郑州大学：能源与动力工程专业《热工过程自动化》课程教学大纲（2020版）

图郑州大学 能源与动力工程专业 《热工过程自动化》 课程教学大纲 大纲制订人：闫水保 大纲审定人：马新灵 修订日期：2022/11/25

能源与动力工程专业 《热工过程自动化》 课程教学大纲 大纲制订人：闫水保 大纲审定人：马新灵 修订日期：2022/11/25 郑州大学

《热工过程自动化》课程教学大纲 课程编号：014144 课程名称（中/英文）：热工过程自动化/Thermal Process Automation 课程类型：专业拓展 总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0 学分：2 适用对象：能源与动力工程专业 先修课程：《控制工程基础》，《锅炉原理》 后续课程：《毕业设计》 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《热工过程自动化》课程的教学目的是在学习了《控制工程基础》和《锅炉原理》等专业课的 基础上，拓展学生在能源自动化应用方面视野和能力，使学生了解并掌握能源领域自动化方面主要 过程的自动控制系统的分析和整定方法，使学生了解先进控制系统和智能控制概念，学会使用 MATLAB SIMULINK仿真工具对主要能源动态过程进行分析和整定，为将来解决工作中遇到的能源 自动化问题打下必要的基础。 本课程的教学目标为： 课程目标1：掌握能源领域主要能源动态过程的建模、仿真与控制问题，培养学生应用现代科 学研究工具的能力，能够运用自动控制原理和专业知识进行实际控制问思的分析和设计能力 课程目标2：培养学生诚实守信、实事求是的科学态度。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求指 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 标点 毕业要求的对应关系 毕业要求山1理解工程热物理、热能工程、制冷及低温工程、工业节 课程目标1、 11.1 能技术与先进装备的设计、制造、控制等过程中工程应用的 重要性，掌握能源动力类工程项目应用方法： 课程目标2 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：掌握自动控制理论的基本知识，学习MATLAB SIMULINK在自动 控制系统的分析和整定方法。学习能源动态过程的建模、仿真和设计整定方法。了解先进控制系统 的基本内容。具备运用自动控制原理和能源领域知识设计改进控制系统方案的能力。 各课程目标的培养环节为： 培兼环节 教学目标 混合式教学平时作业课程项目课程实验

《热工过程自动化》课程教学大纲 课程编号：014144 课程名称（中／英文）：热工过程自动化/Thermal Process Automation 课程类型：专业拓展 总 学 时： 32 讲课学时：32 实验学时：0 学 分：2 适用对象: 能源与动力工程专业 先修课程：《控制工程基础》，《锅炉原理》 后续课程：《毕业设计》 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《热工过程自动化》课程的教学目的是在学习了《控制工程基础》和《锅炉原理》等专业课的 基础上，拓展学生在能源自动化应用方面视野和能力，使学生了解并掌握能源领域自动化方面主要 过程的自动控制系统的分析和整定方法，使学生了解先进控制系统和智能控制概念，学会使用 MATLAB SIMULINK 仿真工具对主要能源动态过程进行分析和整定，为将来解决工作中遇到的能源 自动化问题打下必要的基础。 本课程的教学目标为： 课程目标 1：掌握能源领域主要能源动态过程的建模、仿真与控制问题，培养学生应用现代科 学研究工具的能力，能够运用自动控制原理和专业知识进行实际控制问题的分析和设计能力。 课程目标 2：培养学生诚实守信、实事求是的科学态度。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求指 标点 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 毕业要求的对应关系 1 毕业要求 11.1 11.1 理解工程热物理、热能工程、制冷及低温工程、工业节 能技术与先进装备的设计、制造、控制等过程中工程应用的 重要性，掌握能源动力类工程项目应用方法； 课程目标 1、 课程目标 2 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：掌握自动控制理论的基本知识，学习 MATLAB SIMULINK 在自动 控制系统的分析和整定方法。学习能源动态过程的建模、仿真和设计整定方法。了解先进控制系统 的基本内容。具备运用自动控制原理和能源领域知识设计改进控制系统方案的能力。 各课程目标的培养环节为： 教学目标 培养环节 混合式教学 平时作业 课程项目 课程实验

课程目标1 课程目标2 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有两个模块。 模块一：基于MATLAB SIMULINK的控制系统设计与仿真12学时 目标： (I)MATLAB的安装和运行环境，MATLAB语言程序设计基础， (2)MATLAB SIMULINK控制系统应用基础。 模块二：典型能源动态过程的建棋及控制系统设计20学时 目标： (1)有自平衡能力对象的建模、仿真与整定：以过热汽温对象为例。 (2)积分对象的建模、仿真与整定。以水位控制对象为例。 (3)多回路控制建模，简化与整定：以燃烧对象为例。 (4)多执行器协调控制。以负荷对象为例。 (5)DCS控制系统简介。 四、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.使用“讲授、示范、演练”的模式开展教学。讲授重逻辑，示范重典型，演练重运用。以能 力为导向，培养学生解决工程实际问的能力。 2.在教学内容上，基本原理和仿真实践交替进行，重点内容重复讲解示范，使自动控制系统的 方法在学生头脑中得了巩固，转化为技术能力。提高学习的社会适应力。 3.在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学信息量、增强教学 的示范性。 4课内讨论和课外答疑相结合。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授讨论课 实验（学时） 课程项目 摸块一：基于MATLAB SIMULINK的控 制系统设计与仿真 块二现代电站主要能源过程的建模及招 4系统设计 合计 32

课程目标 1 √ √ 课程目标 2 √ √ 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有两个模块。 模块一：基于 MATLAB SIMULINK 的控制系统设计与仿真 12 学时 目标： （1）MATLAB 的安装和运行环境，MATLAB 语言程序设计基础。 （2）MATLAB SIMULINK 控制系统应用基础。 模块二：典型能源动态过程的建模及控制系统设计 20 学时 目标： （1）有自平衡能力对象的建模、仿真与整定；以过热汽温对象为例。 （2）积分对象的建模、仿真与整定。以水位控制对象为例。 （3）多回路控制建模，简化与整定；以燃烧对象为例。 （4）多执行器协调控制。以负荷对象为例。 （5）DCS 控制系统简介。 四、课程教学思想、教学方法、教学手段 1．使用“讲授、示范、演练”的模式开展教学。讲授重逻辑，示范重典型，演练重运用。以能 力为导向，培养学生解决工程实际问题的能力。 2．在教学内容上，基本原理和仿真实践交替进行，重点内容重复讲解示范，使自动控制系统的 方法在学生头脑中得了巩固，转化为技术能力。提高学习的社会适应力。 3．在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学信息量、增强教学 的示范性。 4 课内讨论和课外答疑相结合。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授 讨论课 实验（学时） 课程项目 模块一：基于 MATLAB SIMULINK 的控 制系统设计与仿真 12 模块二现代电站主要能源过程的建模及控 制系统设计 20 合计 32

六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为：本课程为考查课，根据作业及平时表现评定成绩。 七、教材和参考书目 教材：《电厂热工过程自动调节原理》，罗万金主编，水利电力出版社，1994年。 参考书目：《MATLAB控制系统设计与仿真》张德丰编，电子工业出版社，2009年

六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为： 本课程为考查课，根据作业及平时表现评定成绩。 七、教材和参考书目 教 材： 《电厂热工过程自动调节原理》，罗万金主编，水利电力出版社，1994 年。 参考书目：《MATLAB 控制系统设计与仿真》张德丰编，电子工业出版社，2009 年