过程仪表及自动化

●前言
第1章绪论1
1.1工业过程控制的基本概念1
1.1.1过程自动化及仪表发展概述1
1.1.2自动控制系统的组成及框图2
1.1.3自动控制系统的分类5
1.1.4自动控制系统的过渡过程及品质指标6
1.1.5工艺管道及控制流程图9
1.2过程特性13
1.2.1过程特性的类型13
1.2.2过程的数学描述14
1.2.3过程对象特性的参数16
思考题与习题19
第2章测量仪表及传感器21
2.1概述21
2.1.1测量过程与测量误差21
2.1.2传感器与变送器22
2.1.3仪表的性能指标22
2.1.4工业仪表的分类25
2.1.5仪表防爆的基本知识26
2.2压力检测及仪表29
2.2.1压力单位及测压仪表30
2.2.2弹性式压力计31
2.2.3电气式压力计32
2.2.4压力计的选用及安装38
2.3流量检测及仪表40
2.3.1概述40
2.3.2差压式流量计41
2.3.3转子流量计44
2.3.4椭圆齿轮流量计45
2.3.5涡轮流量计46
2.3.6电磁流量计47
2.3.7涡街流量计48
2.3.8质量流量计49
2.3.9流量仪表的选用50
2.4温度检测及仪表51
2.4.1温标51
2.4.2温度检测的主要方法53
2.4.3热电偶温度计53
2.4.4热电阻温度计59
2.4.5其他温度检测方法及仪表62
2.4.6测温元件的安装63
2.5物位检测及仪表64
2.5.1物位检测的主要方法64
2.5.2静压式物位检测65
2.5.3浮力式物位检测68
2.5.4电气式物位检测69
2.5.5核辐射物位计70
2.5.6声学式物位检测71
思考题与习题71
第3章显示仪表73
3.1模拟显示仪表73
3.1.1自动电子电位差计74
3.1.2自动电子平衡电桥76
3.2数字显示仪表78
3.2.1数字显示仪表分类79
3.2.2数字显示仪表的主要技术指标79
3.2.3数字显示仪表的基本组成80
3.2.4XMZ系列单回路数字显示仪表81
3.3图像显示仪表82
3.3.1无纸记录仪82
3.3.2虚拟显示仪表83
思考题与习题85
第4章控制器86
4.1概述86
4.2基本控制规律及其对系统过渡过程的影响87
4.2.1双位控制87
4.2.2比例控制89
4.2.3积分控制91
4.2.4微分控制92
4.3模拟式控制器94
4.3.1模拟式控制器的基本结构94
4.3.2DDZ-Ⅲ型电动单元控制器94
4.4数字式控制器97
4.4.1数字式控制器的主要特点97
4.4.2数字式控制器的基本构成98
4.5可编程序控制器105
4.5.1概述105
4.5.2可编程序控制器的基本组成107
4.5.3可编程序控制器的编程语言110
4.5.4应用举例114
思考题与习题117
第5章执行器119
5.1概述119
5.1.1执行器的作用119
5.1.2执行器的构成119
5.1.3执行器的分类及特点119
5.1.4执行器的作用方式120
5.2执行机构120
5.2.1气动执行机构120
5.2.2电动执行机构122
5.3控制阀122
5.3.1控制阀结构122
5.3.2控制阀类型123
5.4数字阀和智能控制阀125
5.4.1数字阀125
5.4.2智能控制阀126
思考题与习题126
第6章控制方法127
6.1单回路控制127
6.1.1对象特性127
6.1.2被控变量及操纵变量的选择129
6.1.3滞后对控制系统的影响129
6.1.4调节阀流量特性的选择130
6.1.5阀门定位器的选用131
6.1.6控制器正、反作用的选择132
6.1.7一些常见的控制系统分析132
6.2串级控制134
6.2.1串级控制系统的基本概念及工作过程134
6.2.2串级控制系统的特点135
6.2.3串级控制系统的设计原则136
6.3前馈控制137
6.3.1前馈控制的基本概念137
6.3.2前馈控制模型137
6.3.3前馈-反馈控制140
6.4大纯滞后过程的控制141
6.5具有反向响应过程特性的控制142
6.6比值控制145
6.6.1比值控制的目的145
6.6.2几种常见的比值控制方案145
6.6.3比值控制系统注意事项147
6.6.4数字比值控制系统148
6.7均匀控制148
6.7.1均匀控制的目的和任务148
6.7.2均匀控制方案的实施149
6.8选择性控制149
6.8.1用于设备软保护的选择性控制149
6.8.2其他选择性控制系统151
思考题与习题152
第7章计算机控制系统153
7.1集散控制系统（DCS）153
7.1.1DCS概述153
7.1.2DCS的网络结构154
7.1.3现场控制站155
7.1.4操作站157
7.1.5DCS的软件157
7.2现场总线控制系统159
7.2.1现场总线概述159
7.2.2几种主要现场总线简介161
7.3监控软件173
7.3.1概述173
7.3.2DCS监控层应用功能设计175
思考题与习题177
第8章生产过程控制178
8.1流体输送设备控制178
8.1.1泵的控制178
8.1.2压缩机的控制181
8.1.3防喘振控制系统182
8.2传热设备控制186
8.2.1两侧均无相变的换热器控制方案186
8.2.2载热体进行冷凝的加热器自动控制187
8.2.3冷却剂进行汽化的冷却器自动控制188
8.3精馏塔的自动控制190
8.3.1精馏塔的控制要求和扰动分析190
8.3.2精馏塔被控变量的选择192
8.3.3精馏塔的控制方案194
8.4化学反应器的控制199
8.4.1反应器的控制要求及被控变量的选择199
8.4.2釜式反应器的控制201
8.4.3固定床反应器的控制203
8.4.4流化床反应器的控制204
8.4.5管式裂解反应器的控制205
8.4.6鼓泡床反应器的自动调节210
8.5生化过程控制213
8.5.1常用生化过程控制213
8.5.2青霉素发酵过程控制215
8.5.3啤酒发酵过程控制216
8.5.4合成氨装置过程控制217
思考题与习题221
附录222
附录A常用压力表规格及型号222
附录B铂热电阻分度表223
附录C铜热电阻分度表225
附录D铂铑10-铂热电偶分度表226
附录E镍铬-镍硅热电偶分度表229
参考文献232