基本信息
作 者：張早校 編 叢 書 名：全國高等院校過程裝備與控制工程專業系列規劃教材 出 版 社：北京大學
內容簡介
《過程控制裝置及系統設計》比較系統地介紹了過程控制裝置及其設計的基本概念及步驟，主要內容包括過程自動控制的基小概念，過程控制系統設計的基本步驟，被控對象的動態特性的描述和建模以及各種動態特性的實驗測定，常規過程控制裝置包括典型變送器、控制器和執行器的工作原理，單迴路控制系統及其參數的整定方法，常用的以前饋、串級、比值、均勻、選擇性控制系統為主的複雜控制系統原理，計算機控制系統構成。同時，介紹了現場匯流排系統、工業乙太網以及智慧型無線儀表與網路以及軟測量等新知識點，還對自動控制系統的一些典型套用做了詳細介紹。
目錄
第1章 基本概念
1.1 過程自動化的主要內容
1.2 自動控制系統的組成
1.3 自動控制系統的框圖
1.3.1 框圖的組成和繪製
1.3.2 環節的基本連線形式
1.3.3 閉環控制系統的框圖
1.4 自動控制系統的分類
1.4.1 按給定值變化規律分類
1.4.2 按控制作用的形式分類
1.4.3 按系統的特性分類
1.4.4 按系統參數是否隨時間變化分類
1.4.5 按控制系統的結構分類
1.4.6 按控制系統閉環迴路的數目分類
1.4.7 按被控變數數目分類
1.5 自動控制系統過渡過程及其品質指標
1.5.1 自動控制系統的過渡過程
1.5.2 過渡過程的品質指標
1.5.3 對自動控制系統的性能基本要求
1.6 過程控制系統設計研究的基本內容
1.6.1 過程控制系統設計步驟
1.6.2 被控變數與輸入變數的選擇
1.6.3 控制方案的確定
1.6.4 硬體設備的選擇
1.6.5 控制器的設定
1.7 過程控制系統套用實例
小結
複習思考題
第2章 被控對象動態特性及實驗測定
2.1 被控對象動態特性
2.1.1 一階系統動態特性與基本參數
2.1.2 二階系統動態特性與基本參數
2.1.3 高階系統動態特性
2.2 被控對象的數學描述
2.2.1 微分方程描述
2.2.2 傳遞函式描述
2.2.3 零極點增益描述
2.2.4 部分分式描述
2.2.5 狀態方程描述
2.3 數學描述的轉換
2.4 建立數學模型的方法
2.4.1 建立數學模型概述
2.4.2 機理演繹法
2.4.3 系統辨識法
2.4.4 混合建模法
2.5 單容液位對象的動態特性和數學描述
2.5.1 有自衡能力的對象
2.5.2 無自衡能力對象
2.6 多容對象的特性、純滯後與容量滯後
2.6.1 雙容對象的特性
2.6.2 雙容對象的有自衡回響
2.6.3 雙容對象的無自衡回響
2.6.4 雙容對象的干擾特性
2.6.5 純滯後
2.6.6 容量滯後
2.7 被控對象特性的實驗測定
2.7.1 實驗測定方法概述
2.7.2 實驗測定的時域法
2.7.3 實驗測定的頻域法
2.7.4 實驗測定的最小二乘法
小結
複習思考題
第3章 過程控制裝置
3.1 概述
3.2 變送器
3.2.1 變送器概述
3.2.2 常用變送器及其工作原理
3.3 控制器
3.3.1 控制器的控制規律
3.3.2 控制器的運算電路
3.4 執行器和防爆柵
3.4.1 執行器
3.4.2 防爆柵
小結
複習思考題
第4章 單迴路控制系統及其控制器參數整定
4.1 單迴路控制系統的組成及分析方法
4.2 被控變數的選擇
4.3 控制變數的選擇
4.3.1 控制變數和干擾
4.3.2 過程靜態特性的分析
4.3.3 過程動態特性的分析
4.3.4 選擇控制參數的一般原則
4.4 控制器控制規律的選擇原則
4.4.1 控制器控制規律的選擇
4.4.2 控制器正反作用的選取
4.5 單迴路控制系統控制器參數的工程整定
4.5.1 臨界比例度法
4.5.2 衰減曲線法
4.5.3 回響曲線法
4.5.4 經驗試湊法
4.6 控制系統的投運及操作中的
常見問題
小結
複習思考題
第5章 複雜控制系統
5.1 前饋控制系統
5.1.1 前饋控制原理
5.1.2 前饋控制系統的特點
5.1.3 前饋控制的主要結構形式
5.1.4 前饋控制系統的參數整定
5.2 串級控制系統
5.2.1 串級控制的基本原理
5.2.2 串級控制系統的主要特點及其套用場合
5.2.3 副迴路的確定
5.2.4 控制器正、反作用的選擇
5.2.5 串級控制系統的控制器參數的工程整定
5.3 比值控制系統
5.3.1 比值控制的基本概念
5.3.2 比值控制系統的類型
5.3.3 比值控制系統的設計和實施方案
5.3.4 比值控制系統的整定
5.4 均勻控制系統
5.4.1 均勻控制系統的組成
5.4.2 控制器的控制規律的選擇
5.4.3 控制器的整定
5.5 選擇性控制系統
5.5.1 選擇性控制系統的原理
5.5.2 選擇性控制系統的類型及套用
5.5.3 控制器的選擇
5.5.4 積分飽和及其防止措施
小結
複習思考題.
第6章 計算機控制系統
6.1 概述
6.2 計算機控制系統的工作原理組成及分類
6.2.1 計算機控制系統的硬體組成
6.2.2 計算機控制系統的軟體組成
6.2.3 計算機控制系統的分類
6.3 直接數字控制系統
6.3.1 基本構成
6.3.2 DDC中的PID算式
6.3.3 *可程式控制器
6.4 集散控制系統
6.4.1 概述
6.4.2 主要特點
6.4.3 基本構成
6.4.4 典型DCS簡介
6.5 現場匯流排控制系統
6.5.1 概述
6.5.2 現場匯流排控制系統的技術特點
6.5.3 幾種典型的現場匯流排
6.5.4 現場匯流排系統的基礎和目標
6.5.5 發展中的現場匯流排系統
6.5.6 一般的現場匯流排結構
6.6 工業乙太網技術
6.6.1 工業乙太網概況
6.6.2 Ethernet套用於工業現場的關鍵技術
6.6.3 工業乙太網協定
6.6.4 工業乙太網的優勢
6.6.5 工業乙太網在控制領域套用現狀
6.7 無線現場儀表與網路
小結
複習思考題
第7章 自動控制系統在生產過程中的套用
7.1 石油加工蒸餾裝置的自動控制系統
7.1.1 常壓爐溫度先進控制
7.1.2 蒸餾裝置中現場匯流排控制系統
7.2 熱交換器控制系統
7.2.1 靜態前饋控制
7.2.2 反饋-前饋控制系統
7.2.3 前饋-串級控制系統
7.3 流體輸送設備的自動控制
7.3.1 冷卻水循環系統
7.3.2 壓縮機輸出壓力控制系統
7.4 化學反應器的自動控制
7.5 其他典型過程工業套用實例
7.5.1 DCS在電廠中的實現
7.5.2 爐溫控制系統的計算機控制
7.6 軟測量技術及其套用
7.6.1 軟測量技術的四個組成
7.6.2 軟測量建模方法
7.6.3 軟測量在過程最佳化中的套用
7.6.4 軟測量在加氫裂化分餾塔航煤乾點測量中的套用
7.6.5 軟測量在吸收法捕集二氧化碳過程離子濃度監測中的
套用
小結
複習思考題
參考文獻
前言
截至2009年底，為了滿足國內行業對“寬口徑”人才培養的迫切需要，全國已經有一百多所院校設定了“過程裝備與控制工程”專業，以服務過程工業為宗旨，圍繞過程裝備與控制技術以及系統集成技術開展教育教學工作。新的形勢對該專業教學教材建設也提出了更新更高的要求。隨著對本學科發展規律的深入了解，以及教學改革的不斷深入開展，許多過程裝備與控制工程專業在基礎課階段給學生開設了自動控制原理的課程。但是，如何將理論與套用緊密聯繫起來，培養學生的套用能力，以適應控制技術及套用飛速發展的形勢，需要在掌握基本理論的基礎上，增加學生對過程裝備控制技術的軟硬體知識的理解和掌握。基於此，立足於加強學生的能力培養、拓展知識面、了解新技術發展趨勢，編者根據多年的教學經驗和體會編寫了《過程控制裝置及系統設計》這本教材。
