过程自动化及仪表

1自动控制系统概述1.1自动化及仪表发展状况1.2自动控制系统1.2.1自动控制系统1.2.2闭环控制与开环控制1.2.3自动控制系统的组成及方框图1.2.4自动控制系统的分类1.3自动控制系统的过渡过程及品质指标1.3.1静态与动态1.3.2自动控制系统的过渡过程1.3.3自动控制系统的品质指标思考题与习题12过程特性2.1过程特性的类型2.2过程的数学描述2.3过程特性的一般分析2.3.1放大系数K2.3.2时间常数T2.3.3纯滞后τ2.4过程特性参数的实验测定方法思考题与习题23检测变送3.1概述3.1.1测量误差3.1.2仪表性能指标3.2温度检测3.2.1温度检测方法3.2.2热电偶3.2.3热电阻3.2.4热电偶、热电阻的选用3.3流量检测3.3.1流量检测的主要方法3.3.2速度式流量计3.3.3容积式流量计3.3.4质量流量计3.3.5流量仪表的选用3.4压力检测3.4.1压力单位和压力检测方法3.4.2常用压力检测仪表3.4.3压力表的选用3.5物位检3.5.1物位检测方法3.5.2常用物位检测仪表3.5.3物位检测仪表的选用3.6成分和物性参数检测3.6.1成分和物性参数检测方法3.6.2成分、物性检测的静态特性3.6.3成分、物性检测的动态特性3.7其他变量检测3.7.1位移量检测3.7.2转速检测3.7.3振动检测3.7.4厚度检测3.7.5火焰检测3.7.6重量检测3.8变送器3.8.1变送器量程迁移和零点迁移3.8.2温度变送器3.8.3差压变送器3.8.4智能变送器3.9现代传感器技术的发展思考题与习题34显示仪表4.1模拟式显示仪表4.1.1电子电位差计4.1.2电子自动平衡电桥4.2数字式显示仪表4.2.1数显仪表的分类4.2.2数显仪表的主要技术指标4.2.3数显仪表的基本组成4.3新型显示仪表4.3.1显示仪表发展动态4.3.2无纸记录仪4.3.3虚拟显示仪表思考题与习题45执行器5.1执行机构5.1.1气动执行机构5.1.2电动执行机构5.2控制阀5.2.1控制阀结构5.2.2控制阀类型5.3气动薄膜控制阀的流量特性5.3.1理想流量特性5.3.2工作流量特性5.3.3动态特性5.4控制阀口径的确定5.4.1控制阀流量系数KV的计算5.4.2控制阀口径的确定5.5阀门定位器5.5.1电气阀门定位器5.5.2阀门定位器作用5.6气动薄膜控制阀的选用5.6.1控制阀结构形式及材质的选择5.6.2控制阀流量特性的选择5.6.3气动薄膜控制阀的安装使用5.7智能控制阀思考题与习题56控制器6.1控制器概述6.2控制器的基本控制规律6.2.1连续PID控制算法6.2.2离散PID控制算法6.3模拟式控制器6.3.1模拟式控制器基本结构6.3.2DDZⅢ型电动单元控制器6.4数字式控制器6.4.1数字式控制器主要特点6.4.2数字式控制器的基本构成6.4.3YS1700控制器6.5可编程序控制器6.5.1可编程序控制器概述6.5.2可编程序控制器的工作原理6.5.3可编程序控制器的编程6.5.4可编程序控制器系统应用示例6.6集散控制系统6.6.1集散控制系统发展概况6.6.2集散控制系统特点6.6.3集散控制系统的硬件和软件6.6.4TPS系统简介6.6.5TPS系统应用举例6.7现场总线控制系统6.7.1现场总线系统的特点6.7.2现场总线系统的发展6.7.3基金会现场总线6.7.4现场总线控制系统的应用思考题与习题67简单控制系统7.1控制系统的组成7.2简单控制系统的设计7.2.1控制系统设计概述7.2.2被控变量的选择7.2.3操纵变量的选择7.2.4控制规律及控制器作用方向的选择7.2.5执行器(气动薄膜控制阀)的选择7.3简单控制系统的参数整定7.3.1经验整定法7.3.2临界比例度法7.3.3衰减曲线法7.4控制系统的投运7.5简单控制系统设计案例思考题与习题78复杂控制系统8.1串级控制系统8.1.1串级控制系统的基本原理和结构8.1.2串级控制系统的特点8.1.3串级控制系统的设计8.1.4串级控制系统控制器参数的整定8.2比值控制系统8.2.1基本原理和结构8.2.2比值系数的计算8.3均匀控制系统8.3.1均匀控制系统的基本原理和结构8.3.2均匀控制系统的控制规律的选择及参数整定8.4前馈控制系统8.4.1基本原理8.4.2前馈控制的主要结构形式8.4.3采用前馈控制系统的条件8.5选择性控制系统8.6分程控制系统8.6.1不同工况需要不同的控制手段8.6.2扩大控制阀的可调范围思考题与习题89先进控制技术9.1基于模型的预测控制9.1.1预测控制的基本原理9.1.2预测控制的优良性质9.1.3预测控制的应用9.2推断控制9.3软测量技术9.3.1机理分析与辅助变量的选择9.3.2数据采集和处理9.3.3软测量模型的建立9.3.4软测量模型的在线校正9.3.5软测量技术工业应用9.4双重控制系统9.5纯滞后补偿控制系统9.5.1史密斯预估补偿控制9.5.2史密斯预估补偿控制实施中若干问题9.6解耦控制系统9.6.1系统的关联分析9.6.2减少与解除耦合途径9.7差拍控制系统9.7.1差拍控制系统9.7.2达林控制算法9.7.3V.E.控制算法9.8自适应控制9.8.1简单自适应控制系统9.8.2模型参考型自适应控制系统9.8.3自校正控制系统9.9鲁棒控制9.10智能控制系统9.10.1智能控制简介9.10.2专家系统9.10.3模糊逻辑控制9.10.4神经网络控制9.11故障检测诊断和容错控制9.11.1故障检测和诊断9.11.2容错控制9.12综合自动化系统9.12.1综合自动化的意义9.12.2综合自动化系统的特点9.12.3工业生产过程计算机集成控制系统的构成思考题与习题910生产过程控制10.1流体输送设备的控制10.1.1泵的控制10.1.2压缩机的控制10.1.3变频调速器的应用10.1.4防喘振控制系统10.2传热设备的控制10.2.1传热设备的静态数学模型10.2.2一般传热设备的控制10.2.3管式加热炉的控制10.3锅炉设备的控制10.3.1锅炉汽包水位的控制10.3.2锅炉燃烧系统的控制10.3.3蒸汽过热系统的控制10.4工业窑炉过程的控制10.4.1电热式工业窑炉控制10.4.2燃烧式工业窑炉控制10.5精馏塔的控制10.5.1精馏塔的控制要求10.5.2精馏塔的扰动分析10.5.3精馏塔被控变量的选择10.5.4精馏塔的控制10.5.5精馏塔的先进控制10.6化学反应器的控制10.6.1化学反应器的控制要求10.6.2化学反应器的基本控制策略10.6.3化学反应器的基本控制10.7合成氨过程的控制10.7.1变换炉的控制10.7.2转化炉水碳比控制10.7.3合成塔的控制10.8石油化工过程的控制10.8.1常减压过程的控制10.8.2催化裂化过程的控制10.8.3乙烯生产过程的控制10.8.4聚合过程的控制10.9生化过程的控制10.9.1常用生化过程控制10.9.2青霉素发酵过程控制10.9.3啤酒发酵过程控制10.10造纸过程的控制10.10.1纸浆浓度的控制10.10.2纸料配浆的比值控制10.10.3磨浆机的控制10.10.4白水回收控制10.11转炉控制10.11.1顶吹供氧控制系统10.11.2底吹供气控制系统10.11.3炉口微差压及煤气回收控制系统思考题与习题10附录1自控工程设计字母代号附录2部分热电偶、热电阻分度表参考文献

以自动控制系统为主体，辅以各种自动化仪表和控制装置，深入浅出地叙述了生产过程有关变量的测量方法及应用特点，自动控制系统的组成和简单、复杂、先进控制系统，以及在设计、运行中与工艺过程有关知识要点，最后介绍了典型工业生产过程：流体输送设备、传热设备、锅炉设备、精馏塔、反应器、窑炉、生化过程、冶金过程、造纸过程等的控制。本书以自动控制系统为主体，辅以各种自动化仪表和控制装置，深入浅出地叙述了生产过程有关变量的测量方法及应用特点，自动控制系统的组成和简单、复杂、先进控制系统，以及在设计、运行中与工艺过程有关知识要点，最后介绍了典型工业生产过程：流体输送设备、传热设备、锅炉设备、精馏塔、反应器、窑炉、生化过程、冶金过程、造纸过程等的控制。本书可作为高等学校非自动化专业（工艺类专业）自动化仪表课程教材，亦可供生产过程工艺技术人员参考。