过程控制:教什么?

关于本科过程控制课程应该教授什么内容，在化学工程系一直存在争论。我们怎样才能让学生更好地为毕业后的工作做好准备?

典型的15周大学控制课程涵盖的主题包括动态行为，其中一周是拉普拉斯变换和微分方程的解析解，物理和经验建模，计算机仿真，测量和控制硬件技术，基本反馈和前馈控制概念，以及高级控制策略。

我最近从实践工程师那里收到了关于这些主题重要性的反馈。虽然了解拉普拉斯变换、频域分析或相对增益阵列的需求可能并不广泛适用，但如何使用测量反馈控制过程的知识几乎适用于年轻毕业生可能遇到的每一份工作。它应该被视为他们教育的基本组成部分。

根植于现实

新工程师还应该明白，过程控制是过程工厂中物质和能量平衡的自然延伸，需要动态循环来维持这些平衡。过程控制的实际方面——例如理解控制目标，控制策略如何实现这些目标，如何调整控制回路，以及理解过程变量之间的动态相互作用——通常是在毕业后的工作中学习的。令人不安的事实是，当许多刚毕业的大学生了解到过程控制对他们的工作效率有多么重要，而他们在本科教育中对过程控制知之甚少时，他们感到受到了不公平的对待。

为了进一步阐明工业雇主认为化学工程毕业生重要的技能和概念，对34名工业从业者进行了非正式调查，他们代表了生物技术、制药、石油和石化、化工、消费品和过程控制咨询等业务领域。每个人都被要求对10项技能和概念进行排序，其中10项是最重要的(平均排名在括号内):

1. 过程或操作的优化(8.6);

2. 数据的统计分析和实验设计(7.2);

3. 物理动态过程模型(7.0);

4. 统计或经验动态过程模型(6.9);

5. 多变量相互作用与多变量系统分析(6.6);

6. 统计过程控制和过程监控(5.3);

7. PID回路的设计与整定(5.1);

8. 非线性动力学与非线性系统分析(3.9);

9. 频域分析(2.4);和

10. 专家系统和人工智能(1.9)。

• 排名最高的，没有教过

如您所见，流程经济优化获得了最高的平均排名;然而，它通常不包括在本科过程控制课程。过程建模和识别(第2-4项)可能是应该更加强调的技能。有趣的是，平均排名倒数第二的频域分析并不被认为与工业实践直接相关。

有一个明显的偏好是覆盖多变量系统，但是当它和循环配对在大多数教科书中出现时，不清楚有多少教师实际上有时间涵盖这个主题。数据统计分析和统计过程控制/监测的高排名掩盖了答案的双峰性:来自更成熟行业的受访者对这项技能的排名低于来自生物技术和制药行业的受访者。

给我们更多的“谷物磨坊”，因为关于教什么的争论仍在继续;在邮件的主题栏写上Teach this，并把你的观点发送到controleng@reedbusiness.com．

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