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第1章 绪论1

1.1概述1

1.2过程控制系统2

1.2.1过程控制系统的组成2

1.2.2过程控制系统的分类3

1.2.3过程控制系统结构及方框图6

1.2.4控制工艺图的组成及符号解释7

1.3过渡过程及品质指标9

3.1稳态性能指标9

1.3.2动态性能指标10

1.4小结13

习题13

第2章 过程建模与过程特性14

2.1典型受控过程14

2.1.1过程的数学描述14

2.1.2纯滞后过程15

2.1.3单容过程15

2.1.4多容过程16

2.1.5具备反向特性的过程16

2.1.6不稳定过程18

2.1.7过程特性参数18

2.2过程数学模型建立19

2.2.1机理建模方法19

2.2.2实验建模方法22

2.3小结27

习题28

第3章 简单控制系统29

3.1简单控制系统结构组成29

3.1.1储液罐液位控制系统29

3.1.2蒸汽加热器温度控制系统32

3.1.3简单控制系统组成34

3.2简单控制系统的设计36

3.2.1简单控制系统设计举例36

3.2.2系统设计原则与步骤38

3.2.3对象特性对控制质量的影响38

3.2.4被控变量的选择39

3.2.5操纵变量的选择40

3.2.6控制系统的调试与投运40

3.3控制器及其参数整定41

3.3.1三种常规的控制规律41

3.3.2控制器的选型46

3.3.3控制器参数的工程整定47

3.4调节阀51

3.4.1气动调节阀的结构51

3.4.2调节阀流量特性52

3.4.3气动调节阀选型53

3.5小结56

习题56

第4章 复杂控制系统58

4.1串级控制系统58

4.1.1工作原理及分析58

4.1.2系统设计64

4.1.3调节器选型及参数整定67

4.2前馈控制系统68

4.2.1前馈控制系统的几种结构形式70

4.2.2前馈控制规律的实施73

4.3大迟延过程系统75

4.3.1常规控制方案的设计与实现75

4.3.2预估补偿控制方案的设计与实现75

4.4比值控制系统76

4.4.1比值控制系统的类型78

4.4.2比值系数的计算81

4.4.3比值控制方案的实施81

4.4.4比值控制系统的投运和整定84

4.5均匀控制系统84

4.5.1均匀控制系统的由来和目的84

4.5.2均匀控制的特点85

4.5.3均匀控制方案86

4.6分程控制系统89

4.6.1分程控制系统的基本概念89

4.6.2分程控制系统的方案实施92

4.7选择性控制系统93

4.7.1概述93

4.7.2选择控制设计应用93

4.7.3其他选择控制系统95

4.8阀位控制系统97

4.8.1概述97

4.8.2阀位控制系统的工作原理98

4.9非线性控制系统98

4.10小结101

习题101

第5章 过程计算机控制系统103

5.1计算机控制系统的组成及103

分类103

5.1.1计算机控制系统的组成103

5.1.2计算机控制系统的分类103

5.2分布式计算机控制系统105

5.2.1概述105

5.2.2 DCS的网络结构及功能106

5.2.3 DCS的硬件结构及功能106

5.2.4 DCS的软件结构及功能108

5.2.5 DCS的工程化设计112

5.3典型DCS控制系统116

5.3.1和利时DCS控制系统116

5.3.2 Honeywell PKS控制系统120

5.4小结123

习题123

第6章 流体输送设备控制124

6.1泵和压缩机的基本控制124

6.1.1离心泵的工作原理125

6.1.2离心泵的工作特性126

6.1.3离心泵的控制方案128

6.2离心压缩机防喘振控制130

6.2.1离心压缩机的喘振130

6.2.2离心压缩机防喘振控制系统的设计132

6.2.3测量出口流量的可变极限流量防喘振控制135

6.2.4离心压缩机串并联时的防喘振控制135

6.3小结137

习题137

第7章 反应器控制139

7.1概述139

7.1.1化学反应的基本规律139

7.1.2反应器温度数学模型139

7.2反应器的基本控制方案141

7.2.1反应器的出料压力控制141

7.2.2反应器的串级控制与分段温度控制141

7.3典型反应器的控制方案142

7.3.1绝热反应器的控制方案142

7.3.2聚合反应器的控制方案143

7.3.3连续反应器的控制方案144

7.4小结146

习题146

第8章 传热设备控制147

8.1概述147

8.1.1热量传递的三种方式147

8.1.2换热设备的结构类型148

8.1.3换热设备的特性150

8.2换热器控制152

8.2.1控制方案的确定152

8.2.2传热设备简单控制方案的实现152

8.2.3传热设备复杂控制方案的实现156

8.3加热炉控制159

8.3.1加热炉的单回路控制方案159

8.3.2加热炉的串级控制方案160

8.4小结161

习题161

第9章 精馏塔控制系统162

9.1概述162

9.1.1精馏原理162

9.1.2连续精馏装置和流程162

9.2精馏塔的控制要求163

9.3影响精馏过程的因素164

9.3.1精馏塔的扰动分析164

9.3.2精馏塔的静态特性164

9.3.3精馏塔的动态特性165

9.3.4精馏塔被控变量的选择167

9.4精馏塔的基本控制169

9.4.1产品质量的开环控制169

9.4.2按精馏段指标的控制170

9.4.3按提馏段指标的控制172

9.4.4精馏塔的塔压控制173

9.5小结175

习题175

第10章 火力发电厂大型单元机组的自动控制176

10.1大型单元机组的生产过程及其对控制的要求176

10.2单元机组控制系统178

10.2.1锅炉跟踪方式178

10.2.2汽机跟踪方式178

10.2.3机炉协调方式179

10.3锅炉燃烧系统的控制180

10.3.1燃烧过程自动控制任务180

10.3.2蒸汽压力控制和燃料与空气比值控制系统181

10.3.3燃烧过程中烟气氧含量闭环控制181

10.3.4双交叉燃烧控制184

10.3.5炉膛负压控制与安全保护系统185

10.4锅炉给水控制系统186

10.4.1锅炉汽包水位的动态特性187

10.4.2锅炉汽包水位的控制188

10.5蒸汽温度控制系统193

10.5.1汽温调节对象动态特性193

10.5.2蒸汽温度控制系统196

10.5.3 1000MW超超临界机组过热蒸汽温度控制实例197

10.6小结199

习题200

第11章 冶金工业过程控制201

11.1氧化转炉炼钢控制201

11.1.1顶吹供氧控制系统201

11.1.2底吹供气控制系统202

11.1.3炉口微差压及煤气回收控制系统203

11.2初轧生产过程的控制205

11.2.1均热炉的控制205

11.2.2轧制规程自动控制206

11.3烧成预测控制207

11.4小结207

习题207

第12章 间歇过程控制208

12.1间歇生产过程及控制208

12.1.1间歇生产过程特点208

12.1.2间歇生产过程控制系统209

12.2间歇生产过程中的控制211

12.2.1间歇生产过程的特殊控制方法211

12.2.2间歇反应器的控制212

12.3小结215

习题215

参考文献217