生产过程检测与控制技术

第1章 概述

1.1 典型过程工业流程举例

1.2 过程自动化概述

1.2.1 被控过程与被控对象

1.2.2 信息提取与测量

1.2.3 模拟量与数字量

1.3 过程自动检测技术概述

1.3.1 测量基本关系

1.3.2 测量误差

1.3.3 测量时间响应

1.3.4 测量装置性能指标

1.4 过程自动控制概述

1.4.1 过程自动控制学科的特点

1.4.2 自动控制系统分类

1.5 思考题与习题

第2章 自动控制基本原理

2.1 基本概念

2.1.1 系统的概念

2.1.2 开环与闭环

2.2 自动控制系统组成

2.3 对象特性与数学模型

2.3.1 被控对象特性

2.3.2 被控对象数学模型

2.4 传递函数与方块图

2.4.1 传递函数

2.4.2 方块图

2.5 控制系统稳定性分析及评价指标

2.5.1 控制系统稳定性分析

2.5.2 控制系统的评价指标

2.6 思考题与习题

第3章 自动检测技术

3.1 概述

3.2 温度检测与仪表

3.2.1 热电偶

3.2.2 热电阻

3.2.3 温度变送器

3.2.4 其他测温元件及技术

3.2.5 测温仪表的选择

3.3 压力检测与仪表

3.3.1 弹性敏感元件

3.3.2 弹性形变测压

3.3.3 弹簧管压力表

3.3.4 应变式压力传感器

3.3.5 霍尔压力传感器

3.3.6 电容式压力传感器

3.3.7 压力仪表的选择

3.4 物位检测与仪表

3.4.1 差压法测量液位

3.4.2 电容式液位计

3.4.3 超声波物位计

3.4.4 雷达物位计

3.4.5 物位仪表的选择

3.5 流量检测与仪表

3.5.1 节流差压法

3.5.2 转子流量计

3.5.3 容积式流量计

3.5.4 电磁流量计

3.5.5 涡街流量计

3.5.6 质量流量计

3.5.7 流量仪表的选择

3.6 成分分析仪表

3.7 机械量检测

3.7.1 长度测量

3.7.2 转速测量

3.7.3 加速度传感器

3，7.4 速度传感器

3.7.5 位移传感器

3.8 思考题与习题

第4章 指示记录仪表

4.1 动圈式显示仪表

4.1.1 外部电阻与调整电阻

4.1.2 温度补偿

4.1.3 测量电路

4.1.4 动圈式仪表的选用原则

4.2 自动电子电位差计

4.2.1 平衡测量原理

4.2.2 电子自动平衡电位差计

4.3 自动电子平衡电桥

4.3.1 平衡电桥测量原理

4.3.2 电子自动平衡电桥

4.4 电子自动平衡电位差计与电子

自动平衡电桥的选用

4.5 单元组合式显示记录仪表

4.5.1 Ys系列SRVD记录仪

4.5.2 光柱报警指示仪

4.6 新型显示记录仪表

4.6.1 新型指示仪表

4.6.2 新型记录仪表

4.7 思考题与习题

第5章 自动化装置

5.1 基本控制规律

5.1.1 开关规律

5.1.2 比例控制

5.1.3 积分控制

5.1.4 微分控制

5.1.5 基本控制规律对比及组合

5.2 集散控制系统（DCS系统）

5.2.1 集散控制系统的组成

5.2.2 集散控制系统的选择

5.3 可编程控制器

5.3.1 可编程控制器基本结构

5.3.2 可编程控制器网络系统

5.3.3 可编程控制器软件系统

5.3.4 PLC系统选择

5.4 自动控制器

5.4.1 模拟型控制器

5.4.2 智能化数字控制器

5.4.3 控制器的选择

5.5 思考题与习题

第6章 自动控制阀

6.1 控制阀结构与流量特性

6.1.1 控制阀结构及选择

6.1.2 控制阀流量特性

6.1.3 控制阀开闭形式及其选择

6.2 气动控制阀

6.3 电动控制阀

6.3.1 电动控制阀

6.3.2 电磁阀

6.4 电一气阀门定位器与电一气转换器

6.4.1 电一气阀门定位器

6.4.2 电一气转换器

6.5 变频与调速

6.5.1 变频调速

6.5.2 磁耦合调速

6.5.3 液力耦合调速

6.6 思考题与习题

第7章 简单控制系统

7.1 简单控制系统的结构与组成

7.2 被控变量的选择

7.3 操纵变量的选择

7.3.1 对象特性对控制质量的影响

7.3.2 操纵变量的选择

7.4 测量变送装置与控制阀的选择

7.4.1 测量变送装置选择

7.4.2 控制阀选择

7.5 控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择

7.5.1 控制器参数对系统控制质量的影响

7.5.2 控制规律的选择

7.5.3 控制器正反作用的确定

7.6 控制器参数的工程整定

7.6.1 临界比例度法

7.6.2 衰减曲线法

7.6.3 反应曲线法

7.7 思考题与习题

第8章 复杂控制系统

8.1 串级控制系统

8.1.1 串级控制与串级控制系统

8.1.2 串级控制系统的特点

8.1.3 串级控制系统设计

8.2 比值控制系统

8.2.1 比值控制系统的类型

8.2.2 比值控制系统中的信号关系

8.3 前馈控制系统

8.3.1 前馈控制系统基本概念与特点

8.3.2 前馈控制系统主要结构形式

8.4 均匀控制系统

8.4.1 均匀控制问题

8.4.2 均匀控制方案

8.4.3 参数整定

8.5 选择性控制系统

8.5.1 选择性控制系统功能

8.5.2 选择性控制系统的类型及应用

8.6 分程控制系统

8.6.1 分程控制系统概述

8.6.2 分程控制的应用场合

8.7 思考题与习题

第9章 报警与安全联锁系统

9.1 报警系统

9.1.1 报警系统组成

9.1.2 报警系统功能

9.2 安全联锁系统

9.2.1 联锁信号

9.2.2 联锁逻辑关系

9.2.3 联锁系统工程实现

9.3 思考题与习题

第10章 典型化工单元的控制方案.

10.1 流体输送设备的控制方案

10.1.1 离心泵的控制方案

1O.1.2 容积式泵的控制方案

10.1.3 压缩机的常规控制方案

10.2 传热设备的自动控制

10.2.1 概述

10.2.2 传热设备的特性

10.2.3 一般传热设备的控制

1O.2.4 锅炉及加热炉控制

10.3 精馏塔的自动控制

10.3.1 精馏塔的静态特性

10.3.2 精馏塔的动态特性

10.3.3 精馏塔的整体控制方案

10.3.4 精馏塔的塔压控制

10.4 化学反应器的自动控制

10.4.1 化学反应的一些基本概念

10.4.2 化学反应器的类型

10.4.3 化学反应器的控制要求

10.4.4 反应器的特性

10.4.5 反应器的热稳定性分析

10.4.6 反应器的基本控制方案

10.5 思考题与习题

第11章 自动化工程设计基础

11.1 工程设计的基本概念

11.2 自控工程设计的任务

11.3 自控工程设计的方法和程序

11.4 图例符号的统一规定

11.5 管道仪表流程图

11.6 控制方案的确定

11.7 与相关专业有关的设计文件

11.8 思考题与习题

附录

附录1 拉普拉斯变换简介

附录2 常见热电阻分度表

附录3 常见热电偶分度表

附录4 防爆等级划分

附录5 外壳防护等级

参考文献

生产过程检测与控制技术是一门综合性较强的课程，涉及的内容较多，需要具有一定的控制理论、检测技术、自动化装置、计算机等相关方面的知识。读者可参考学习相关的书籍。《生产过程检测与控制技术/高等学校教材》的知识内容大体上分为四个部分：自动检测技术、自动化装置、过程控制系统、自动化工程设计基础。自动检测技术以介绍基本测量原理为主，重点介绍常见的传感器与变送器的外特性，常见传感器与变送器的基本结构、使用方法与选用原则。自动化装置介绍DCS系统、PLC系统、自动控制器，主要介绍这些系统的网络结构与组成。同时还介绍过程工业中常见的自动控制阀，主要介绍控制阀的基本结构、理想流量特性与实际流量特性、基本计算公式、选用原则等内容。过程控制系统以介绍基本控制方案为主。自动化工程设计基础部分重点介绍设计标准、图例符号，同时介绍设计过程中与相关专业（工艺、设备、电气等）的知识、相关专业设计文件交换等内容。
　　《生产过程检测与控制技术/高等学校教材》可作为具有初级水平的自控技术人员、非自动化专业技术人员的参考书，也可作为化学工程、环境工程、生物工程等专业的本科生教学参考书。