过程控制系统

第二版前言第1章过程控制系统概述1．1过程控制系统组成及特点1．1．1过程控制认识1．1．2过程控制系统组成1．1．3过程控制的特点1．2过程控制系统分类性能指标1．2．1过程控制系统的分类1．2．2过程控制的性能指标1．3过程控制技术的发展1．3．1过程控制仪表的发展1．3．2计算机在过程控制中的应用及发展1．3．3过程控制理论的发展1．3．4我国过程控制技术的发展1．4本课程的地位和任务1．4．1本课程的地位1．4．2本课程的任务1．4．3过程控制的设计习题与思考题第2章过程检测仪表2．1检测仪表组成及接线方式2．1．1检测仪表组成2．1．2过程检测仪表的接线方式2．2测量误差及处理2．2．1测量误差的基本概念2．2．2测量变送中的几个问题2．2．3测量信号的处理2．3安全防爆基础2．3．1危险场所划分2．3．2防爆安全栅2．4温度检测2．4．1接触式与非接触式测温2．4．2热电偶2．4．3热电阻2．4．4集成式温度传感器2．4．5接触式测温元件的选型与安装2．5压力检测2．5．1弹性式压力检测2．5．2应变片式压力检测2．5．3压阻式压检测2．5．4压力表的选择与安装2．6流量检测2．6．1容积式流量计2．6．2节流式流量计2．6．3浮子式流量计2．6．4涡轮流量计2．6．5漩涡(涡街)流量计2．6．6电磁流量计2．6．7超声波流量计2．6．8质量流量计2．6．9多相流体的流量测量2．7物位测量2．7．1浮力式液位测量2．7．2静压式液位测量2．7．3电容式物位测量2．7．4超声波式物位测量2．7．5雷达式物位测量2．7．6核辐射式物位计2．7．7光纤式液位测量2．7．8多相界面的测量2．8成分测量2．8．1热导式气体成分测量2．8．2红外式气体成分测量2．8．3氧化锆氧量成分测量2．8．4气相色谱成分测量2．8．5工业电导仪2．8．6工业酸度计2．8．7浊度的检测2．9过程控制中的软测量技术2．9．1软测量技术2．9．2软测量方法2．9．3基于人工神经网络的软测量习题与思考题第3章过程执行器3．1调节阀3．1．1电动执行机构3．1．2气动执行机构3．1．3调节阀的流通能力3．1．4调节阀的流量特性3．1．5调节阀的选择3．2变频器3．2．1变频器原理3．2．2变频器在过程控制中的应用习题与思考题第4章被控过程4．1被控过程特性4．1．1自衡过程与非自衡过程4．1．2单容和多容过程4．1．3振荡和非振荡过程4．1．4具有反向特性的过程4．2过程特性对控制品质的响4．2．1增益(放大系数)K的影响4．2．2时间常数T的影响4．2．3时滞r的影响4．3被控过程数学模型4．3．1建立过程数学模型的目的4．3．2过程数学模型的求取方法4．3．3过程被控变量的选择4．3．4过程输入变量的选择4．3．5数学模型的无因次化4．4过程建模4．4．1机理建模4．4．2时域法建模4．4．3频域法建模4．4．4最小二乘法建模习题与思考题第5章常规过程控制策略5．1开关控制5．1．1可编程序逻辑控制器简介5．1．2PLC在过程控制中的应用5．2PID控制5．2．1模拟式PID调节器5．2．2数字式PID调节器5．2．3改进的PID算法5．3PID参数的整定5．3．1参数整定原则5．3．2参数整定方法5．4PID调节器控制规律的选择5．4．1根据过程特性选择调节器控制规律5．4．2根据ro／To比值选择调节器控制规律5．4．3控制器正／反作用选择5．5过程控制系统的投运与维护习题与思考题第6章先进过程控制策略6．1模控制6．1．1理想内模控制器6．1．2实际内模控制器6．2模型预测控制6．2．1模型预测控制的特点6．2．2模型算法控制6．2．3动态矩阵控制6．3模糊控制6．3．1模糊逻辑基础6．3．2模糊控制系统6．3．3模糊控制器设计6．4神经网络控制6．4．1神经网络概念6．4．2神经网络控制6．5专家控制6．5．1专家系统概述6．5．2专家控制系统6．5．3专控制器习题与思考题第7章串级控制系统7．1串级控制系统结构7．1．1串级控制问题的提出7．1．2串级控制系统结构7．2串级控制系统分析7．2．1减小了被控对象的等效时间常数7．2．2提高了系统工作频率7．2．3对负载变化具有一定的自适应能力7．3串级控制系统设计7．3．1设计原则7．3．2主、副控制器选择7．3．3串级控制系统的整定7．4串级控制系统设计举例习题与思考题第8章复杂过程控制系统8．1前馈控制系统8．1．1前馈控制的原理和特点8．1．2前馈控制系统的结构形式8．1．3前馈控制的应用8．2时间滞后控制系统8．2．1史密斯预估补偿方案8．2．2采样控制方案8．3解耦控制系统8．3．1多变量系统中的耦合与解耦8．3．2相对增益8．3．3耦合系统的解耦设计方法8．3．4解耦系统的简化8．4比值控制系统8．4．1单闭环比值控制8．4．2双闭环比值控制8．4．3变比值控制8．5均匀控制系统8．6超弛控制系统8．7分程控制系统8．8阀位控制系统习题与思考题第9章计算机过程控制系统9．1计算机过程控制系统的特点和构成9．1．1计算机过程控制系统的特点9．1．2计算机过程控制系统的发展趋势9．1．3计算机过程控制系统的构成9．2计算机过程控制系统的应用型式9．2．1巡回检测与数据处理9．2．2直接数字控制系统9．2．3监督控制系统9．2．4集散控制系统9．3集散控制系统9．3．1DCS的体系结构9．3．2DCS的基本组成9．3．3典型DCS简介9．4基于PLC的监督控制与数据采集系统9．4．1PLC-SCADA系统和DCS的比较9．4．2组态软件9．4．3基于Web的远程监控9．5现场总线技术9．5．1现场总线及其特点9．5．2现场总线通信模型9．5．3常见现场总线简介9．5．4现场总线控制系统9．6计算机信息集成技术9．6．1计算机信息集成概述9．6．2实时数据库与关系数据库的集成9．6．3企业信息集成系统习题与思考题参考文献附录A过程控制SAMA图附录B过程控制仪表号附录C过程控制部分专业术语中英文对照表

本书以过程控制系统组成和结构为线索，介绍了过程控制的基本概念，过程控制常用仪表的原理和工程选用，过程对象及建模方法，过程执行器的原理和选择，过程控制器的设计和整定及先进过程控制策略，串级过程控制系统，各种复杂过程控制系统的控制方案与工程设计，计算机过程控制系统的原理、组成与应用等。本书除过程控制的基础知识外，还介绍了基于计算机及先进控制理论等在内的过程控制新技术，如现场总线技术、组态软件以及控制与管理信息集成技术等。本书可作为高等院校自动控制、工业自动化及相关专业高年级本科生的教材，也可供有关工程技术人员参考。