《過程控制及自動化儀表》以過程自動化監(jiān)控為基本內容，將參數(shù)檢測變送、分布式控制系統(tǒng)（DCS）及執(zhí)行器作為組成過程檢測控制系統(tǒng)的相應環(huán)節(jié)，力求完整體現(xiàn)過程監(jiān)控的整體內容。在參數(shù)檢測方面，深入淺出地介紹了檢測原理及方法；依據(jù)其代表性及發(fā)展趨勢，介紹了目前生產中廣泛應用的檢測儀表；在控制儀表方面，根據(jù)生產實際情況，介紹了電動和氣動執(zhí)行器；在過程控制系統(tǒng)方面，著重介紹簡單控制系統(tǒng)和幾種常用復雜控制系統(tǒng)的設計；對于DCS系統(tǒng)，介紹了軟硬件基本組成及常見系統(tǒng)的結構與發(fā)展；最后介紹了典型工業(yè)過程的控制。每章后配有思考題與習題。
本書可作為高職高專自動化專業(yè)教材，也可作為相關技術人員的參考用書。
武平麗，黃河水利職業(yè)技術學院，副教授/高工，1991.7至2005.6之間先后在開封東大化工（集團）有限公司計量處、擴建辦、河南省石化系統(tǒng)生產自控工程中心、開封市化工設計室、開封市化工研究所工作，2005.6至今在黃河水利職業(yè)技術學院從事教學與科研工作。主要教授《電路》、《集散控制系統(tǒng)》、《過程控制與自動化儀表》、《自動化專業(yè)英語》等課程。發(fā)表的論文有：《電容式物位開關在氯堿工業(yè)中的應用》、《燒堿密度的在線檢測》、《DCS對樹脂塔的程序控制》、《PH值的在線檢測與控制》、《現(xiàn)場總線技術在DCS中的應用》、《MACS-V在鹽化工中的應用》等。
第一章緒論1
第一節(jié)過程控制技術及儀表的發(fā)展1
第二節(jié)過程控制系統(tǒng)的組成及其分類2
一、過程控制系統(tǒng)的組成2
二、過程控制系統(tǒng)的分類3
第三節(jié)過程控制系統(tǒng)的過渡過程和品質指標3
一、系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)3
二、控制系統(tǒng)的過渡過程4
三、描述系統(tǒng)過渡過程的品質指標5
思考題與習題7
第二章檢測儀表與執(zhí)行器8
第一節(jié)過程參數(shù)檢測概述8
一、測量誤差9
二、儀表性能指標9
三、變送器的基本特性和構成原理11
四、現(xiàn)場總線儀表簡介15
第二節(jié)溫度檢測儀表17
一、概述17
二、熱電偶18
三、熱電阻22
四、溫度變送器24
五、其它溫度儀表簡介25
六、測溫儀表的選用與安裝25
第三節(jié)壓力檢測儀表26
一、壓力的表示方法27
二、壓力檢測的主要方法27
三、常見壓力檢測儀表27
四、智能式差壓變送器31
五、壓力儀表的選用和安裝33
第四節(jié)流量檢測儀表36
一、概述36
二、速度式流量計37
三、容積式流量計47
四、質量流量計48
五、流量儀表的選用49
第五節(jié)物位檢測儀表49
一、物位儀表的分類50
二、常用物位計50
三、物位檢測儀表的選用54
第六節(jié)分析儀表54
一、分析儀表的分類55
二、分析儀表的組成55
三、常用成分和物性的檢測方法56
第七節(jié)執(zhí)行器61
一、電動執(zhí)行器61
二、氣動執(zhí)行器63
思考題與習題75
第三章過程控制系統(tǒng)概述78
第一節(jié)自動檢測與自動控制系統(tǒng)78
一、過程自動檢測系統(tǒng)78
二、過程自動控制系統(tǒng)79
第二節(jié)傳遞函數(shù)與方塊圖變換80
一、傳遞函數(shù)80
二、方塊圖81
第三節(jié)對象特性83
一、與對象有關的兩個基本概念84
二、描述對象特性的三個參數(shù)84
三、擾動通道特性對控制質量的影響85
四、控制通道特性對控制質量的影響85
第四節(jié)過程控制工程設計中常用圖例符號86
一、圖形符號86
二、字母代號87
三、儀表位號89
四、控制符號圖表示方法示例89
五、簡單控制系統(tǒng)控制符號圖識圖初步90
思考題與習題91
第四章簡單控制系統(tǒng)的分析與設計92
第一節(jié)系統(tǒng)被控變量與操縱變量的選擇92
一、系統(tǒng)被控變量的選取93
二、操縱變量的選擇93
第二節(jié)測量變送在系統(tǒng)分析設計中的考慮93
一、純滯后94
二、測量滯后94
三、信號傳輸滯后95
四、測量信號的處理96
第三節(jié)執(zhí)行器的選擇96
第四節(jié)控制規(guī)律的選取96
一、基本控制規(guī)律97
二、控制規(guī)律的選用102
第五節(jié)控制器的參數(shù)整定103
一、經(jīng)驗試湊法103
二、臨界比例度法104
三、衰減曲線法105
四、三種整定方法的比較106
第六節(jié)簡單控制系統(tǒng)的投運及故障分析106
一、系統(tǒng)的投運步驟106
二、系統(tǒng)的故障分析、判斷與處理108
思考題與習題109
第五章復雜控制系統(tǒng)111
第一節(jié)串級控制系統(tǒng)111
一、串級控制系統(tǒng)的基本概念111
二、串級控制系統(tǒng)的特點及應用范圍113
三、串級控制系統(tǒng)的設計116
四、串級控制系統(tǒng)的投運及參數(shù)整定119
第二節(jié)前饋控制系統(tǒng)121
一、前饋控制的基本概念和方塊圖121
二、前饋控制的特點和局限性122
三、前饋控制系統(tǒng)的幾種結構形式123
四、前饋控制系統(tǒng)的選用原則和應用實例124
第三節(jié)比值控制系統(tǒng)126
一、概述126
二、常見的比值控制方案126
第四節(jié)均勻控制系統(tǒng)128
一、均勻控制原理129
二、均勻控制方案129
第五節(jié)分程控制系統(tǒng)130
一、概述130
二、分程控制的應用場合131
三、分程控制系統(tǒng)應用中應注意的幾個問題133
第六節(jié)選擇性控制系統(tǒng)134
一、概述134
二、選擇性控制系統(tǒng)的類型135
三、選擇性控制系統(tǒng)的設計136
第七節(jié)其他控制系統(tǒng)簡介137
一、預測控制137
二、推理控制137
三、解耦控制137
四、魯棒控制138
五、自適應控制138
六、智能控制139
第八節(jié)控制流程圖識圖139
一、常規(guī)控制流程圖的識圖139
二、計算機控制流程圖識圖初步142
思考題與習題143
第六章分布式控制系統(tǒng)（DCS）144
第一節(jié)概述144
一、DCS系統(tǒng)的構成方式144
二、DCS的特點145
三、DCS的發(fā)展概況146
第二節(jié)DCS的硬件體系結構與功能147
一、DCS的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)147
二、DCS的過程控制裝置150
三、操作管理裝置152
第三節(jié)DCS的軟件體系與組態(tài)方法155
一、DCS的軟件體系155
二、 DCS的組態(tài)方法156
第四節(jié)和利時一體化過程解決方案158
一、 Level1/2過程控制層HOLLiAS MACS-K159
二、 Level3過程先進應用層165
三、 Level4企業(yè)管理層169
四、HiaCloud工業(yè)云平臺171
第五節(jié)常見分布式控制系統(tǒng)簡介173
一、Honeywell公司的Experion PKS系統(tǒng)及其升級產品173
二、ABB公司的IndustrialIT系統(tǒng)及其擴展系統(tǒng)175
三、西門子SIMATIC PCS 7及其升級產品177
思考題與習題181
第七章典型過程的控制182
第一節(jié)鍋爐的過程控制182
一、汽包水位控制183
二、過熱蒸汽溫度控制184
三、燃燒過程的控制185
第二節(jié)化學反應器的過程控制187
一、化學反應器的分類方式與控制187
二、化學反應器的典型控制方案189
第三節(jié)精餾塔的過程控制191
一、概述191
二、精餾塔控制的基本方案192
第四節(jié)流體輸送設備的過程控制194
一、泵的控制194
二、離心式壓縮機的控制196
第五節(jié)傳熱設備的過程控制199
一、傳熱設備的靜態(tài)數(shù)學模型199
二、一般傳熱設備的控制200
三、管式加熱爐的控制202
思考題與習題204
附錄205
附錄一鉑銠10-鉑熱電偶分度表205
附錄二鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表209
附錄三鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表209
附錄四鉑電阻分度表213
附錄五銅電阻分度表215
參考文獻216
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