工業過程控制課程是哈爾濱工程大學建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程，於2018年3月5日在中國大學MOOC首次開課，於2018年4月25日在學銀線上首期開課。該課程授課教師為彭秀艷、梁洪、韓雲濤、高峰、趙新華。截至2021年9月，據中國大學MOOC官網顯示，該課程已第9次開課；據學銀線上官網顯示，該課程已開課5期。
該課程對“套用理論對工業生產過程控制系統進行分析和設計，最後採用適宜的技術手段加以實現”的一系列過程進行介紹，主要包括系統方案設計、工程設計、工程安裝與儀表選型調校、及調節器參數整定等內容。
基本介紹
- 中文名：工業過程控制
- 外文名：Industry Process Control
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
- 建設院校：哈爾濱工程大學
- 授課平台：中國大學MOOC、學銀線上
- 首開時間：2018年3月5日（中國大學MOOC）、2018年4月25日（學銀線上）
- 授課教師：彭秀艷、梁洪、韓雲濤、高峰等
課程性質,課程背景,課程定位,適應對象,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,教學要點,學習預備,預備知識,學習資料,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
石油、化工、船舶、核能、電力、冶金等行業，工業生產任務中，溫度、壓力、流量、液位、成分和物性等，連續生產過程中的關鍵工藝參數控制關乎生產命脈，影響生產穩定、安全、經濟運行。
課程定位
工業過程控制是自動化領域重要分支，是指工業生產過程自動化，它泛指石油、化工、船舶、核能、電力、水利、冶金、輕工、紡織、製藥、建材、環境工程等工業生產中連續的或按一定周期程式進行的生產過程自動控制，工業生產過程控制的任務就是在了解、掌握工藝流程和生產過程的靜態和動態特性的基礎上，根據安全性、經濟性和穩定性三項要求，套用理論對控制系統進行分析和設計，最後採用適宜的技術手段加以實現。主要包括系統方案設計、工程設計、工程安裝與儀表選型調校、及調節器參數整定。
適應對象
該課程適合高等學校自動控制類和相關專業學生，及石化、核電、船舶、輕工等涉及過程控制專業的學生學習，也適合相關專業感興趣的社會學習者學習。
課程簡介
該課程以單迴路控制系統為主線，講解了單迴路控制系統組成及其四大組成部分：被控對象建模方法，檢測儀表、執行器、控制器的原理、類型、選型方法等，然後介紹單迴路控制系統設計、複雜控制系統設計（串級、前饋、大滯後過程控制及非線性增益補償）、實現特殊需求的過程控制系統（比值、均勻、分程、選擇，解耦控制）。最後介紹了船舶特輔裝置過程控制系統分析設計方法和步驟，使學生掌握實際生產過程控制系統整體設計步驟和調試方法，激發學生學習、解決工程問題的興趣。
課程大綱
第1章 緒論 1.1 工業過程控制的組成、特點、任務 1.2 工業過程控制的分類、指標、現狀 第1章 PPT 第2章 被控過程的數學模型 2.1 被控過程數學模型的作用與要求 2.2 利用機理法建立被控過程數學模型 2.3 試驗法建立被控過程數學模型（一） 2.4 試驗法建立被控過程數學模型（二） 第2章 PPT 第2章 單元測試 第3章 過程參數檢測儀表及變送器 3.1 測量誤差與儀表的基本技術指標 3.2.1 溫度檢測及變送 3.2.2 溫度檢測及變送 3.3 壓力檢測及變送 3.4 流量檢測及變送 3.5 物位檢測及變送 第3章 PPT 差壓式流量計節流件討論 第3章 單元測試 第4章 執行器 4.1 執行器概述、氣動調節閥結構與類型 4.2 調節閥結構特性和流量特性 4.3 調節閥的選擇 4.4 電/氣轉換器、電動調節閥 第4章 PPT 第4章 單元測試 第5章 控制器 5.1 比例積分微分（PID）控制 5.2 DDZ-III控制器 5.3 數字控制器 5.4 KMM可程式調節器功能模組及編程方法 第5章 PPT 第5章 單元測試 擴展閱讀（一） 過程控制系統的研究與套用舉例 擴展閱讀（二） 鍋爐燃燒回火和脫火現象 | 第6章 單迴路控制系統設計 6.1 控制系統設計概述、被控參數和控制參數選擇 6.2 檢測變送環節、調節閥及調節器的選擇 6.3 調節器參數整定 第6章 PPT 第6章 單元測試 第7章 複雜控制系統設計 7.1 串級控制系統分析 7.2 串級控制系統設計及調節器參數整定 7.3 前饋控制系統 7.4 大滯後過程控制系統 7.5 非線性增益補償控制系統 第7章 PPT 第7章 單元測試 第8章 實現特殊需求的過程控制系統 8.1 比值控制系統 8.2 均勻與分程控制系統 8.3 選擇性控制系統 8.4 多變數系統的耦合及相對增益 8.5 解耦控制系統設計 第8章 PPT 第8章 單元測試 課程研討 課程研討1 課程研討2 課程研討3 第9章 套用實例-船舶燃油粘度控制系統設計 船舶機船過程控制中較為典型的燃油粘度控制系統進行分析設計 第9章 PPT 課程討論 擴展閱讀（三） 淺談借鑑“工業4.0”推動中國製造業轉型升級 實驗 雙容水箱液位數學模型的建立\雙容水箱液位單迴路控制實驗 雙容水箱液位串級控制實驗 實驗 PPT 知識點總結 知識點總結-PPT 知識點總結視頻-1 知識點總結視頻-2 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
第1章 緒論 1.1 工業過程控制的組成、特點、任務 1.2 工業過程控制的分類、指標、現狀 1.3 小結 第2章 被控過程的數學模型 2.1 被控過程數學模型的作用與要求 2.2 利用機理法建立被控過程數學模型 2.3 試驗法建立被控過程數學模型（一） 2.4 試驗法建立被控過程數學模型（二） 2.5 小結 第3章 過程參數檢測儀表及變送器 3.1 測量誤差與儀表的基本技術指標 3.2 新建課程目錄 3.3 壓力檢測及變送 3.4 流量檢測及變送 3.5 物位檢測及變送 3.6 小結 第4章 執行器 4.1 執行器概述、氣動調節閥結構與類型 4.2 調節閥結構特性和流量特性 4.3 調節閥的選擇 4.4 電/氣轉換器、電動調節閥 4.5 小結 第5章 控制器 5.1 比例積分微分（PID）控制 5.2 DDZ-III控制器 5.3 數字控制器 | 5.4 小結 第6章 單迴路控制系統設計 6.1 控制系統設計概述、被控參數和控制參數選擇 6.2 檢測變送環節、調節閥及調節器的選擇 6.3 調節器參數整定 6.4 小結 第7章 複雜控制系統設計 7.1 串級控制系統分析 7.2 串級控制系統設計及調節器參數整定 7.3 前饋控制系統 7.4 大滯後過程控制系統 7.5 非線性增益補償控制系統 7.6 小結 第8章 實現特殊需求的過程控制系統 8.1 比值控制系統 8.2 均勻與分程控制系統 8.3 選擇性控制系統 8.4 多變數系統的耦合及相對增益 8.5 解耦控制系統設計 8.6 小結 套用實例 9.1 船舶燃油粘度控制系統設計 9.2 小結 實驗 10.1 實驗1 10.2 實驗2 10.3 小結 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年3月5日-2018年5月16日 | 彭秀艷、梁洪、韓雲濤、趙新華、高峰 | 3-5小時每周 | 2783人 |
第2次開課 | 2018年5月28日-2018年7月30日 | 6小時每周 | 3690人 | |
第3次開課 | 2018年9月3日-2018年11月30日 | 3小時每周 | 2509人 | |
第4次開課 | 2019年2月25日-2019年6月27日 | 彭秀艷、梁洪、韓雲濤、王輝、高峰、趙新華 | 3-5小時每周 | 2707人 |
第5次開課 | 2019年9月9日-2019年11月25日 | 彭秀艷、梁洪、韓雲濤、高峰、趙新華 | 1421人 | |
第6次開課 | 2020年2月10日-2020年7月15日 | 彭秀艷、梁洪、韓雲濤、高峰 | 7644人 | |
第7次開課 | 2020年9月25日-2020年12月28日 | 711人 | ||
第8次開課 | 2021年3月5日-2021年6月28日 | 2220人 | ||
第9次開課 | 2021年8月25日-2021年12月27日 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
開課期數 | 開課時間 |
|---|---|
第1期開課 | 2018-04-25 至 2018-07-10 |
第2期開課 | 2018-11-23 至 2019-03-10 |
第3期開課 | 2019-04-01 至 2019-07-30 |
第4期開課 | 2019-08-29 至 2020-01-30 |
第5期開課 | 2020-02-15 至 2020-07-15 |
授課教師均為彭秀艷、韓雲濤、梁洪、趙新華、高峰，學時安排均為48學時，累計選課人數7562 | |
教學目標
使學生了解工業自動化發展的動態和趨勢，掌握工業過程對象的分類、建模方法。了解工業過程控制系統的結構和組成，掌握工業自動化裝置和控制系統的有關專業基礎知識；使學生具備從事工業過程控制系統方案設計、儀表選型、校驗、調試、參數整定等工作的專業知識和能力。
教學要點
該課程的重點和難點是過程控制系統方案設計和工藝設計。
學習預備
預備知識
學習該課程前，學習者應掌握電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術、微機原理及套用、自動控制理論等知識。
學習資料
書名 | 作者 | 出版社 | 出版時間 |
|---|---|---|---|
《工業過程控制》 | 彭秀艷，韓雲濤，梁洪 | 2019年1月 | |
《過程控制系統及儀表》 | 張勇，王玉坤等 | 2013年9月 | |
《過程控制及儀表》 | 王再英等 | 高等教育出版社 | 2005年11月 |
《過程控制及儀表》 | 邵裕森 | 2000年6月 |
（註：表格內容參考資料）
所獲榮譽
2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程”。
教師簡介
彭秀艷，哈爾濱工程大學智慧型科學與工程學院教授、博士生導師、碩士生導師，主要研究方向為隨機估計、預報與控制，過程控制與儀表。
梁洪，哈爾濱工程大學智慧型科學與工程學院副教授、博士生導師、碩士生導師，智慧型系統與生物信息研究所黨支部書記、副所長，主要從事機器視覺、圖像處理、腦科學和大數據挖掘等方面的研究。
韓雲濤，哈爾濱工程大學智慧型科學與工程學院講師、碩士生導師，主要從事控制理論及控制工程套用、先進控制方法、水下高速航行體及水下機器人的動力學及控制方法、嵌入式系統設計等領域的研究。
高峰，工學博士，哈爾濱工程大學自動化學院講師、碩士生導師，從事船舶智慧型導航技術與套用、智慧型最佳化理論與方法等方面的研究工作。
趙新華，哈爾濱工程大學智慧型科學與工程學院副教授、博士生導師、碩士生導師，主要研究方向為控制理論與控制工程、先進控制方法、水下超高速航行體非線性動力學與控制、仿生機器人、突變理論及其套用研究等。
