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1 过程控制系统1

1.1 过程控制系统概述1

1.1.1 过程控制系统基本组成1

1.1.2 过程控制系统常用术语2

1.1.3 过程控制系统方框图3

1.1.4 管道及仪表流程图4

1.2 过程控制系统的分类7

1.2.1 开环控制系统与闭环控制系统7

1.2.2 按设定值变化规律分类9

1.3 过渡过程和品质指标9

1.3.1 过渡过程的基本形式9

1.3.2 控制系统品质指标10

本章小结12

习题13

2 检测仪表的基本知识14

2.1 测量过程与测量误差14

2.1.1 测量过程14

2.1.2 测量误差15

2.2 检测仪表的品质指标18

2.3 测量系统中常见的信号类型21

2.4 化工检测的发展趋势22

本章小结23

习题23

3 压力检测25

3.1 压力的单位及测量仪表25

3.1.1 压力的概述25

3.1.2 压力表的分类27

3.2 弹性式压力表28

3.2.1 弹性元件28

3.2.2 弹簧管式压力表29

3.3 应变片式压力表31

3.4 压力（差压）变送器32

3.4.1 电容式压力（差压）变送器32

3.4.2 扩散硅压力（差压）变送器34

3.4.3 智能型压力（差压）变送器34

3.5 典型压力表的选用与安装36

本章小结37

习题38

4 流量检测39

4.1 流量概述39

4.1.1 流量的基本概念39

4.1.2 流量计的分类40

4.2 差压式流量计40

4.2.1 测量原理41

4.2.2 节流装置43

4.2.3 差压式流量计的安装44

4.3 转子流量计47

4.3.1 测量原理47

4.3.2 转子流量计的特点48

4.3.3 转子流量计的安装48

4.4 电磁流量计49

4.4.1 电磁流量计的工作原理49

4.4.2 电磁流量计的特点50

4.4.3 电磁流量计的安装51

4.5 涡街流量计51

4.5.1 涡街流量计的工作原理51

4.5.2 涡街流量计的选型与安装52

4.6 涡轮流量计53

4.6.1 涡轮流量计的工作原理53

4.6.2 涡轮流量计的安装53

4.7 超声波流量计54

4.7.1 超声波的基本知识54

4.7.2 超声波流量计的工作原理55

4.7.3 超声波流量计的选型与应用57

4.8 椭圆齿轮流量计57

4.9 质量流量计59

本章小结61

习题61

5 物位检测63

5.1 物位测量的意义及主要类型63

5.1.1 物位测量概述63

5.1.2 物位测量仪表主要类型64

5.2 差压式液位计65

5.2.1 差压式液位计测量原理65

5.2.2 零点迁移问题66

5.2.3 法兰式差压变送器67

5.3 电容式物位计68

5.3.1 电容式液位计68

5.3.2 电容式料位计70

5.3.3 电容式物位计选型和使用70

5.4 超声波液位计71

5.5 雷达液位计73

5.5.1 雷达液位计工作原理73

5.5.2 雷达液位计特点74

5.5.3 雷达液位计的安装注意事项74

本章小结74

习题75

6 温度检测76

6.1 温度概述76

6.2 热电偶温度计79

6.3 热电阻温度计88

6.4 温度计的选型91

6.5 温度变送器91

本章小结92

习题93

7 对象特性与建模94

7.1 被控对象数学模型94

7.1.1 微分方程的建立94

7.1.2 拉氏与拉氏反变换96

7.1.3 传递函数98

7.2 过程控制系统典型对象特性100

7.2.1 一阶对象特性100

7.2.2 积分对象101

7.2.3 时滞对象103

本章小结104

习题105

8 基本控制规律106

8.1 过程控制系统基本控制规律106

8.1.1 比例控制规律106

8.1.2 积分控制规律108

8.1.3 微分控制规律110

8.2 PID参数对过渡过程的影响113

8.2.1 比例度对过渡过程品质的影响113

8.2.2 积分时间对过渡过程的影响114

8.2.3 微分时间对过渡过程的影响115

本章小结115

习题116

9 执行器117

9.1 执行器概述117

9.1.1 执行器在自动控制系统中的作用117

9.1.2 执行器的分类及特点117

9.1.3 执行器的构成118

9.2 执行机构118

9.2.1 气动执行机构118

9.2.2 电动执行机构120

9.3 调节机构121

9.3.1 直行程式的调节机构122

9.3.2 角行程式的调节机构123

9.3.3 调节阀的流量特性123

9.4 阀门定位器126

9.5 调节阀的选择127

9.5.1 结构形式的选择127

9.5.2 气开／气闭形式的选择128

9.5.3 调节阀口径大小的选择129

本章小结129

习题129

10 简单控制系统131

10.1 简单控制系统构成131

10.2 简单控制系统被控变量与操纵变量的选择131

10.2.1 简单控制系统被控变量的选择131

10.2.2 简单控制系统操纵变量的选择133

10.3 简单控制系统控制规律的选取135

10.4 简单控制系统的投运和工程整定137

10.4.1 过程控制系统投运前的准备137

10.4.2 过程控制系统的投运138

10.4.3 调节器的参数整定及整定中应注意的问题139

本章小结144

习题144

11 复杂控制系统146

11.1 串级控制系统146

11.1.1 串级控制系统的构成146

11.1.2 串级控制系统特点及应用场合148

11.1.3 串级控制系统的设计149

11.1.4 串级控制的投运及参数整定151

11.2 比值控制系统152

11.2.1 比值控制系统的概念152

11.2.2 比值控制系统的类型153

11.2.3 比值系数的计算156

11.2.4 比值控制系统的投运和参数整定156

11.3 前馈控制系统157

11.3.1 前馈控制系统的特点157

11.3.2 前馈控制系统主要结构形式159

11.4 分程控制系统160

11.4.1 分程控制的概念160

11.4.2 分程控制的应用161

11.4.3 分程控制应用中的几个问题163

本章小结164

习题165

12 集散控制系统166

12.1 集散控制系统概述166

12.1.1 集散控制系统主要特点166

12.1.2 集散控制系统的发展概况168

12.1.3 集散控制系统的结构体系168

12.2 集散控制系统的硬件结构169

12.2.1 Experion PKS的系统构成169

12.2.2 现场控制站的组成171

12.3 软件组态173

12.3.1 工程组态概述173

12.3.2 硬件组态176

12.3.3 配置PM I/0卡件178

12.3.4 建立CM模块179

12.3.5 控制策略组态179

12.3.6 控制策略的下装181

12.4 操作站182

12.4.1 操作站概述182

12.4.2 Station登录182

12.4.3 Group184

12.4.4 Trends186

12.5 流程画面组态187

12.5.1 概述187

12.5.2 组态画面188

本章小结189

习题189

13 典型化工单元控制方案191

13.1 流体输送设备的控制191

13.1.1 离心泵的控制191

13.1.2 压缩机的控制194

13.2 换热器的控制195

13.2.1 蒸汽加热器的控制196

13.2.2 加热炉的控制198

13.3 精馏塔的控制200

13.3.1 精馏塔的控制目标200

13.3.2 精馏塔质量指标的选择202

13.3.3 精馏塔的控制203

本章小结208

习题209

参考文献210