本书特色如下:

(1)努力反映自动化领域的新技术和新成果近年来,自动化技术的发展日新月异,各种先进的控制系统和新型的自动化仪表层出不穷。本书对那些已显陈旧的内容进行了删减,增加了新型仪表和先进控制系统方面的内容,以反映自动化领域的新技术和新成果。

(2)语言简洁,层次清晰,可读性强

过程控制系统及仪表的分析和设计需要较多的理论基础,但对工艺技术人员来说,需要了解和掌握的是控制系统和仪表的基本原理及应用特性。本书用较少的数学推导,简洁的文字,配以适量的图片来呈现过程控制系统及仪表的基本内容和知识,通俗易懂。

(3)突出重点,注重实用

过程控制系统及仪表的内容十分丰富,本书以突出重点、注重实用为原则,力求反映基本概念、基本内容及新成果,达到学以致用、融会贯通的目的。

(4)配套课件,方便教学

本书配套资源丰富,包含多媒体课件和题库课件等。在使用过程中,编者将对配套课件逐渐升级,完善服务。

第1篇 过程控制基础知识 

第1章 绪 论 /2

 1.1 生产过程自动化概述 /2

 1.1.1 生产过程及其特点 /2

 1.1.2 生产过程对控制的要求 /3

 1.1.3 生产过程自动化的发展历程 /4

 1.2 过程控制系统的组成及分类 /5

 1.2.1 过程控制系统的组成 /5

 1.2.2 过程控制系统的分类 /7

 1.3 过程控制系统的方块图与工艺控制流程图 /7

 1.3.1 过程控制系统的方块图 /7

 1.3.2 过程控制系统的工艺控制流程图 /9

 1.4 过程控制系统的过渡过程和性能指标 /11

 1.4.1 过程控制系统的过渡过程 /11

 1.4.2 过程控制系统的性能指标 /13

 习 题 /15

第2章 被控对象的特性 /17

 2.1 概 述 /17

 2.1.1 基本概念 /17

 2.1.2 被控对象的阶跃响应特性 /19

 2.2 被控对象特性的数学描述 /21

  2.2.1 一阶对象的机理建模及特性分析 /21

  2.2.2 二阶对象的机理建模及特性分析 /25

  2.2.3 纯滞后对象的机理建模及特性分析 /27

 2.3 被控对象的实验测试建模 /28

 2.3.1 阶跃响应曲线的获取 /29

  2.3.2 一阶纯滞后对象特性参数的确定 /30

 2.3.3 二阶对象特性参数的确定 /31

 习 题 /32

第 2 篇 过程自动化装置

第3章 过程测量仪表 /36

 3.1 测量仪表中的基本概念 /36

 3.1.1 测量过程及测量仪表 /36

 3.1.2 检测系统的基本特性及性能指标 /37

 3.2 温度测量 /40

 3.2.1 概 述 /40

 3.2.2 热电偶温度计 /41

 3.2.3 热电阻温度计 /47

 3.2.4 温度测量仪表的选用 /49

 3.2.5 温度变送器 /50

 3.2.6 一体化温度变送器 /51

 3.2.7 智能温度变送器 /52

 3.3 压力测量 /52

 3.3.1 概 述 /52

 3.3.2 弹性式压力表 /54

 3.3.3 电容式压力变送器 /56

 3.3.4 扩散硅压力变送器 /57

 3.3.5 智能差压变送器 /58

 3.3.6 压力表的选择和使用 /60

 3.4 流量测量 /61

 3.4.1 概 述 /61

 3.4.2 差压式流量计 /63

 3.4.3 容积式流量计 /68

 3.4.4 浮子式流量计 /69

 3.4.5 电磁流量计 /70

 3.4.6 涡街流量计 /71

 3.5 物位测量 /72

 3.5.1 概 述 /72

3.5.3 磁浮子式液位计 /76

 3.5.4 电容式物位计 /78

 3.5.5 其他物位测量仪表 /79

 3.6 显示仪表 /80

 3.6.1 概 述 /80

 3.6.2 模拟式显示仪表 /80

 3.6.3 数字式显示仪表 /82

 3.6.4 智能化、数字化记录仪 /84

 习 题 /86

第4章 过程控制仪表 /88

 4.1 基本控制规律 /88

 4.1.1 位式控制 /88

 4.1.2 比例控制 /90

 4.1.3 比例积分控制 /93

 4.1.4 比例微分控制 /95

 4.1.5 比例积分微分控制 /98

 4.2 DDZ-Ⅲ型调节器 /99

 4.2.1 主要功能 /99

 4.2.2 构成原理 /99

 4.3 可编程调节器 /101

 4.3.1 KMM 可编程调节器的构成 /102

 4.3.2 KMM 可编程调节器的主要功能 /103

 4.3.3 正面板和侧面板 /110

 4.4 可编程控制器 /114

 4.4.1 可编程控制器的产生与发展 /114

 4.4.2 可编程控制器的应用场合 /115

  4.4.3 可编程控制器的构成、分类及工作过程 /116

 4.4.4 可编程控制器的编程语言 /117

 4.4.5 可编程控制器选型基本原则 /118

 4.4.6 松下 FP1可编程控制器 /121

 习 题 /130

第5章 过程执行仪表 /131

 5.1 概 述 /131

 5.2 执行机构 /132

 5.2.1 气动执行机构 /132

 5.2.2 电动执行机构 /134

 5.3 调节机构 /135

 5.3.1 常用调节机构及特点 /135

 5.3.2 流量系数与可调比 /138

 5.3.3 流量特性 /140

 5.4 电-气转换器和阀门定位器 /145

 5.4.1 电-气转换器 /145

 5.4.2 阀门定位器的主要用途 /147

 5.4.3 电-气阀门定位器 /148

 习 题 /148

第 3 篇 过程控制系统

第6章 简单控制系统 /151

 6.1 概 述 /151

 6.2 被控变量的选择 /152

 6.3 操纵变量的选择 /154

  6.3.1 对象静态特性对控制质量的影响 /155

  6.3.2 对象动态特性对控制质量的影响 /156

 6.3.3 选择操纵变量的原则 /156

 6.4 控制系统中的测量变送问题 /157

  6.4.1 测量变送问题对控制质量的影响 /157

 6.4.2 克服测量变送问题的措施 /159

 6.5 执行器的选择 /160

 6.5.1 阀流量特性的选择 /160

 6.5.2 执行器开闭形式的选择 /161

 6.6 控制器的选择 /162

 6.6.1 控制规律的选择 /162

 6.6.2 控制器正反作用的确定 /164

 6.7 控制系统的投运及控制器参数的整定 /165

 6.7.1 控制系统的投运 /165

 6.7.2 控制器参数的整定 /166

 习 题 /169

第7章 复杂控制系统 /172

 7.1 串级控制系统 /172

 7.1.1 串级控制系统的结构 /172

 7.1.2 串级控制系统的工作过程 /175

  7.1.3 串级控制系统的特点及应用场合 /176

  7.1.4 串级控制系统设计中的几个问题 /177

 7.1.5 串级控制系统的整定 /180

7.2 比值控制系统 /181

 7.2.1 概 述 /181

 7.2.2 比值控制系统的类型 /181

 7.3 前馈控制系统 /185

 7.3.1 概 述 /185

 7.3.2 前馈控制系统的结构形式 /186

 7.3.3 前馈控制系统的应用 /189

 7.4 均匀控制系统 /190

 7.4.1 均匀控制问题的提出 /190

 7.4.2 均匀控制的特点 /190

 7.4.3 均匀控制系统的结构形式 /191

 7.5 分程控制系统 /192

 7.5.1 基本概念 /192

 7.5.2 分程控制系统的应用场合 /194

 7.6 选择性控制系统 /196

 7.6.1 基本概念 /196

 7.6.2 选择性控制系统的实例分析 /196

 7.7 多冲量控制系统 /197

 习 题 /199

第8章 先进过程控制系统介绍 /202

 8.1 软测量技术 /202

 8.1.1 辅助变量的选择 /203

 8.1.2 数据采集与处理 /203

 8.1.3 软测量模型的建立 /203

 8.1.4 模型校正 /204

 8.2 时滞补偿控制 /204

 8.2.1 Smith预估补偿控制 /204

 8.2.2 控制实施中的若干问题 /205

 8.3 解耦控制 /205

 8.3.1 耦合现象的影响及分析 /205

 8.3.2 解耦控制方法 /206

 8.4 预测控制 /207

 8.4.1 预测控制的基本原理 /208

 8.4.2 预测控制工业应用 /209

 8.5 自适应控制 /209

 8.5.1 自校正控制系统 /209

 8.5.2 模型参考自适应控制系统 /210

 8.6 推断控制 /211

 8.7 模糊控制 /212

 8.7.1 模糊控制的特点 /212

 8.7.2 模糊控制的结构 /212

 8.8 神经网络控制 /215

 8.8.1 神经元模型 /215

 8.8.2 人工神经网络 /216

 8.8.3 神经网络在控制中的应用 /216

 8.9 故障诊断与容错控制 /217

 8.9.1 故障检测与诊断 /217

 8.9.2 容错控制 /218

 习 题 /218

第 4 篇 计算机控制系统

第9章 计算机控制系统基础 /221

 9.1 概 述 /221

 9.2 系统的硬件组成 /222

 9.3 系统的软件组成 /225

 9.3.1 过程检测 /225

 9.3.2 过程控制 /227

 9.3.3 组态软件 /229

 习 题 /234

第10章 常用计算机控制系统介绍 /235

 10.1 概 述 /235

 10.1.1 数据采集系统 /235

 10.1.2 操作指导控制系统 /236

 10.1.3 直接数字控制系统 /236

 10.1.4 监督计算机控制系统 /237

 10.2 工业控制计算机 /237

 10.2.1 结构组成 /237

 10.2.2 功能特点 /238

 10.3 分散控制系统 /239

 10.3.1 结构组成 /239

 10.3.2 功能特点 /243

 10.3.3 应用举例 /244

 10.4 现场总线控制系统 /248

 10.4.1 结构组成 /248

 10.4.2 功能特点 /250

 10.4.3 应用举例 /250

 习 题 /253