪表与自动化》教材,校内2届实际使用后,2008年由化学工业出版社选题出版《仪表与自动化》,该书在全国10多所高校使用效果很好。

课程实验室建设:20世纪80年代,仪表自动化课程开设初期,几乎没有开出任何实验,进入90年代,测控技术与仪器专业实验室建有小规模检测与自动化仪表实验室,可开出部分仪表实验项目。经多年的实验室建设,目前建有相当规模的仪表自动化课程实验室,主要设备:传感器与检测技术综合实验系统12台,标准活塞压力计8台及配套的精密压力表24只、一体化压力传感器24台,二等标准玻璃水银温度计 2只,标准铂电阻温度计2只,恒温油槽和恒温水槽1台,测控技术课程群创新实验平台4台,自研自制过程控制与仪表自动化系统5套;仪器配套的计算机20台。可开出压力、温度、流量、液位等工程参数检测技术、控制器与执行器调节技术、一般自动化系统运行调整与简单控制系统设计技术等20多个实验项目,完全可以满足课程实验教学和课外实践、毕业设计等的要求。

课程的教学方法和教学手段方面也经历了逐步发展、完善的过程。最早仅有传统的板书式教学方法,一只粉笔、一块黑板的模式走过近10年的时间;后来为了增强教学效果,又发展成了板书加挂图的模式;再后来,自动化仪表实物带进课堂演示,丰富了课堂教学手段。随着多媒体技术的发展与普及,2005年申报《仪表与自动化》网络课件设计制作项目,结合《仪表与自动化》教材建设,设计、制作了内容丰富的电子教案和具有较好动画效果的多媒体课件,极大地提高了课程的课堂教学效果。2008《仪表与自动化》多媒体课件,获得西南石油大学优秀多媒体课件校一等奖。

课程的教学资料也从一穷二白到逐步积累、不断完善。2001年以来,在参照有关资料的基础上编写出针对不同专业、不同学时的课程教学大纲和课程实验大纲。目前该课程已经建立起了试卷库,经过多年的积累,该试卷库已具有30多份试卷,为课程的规范化教学奠定了基础。

在师资队伍的建设方面也取得了很大的成效。经过多年的教学实践和相关科学研究,已形成了一支年龄、学历、职称结构都比较合理,学术水平和教学水平较高师资队伍,能较好地承担该课程的全部教学工作和课程建设工作。