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绪论1

第1篇 自动检测仪表11

第1章 测量技术基础12

1.1 测量方法12

1.2 测量误差及测量不确定度12

第2章 温度测量仪表15

2.1 概述15

2.2 电接点温度计18

2.3 热电偶22

2.4 热电阻34

2.5 辐射式测温仪表38

2.6 红外测温仪表45

2.7 红外热像仪46

2.8 光导纤维红外测温仪47

参考文献49

第3章 压力测量仪表50

3.1 压力的概念及单位50

3.2 应变式压力（差压）变送器52

3.3 电容式压力（差压）变送器56

3.4 差动电感压力（差压）变送器60

3.5 振弦式压力（差压）变送器63

3.6 硅谐振式压力（差压）变送器65

3.7 压力开关68

3.8 压力（差压）变送器安装与维护70

参考文献73

第4章 流量测量仪表74

4.1 概论74

4.2 容积式流量计76

4.3 浮子流量计80

4.4 涡轮流量计83

4.5 旋涡流量计89

4.6 电磁流量计96

4.7 超声流量计101

4.8 节流式流量计107

4.9 质量流量计117

4.10 插入式流量计121

4.11 明渠流量计123

4.12 多相流测量127

参考文献139

第5章 物位测量仪表141

5.1 物位测量仪表及分类141

5.2 浮力式液位计141

5.3 差压式液位计146

5.4 电容式物位测量仪表149

5.5 超声波物位测量仪表151

5.6 射线式物位测量仪表153

5.7 雷达物位计155

参考文献159

第6章 在线分析仪表160

6.1 概述160

6.2 热导式气体分析仪161

6.3 红外气体分析仪165

6.4 氧化锆氧分析仪170

6.5 工业色谱分析仪174

6.6 质谱仪及色谱-质谱联用仪178

6.7 pH计186

6.8 工业电导率仪190

6.9 半导体激光气体分析仪194

参考文献201

第7章 机械量测量仪表202

7.1 位移与角度传感器202

7.2 速度测量仪表219

7.3 转矩检测仪表227

7.4 测力称重式仪表236

7.5 核辐射测厚仪表246

7.6 机器视觉250

7.7 陀螺经纬仪253

参考文献257

第8章 显示仪表258

8.1 概述258

8.2 模拟式显示仪表258

8.3 数字显示仪表264

8.4 智能显示仪表267

参考文献269

第9章 执行机构和控制阀270

9.1 执行器270

9.2 气动执行器结构及分类271

9.3 控制阀274

9.4 执行器的选型原则280

9.5 电动执行器282

9.6 智能式执行机构284

参考文献285

第10章 防爆安全技术286

10.1 防爆基础286

10.2 仪表防爆技术292

10.3 防爆仪表通用要求301

10.4 隔爆型仪表306

10.5 本质安全仪表309

10.6 本质安全仪表系统317

参考文献327

第2篇 计算机控制系统329

第1章 可编程控制器PLC336

1.1 概述336

1.2 PLC的硬件系统340

1.3 PLC软件配置350

1.4 PLC应用系统设计356

1.5 PLC应用系统软件设计365

1.6 大中型PLC工程应用实例369

1.7 PLC应用小程序实例374

参考文献376

第2章 集散控制系统DCS377

2.1 概述377

2.2 通信网络381

2.3 主要站点配置385

2.4 异构系统互联407

2.5 IEC 611 31-3标准编程语言413

2.6 高级应用421

2.7 DCS大规模网络设计429

2.8 国内外主要DCS产品434

2.9 系统选型444

2.10 工程应用446

2.11 DCS的抗干扰措施464

2.12 DCS应用案例466

参考文献478

第3章 安全仪表系统SIS479

3.1 概述479

3.2 功能安全概论484

3.3 安全仪表系统的硬件配置498

3.4 安全仪表系统的软件配置506

3.5 安全仪表系统的工程应用541

参考文献556

第4章 成套专用控制系统557

4.1 概述557

4.2 成套专用控制系统的硬件系统558

4.3 成套专用控制系统的软件系统563

4.4 造纸过程成套专用控制系统564

4.5 制药过程成套专用控制系统597

第5章 监控软件617

5.1 概述617

5.2 监控软件主要功能和主要组成模块622

5.3 监控软件的典型应用示例655

5.4 监控软件的发展趋势662

5.5 国内外监控软件产品简介665

参考文献671

第6章 现场总线与工业以太网672

6.1 概述672

6.2 现场总线技术基础674

6.3 主流现场总线技术679

6.4 工业以太网725

6.5 基于现场总线的网络化控制系统与互联技术746

6.6 现场设备管理系统750

6.7 现场总线的工程应用757

参考文献759

第7章 工业物联网技术761

7.1 概述761

7.2 工业物联网关键技术762

7.3 工业物联网相关标准766

7.4 工业物联网典型应用776

参考文献786

第3篇 控制工程方法787

第1章 单回路控制器788

1.1 传统PID控制方法788

1.2 PID控制器的参数整定793

1.3 新型PID控制方法798

1.4 自抗扰控制器805

参考文献811

第2章 先进控制813

2.1 复杂控制系统813

2.2 模型预测控制825

2.3 自适应控制系统852

2.4 最优控制862

2.5 解耦控制869

参考文献875

第3章 智能控制877

3.1 智能控制基础877

3.2 模糊控制880

3.3 神经网络控制905

3.4 专家控制932

参考文献956

第4章 伺服控制958

4.1 伺服系统及控制技术简介958

4.2 电动伺服控制961

4.3 气动伺服控制970

4.4 液压伺服控制978

参考文献990

第5章 间歇控制991

5.1 间歇过程991

5.2 间歇过程的控制994

5.3 间歇过程控制实例——注塑成型过程控制1016

参考文献1037

第4篇 控制工程技术1039

第1章 信号处理和数据校正技术1040

1.1 概述1040

1.2 计算机数字信号处理1041

1.3 过程数据校正1045

参考文献1052

第2章 系统建模技术1054

2.1 概述1054

2.2 机理建模技术1054

2.3 系统辨识技术1057

2.4 智能建模技术1064

2.5 混合建模技术1067

参考文献1070

第3章 软测量技术1072

3.1 软测量的基本概念1072

3.2 基于机理分析的软测量建模技术1073

3.3 基于回归分析的软测量建模技术1082

3.4 基于状态估计的软测量技术1087

3.5 基于支持向量机的软测量建模技术1091

3.6 软测量系统的工程设计1096

参考文献1105

第4章 过程优化技术1106

4.1 最优化问题的基本概念1106

4.2 最优化方法1108

4.3 典型过程优化的工业应用1126

4.4 过程优化商业软件简介1138

参考文献1141

第5章 性能评估技术1142

5.1 性能评估技术简介1142

5.2 控制器性能评估流程1144

5.3 控制器性能评估方法与技术1146

5.4 控制器性能评估工业应用1156

参考文献1160

第6章 故障诊断技术1162

6.1 控制系统故障诊断技术1162

6.2 动设备故障诊断技术1172

6.3 故障预测技术1191

参考文献1196

第7章 安全性技术1198

7.1 概述1198

7.2 功能安全1198

7.3 控制系统网络安全1211

参考文献1216

索引1217