过程装备与控制工程专业如何?
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2024-07-11 16:30:17
过程很多时候是指中间品,在物质转换过程中,原料在经过一系列加工、转换和处理之前,我们称之为原料。一旦经过这些步骤,它们便被称为产品或中间体。因此,所谓的“过程”,实际上是指一种或多种原料经过一系列操作,最终转化为产品或中间体的整个流程。
过程技术是一门研究物料转换规律及方法的工程科学。在众多生产过程中,我们都可以将其概括为“转换过程”。在机械制造技术中,其核心在于物体尺寸、形状及其相互关系的转换;而在热力学及能源技术中,其核心则在于能量形式的转换规律及方法。
对于过程技术而言,其研究对象正是物料转换的规律及方法。在过程装备中,“过程”可以理解为物料转换的过程。具有工程意义的物料转换,意味着在转换过程中,物料最终至少会发生以下一种或多种变化。
过程装备的分类 过程装备按照工作原理可以分为:
机械过程装备,例如粉碎机、搅拌器、离心机等。
热力过程装备,例如精窗塔、干燥器、加热炉等。
化学过程装备,例如合成塔、聚合釜、解炉等。
生物过程装备,例如发罐、生物降解池等。
那么什么是过程控制?过程控制是针对石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化管理。通过在过程装备上配置一系列自动化装置,以替代操作人员的直接劳动,从而在不同的生产阶段实现自动化操作。这一过程的管理目标是使用自动化装置对生产过程进行调控,以确保各项控制参数,如温度、压力、流量、液位、成分和浓度等,保持稳定。一个典型的过程控制系统由测量元件、变送器、调节器和调节阀等部分组成,其中测量元件、变送器、调节器和调节阀共同构成了一套过程检测控制仪表。通过这些仪表,可以对生产过程中的各种参数进行实时监测和控制,从而确保生产的稳定性和效率。
过程装备与控制工程专业的产生是回应现实。在传统的机械行业里,存在一个显著的问题:产品开发和销售人员的数量相对较少,而生产环节人员的比重过大。这种情况往往导致市场行情难以准确把握,开发出的产品与市场需求存在偏差,从而造成产品积压和生产和市场的严重脱节。
为了解决这一问题,适应市场需求,过程装备与控制工程专业应运而生。该专业的设置旨在培养具备高度适应性的技术复合型人才。毕业生主要在过程工业领域从事装备、控制及管理工作。
过程工业是一个涉及流程型物料处理的行业领域,涵盖了化工、能源、轻工、环保、医药、食品、动力、冶金、炼油以及农业工程等多个子领域。
过程装备与控制工程是一门涉及机械工程、电气工程、自动化控制等多学科知识的交叉学科专业,其主要任务是设计、研究、开发、制造、技术管理和教学各类过程设备和控制系统,以保证生产过程的高效、可靠、安全。此专业课程设置包括工程力学、材料科学、电工电子技术、机械设计、过程模拟与优化、自动控制理论、工业自动化等,使毕业生能够深入理解过程装备的基本原理和控制技术,提高实践技能和团队合作能力。此专业发展前景广阔,毕业生就业机会较高,年收入约为10万元人民币,涉及化工、炼油、医药、轻工、环保等过程设备与过程计算机自动控制的领域,为社会创造了巨大的价值。
过程装备与控制工程专业属于机械类专业。过程装备与控制专业是复合专业,即化机电的集成(闫绍峰,2012)。这个专业的名字是化工设备与机械,过控专业中的工艺或控制类课应是为机械服务的,是为使机械更高效、更可靠,所以这个专业本质上是机械类的(喻九阳,2004)。
过程装备与控制工程是一门古老而又年轻的学科。在工业革命时期,随着机器生产的兴起,对过程设备和生产工艺的控制需求日益增长。过程装备与控制工程的概念在那时就已经形成,但在早期阶段,其关注的主要是设备的制造和维护。
随着技术的进步,过程装备与控制工程的研究范围逐渐扩大,开始深入到过程设计、模拟、优化等领域。同时,计算机和自动化技术的出现也为过程控制技术带来了革命性的变化,使得生产过程更加高效、安全和环保。
过程装备与控制工程专业的一级学科是动力工程与工程热物理,动力工程与工程热物理所属的二级学科有一级学科:动力工程及工程热物理、工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械等,其中最后的化工过程机械也就是过程装备与控制工程。
进入21世纪后,过程装备与控制工程的发展更是日新月异。新材料、新工艺、新能源的不断涌现,推动着过程装备的不断升级和更新换代。同时,智能控制、物联网、大数据等技术的应用,使得过程装备与控制工程能够实现更加智能化的控制和优化。
在未来,过程装备与控制工程将继续面临着巨大的挑战和机遇。如何在高效、环保、安全的前提下,实现生产过程的智能化、自动化,将是该领域的主要研究方向之一。同时,随着数字化、智能化的发展,过程装备与控制工程也将与其他学科如人工智能、机器学习等紧密结合,共同推动制造业的转型升级。
过程装备与控制工程专业的毕业生,可以在石油化工、制药、生物、环保、食品等工业领域从事设计、运行、控制和管理工作,也可在科研院所、高校、企事业单位从事教学、科研和管理工作。
过程装备与控制工程在未来将会呈现出更加智能化、集成化、网络化以及信息化的趋势。首先,随着人工智能技术的不断发展,过程装备与控制工程领域将与人工智能相结合,发展出更为智能化的控制系统。其次,集成化的发展方向意味着过程装备与控制工程将不仅仅是对单个设备或系统的控制,而更倾向于对整个生产线或制造系统进行综合优化和管理。第三,网络化和信息化的发展方向意味着过程装备与控制工程将更加依赖于计算机网络和信息技术,从而实现更高效、精准的控制和管理。总之,过程装备与控制工程在未来的发展将会呈现出更加智能化、集成化、网络化以及信息化的特点,这对于实现更高效、精准的生产具有重要意义。
总的来说,过程装备与控制工程需要适应产业数字化、智能化发展,聚焦战略性问题;以产教融合为抓手,拓宽学科创新发展的深度。
过程装备与控制工程专业排名前10的高校是西交、浙大、大连理工大学、天津大学、华南理工大学、华东理工大学、东北大学、四川大学、中国矿业大学、中国石油大学。
以西交为例,其过程装备与控制工程专业设置在化学工程与技术学院,这个专业所学的课程是过程流体机械 、 过程设备设计、过程装备控制技术、单元操作、过程装备智能制造基础、能源化工过程安全 、化工工艺学、化工机械强度与振动、反应器设计(双语)、过程装备腐蚀与防护、储氢技术与装备、大型动力装备先进隔热涂层技术、可再生能源技术与装备、微纳传热技术、先进动力装备两相流技术、过程设备失效分析与无损评价、 过程装备数值仿真基础、 过程装备状态监测与故障诊断 、制冷与热泵技术(双语)。
当然了,这个专业要学好控制工程原理等课程。
这个专业的相关学科是机械工程、材料科学与工程、控制科学与工程、化学工程,考生考研的时候可以考相关学科及专业。
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