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第1章 流体控制概论1

1.1 流体控制的基本原理1

1.2 本书的内容安排2

1.3 控制系统概述2

1.3.1 控制系统的分类2

1.3.2 控制系统的基本组成3

1.3.3 测量方法和测量装置4

1.3.4 控制方法和运算处理装置5

1.3.5 控制的执行方法和执行装置7

1.3.6 控制系统各要素的关系7

1.3.7 控制系统的人机界面8

1.4 控制系统的发展9

1.4.1 控制系统的发展历史9

1.4.2 仪表控制系统的基本概念10

1.4.3 早期的仪表控制系统——基地式仪表13

1.4.4 近代仪表控制系统——单元式组合仪表13

1.4.5 数字式单回路调节器SLC15

1.4.6 计算机控制系统16

1.4.7 控制系统从模拟技术向数字技术的演进17

1.4.8 分布式控制系统的产生及其特点19

1.4.9 现场总线控制系统的产生及控制系统的全面数字化21

第2章 流体控制机械24

2.1 调节阀的组成及分类24

2.2 传统的阀26

2.2.1 阀的类型26

2.2.2 阀芯结构30

2.3 执行机构32

2.3.1 气动执行机构32

2.3.2 电动执行机构35

2.4 数字阀39

2.4.1 工作原理和结构39

2.4.2 数字阀的特点40

2.5 调节阀的流量系数42

2.5.1 流量系数的定义及其物理意义42

2.5.2 流量系数计算公式43

2.6 调节阀结构特性和流量特性48

2.6.1 调节阀的结构特性48

2.6.2 调节阀的流量特性50

2.7 调节阀的选型55

2.7.1 阀的选择56

2.7.2 执行机构的选择56

2.7.3 调节阀作用方式的选择58

2.7.4 调节阀流量特性的选择59

2.7.5 调节阀口径的确定61

2.8 泵和风机64

2.8.1 泵与风机主要的控制参数64

2.8.2 通用性能曲线66

2.8.3 泵与风机的变速调节67

2.8.4 泵与风机变速的实现形式68

第3章 交流变频调速69

3.1 交流调速的基本类型69

3.1.1 交流异步电动机调速方式69

3.1.2 异步电动机调速系统分类69

3.1.3 交流同步电动机调速系统的基本类型70

3.1.4 变频调速的现实意义70

3.2 变频调速的概念70

3.2.1 转速与频率的关系70

3.2.2 实现变频调速的必要条件71

3.2.3 高水平的控制是变频调速的基础71

3.3 变频变压调速的基本控制方式71

3.3.1 电动机要求主磁通不变的原因71

3.3.2 保持Eg/f1为常数的控制方式72

3.3.3 保持U1/f1=常数的控制方式72

3.3.4 恒功率控制方式73

3.4 变频器的分类74

3.4.1 按变流环节不同分类74

3.4.2 按直流电路的滤波方式分类77

3.4.3 按电压的调制方式分类78

3.4.4 按控制方式分类82

3.4.5 按输入电流的相数分类83

3.5 变频器的基本结构84

3.5.1 变频器的主电路84

3.5.2 变频器的控制电路85

3.6 变频器功能综述87

3.6.1 频率给定功能88

3.6.2 控制方式的选择功能88

3.6.3 升速和降速功能89

3.6.4 变频器的控制功能91

3.6.5 变频器的保护功能91

3.6.6 变频器的功能预置92

3.7 MICROMASTER440变频器93

3.7.1 MM440通用型变频器的特点93

3.7.2 MM440变频器的电路结构94

3.7.3 MM440变频器与电源和电动机的连接97

第4章 可编程控制器99

4.1 可编程序控制器概述99

4.1.1 PLC的产生99

4.1.2 PLC的定义100

4.1.3 PLC的特点100

4.1.4 PLC的应用领域101

4.1.5 PLC的分类102

4.1.6 PLC的主要技术指标103

4.1.7 PLC的发展阶段104

4.1.8 PLC的发展趋势105

4.2 PLC的基本组成106

4.2.1 PLC的基本组成部分106

4.2.2 PLC系统的等效电路110

4.2.3 PLC与继电器控制系统的区别111

4.3 PLC的工作原理112

4.3.1 PLC的工作方式与运行框图112

4.3.2 PLC的工作过程113

4.3.3 PLC对输入/输出的处理原则115

4.4 PLC的软件115

4.4.1 软件的分类115

4.4.2 应用软件的编程语言116

4.5 PLC控制系统的设计118

4.5.1 PLC控制系统的设计原则与选用依据118

4.5.2 PLC控制系统的设计步骤118

4.6 S7—300系列PLC的硬件121

4.6.1 S7—300系列PLC的组成部件121

4.6.2 S7—300的系统结构122

4.6.3 寻址123

4.7 STEP7编程124

4.7.1 STEP7的程序结构124

4.7.2 数据类型127

4.7.3 符号编址130

4.7.4 STEP7指令系统简介131

第5章 现场总线控制系统136

5.1 现场总线的含义和产生136

5.1.1 现场总线的含义136

5.1.2 现场总线的产生137

5.2 FCs的含义和产生140

5.2.1 FCS的含义141

5.2.2 FCS的产生141

5.2.3 FCS的变革143

5.3 FCS的特点和优点144

5.3.1 系统的分散性144

5.3.2 系统的开放性145

5.3.3 产品的互操作性145

5.3.4 环境的适应性145

5.3.5 使用的经济性145

5.3.6 维护的简易性145

5.3.7 系统的可靠性146

5.4 FCS的体系结构146

5.4.1 FCS的层次结构146

5.4.2 FCS的硬件结构147

5.4.3 FCS的软件结构148

5.4.4 FCS的网络结构149

5.5 现场总线的设备149

5.5.1 现场总线仪表150

5.5.2 现场总线辅助设备151

5.5.3 现场总线接口151

5.6 现场总线仪表的应用块151

5.6.1 现场总线仪表的资源块152

5.6.2 现场总线仪表的变换块152

5.6.3 现场总线仪表的功能块153

5.7 现场总线控制回路的构成155

5.7.1 简单控制回路的构成155

5.7.2 复杂控制回路的构成156

参考文献158