內容簡介
本書以自動控制系統為主體,輔以各種自動化儀表和控制裝置,深入淺出地敘述了生產過程有關變數的測量方法及套用特點,自動控制系統的組成和簡單、複雜、先進控制系統,以及在設計、運行中與工藝過程有關知識要點,最後介紹了典型工業生產過程:流體輸送設備、傳熱設備、鍋爐設備、精餾塔、反應器、窯爐、生化過程、冶金過程、造紙過程等的控制。
本書可作為高等學校非自動化專業(工藝類專業)自動化儀表課程教材,亦可供生產過程工藝技術人員參考。
前言
本書第一版於2003年出版,2007年獲得過上海市優秀教材一等獎。2007年修改後出版第二版,是國家“十一五”規劃教材,2009年獲得上海市優秀教學成果獎二等獎、中國石油和化學工業優秀教材獎一等獎。本書不僅是華東理工大學的上海市精品課程“化工自動化及儀表”所用教材,同時還受到不少大專院校的歡迎,被選為相關課程教材。也受到了許多自動化技術人員的歡迎。
現在距離本書第二版修訂又過去七年多了,過程自動化及儀表與整個的工業自動化一樣發生著變化。除了先進控制策略發展迅速外,自動化儀表也有所更新變化。本書第三版修訂大體上仍保持原來的體系,保持緊密結合工業過程實際、理論聯繫實際的特點,在內容上主要針對儀表和控制裝置部分的一些內容進行了更新。
圖書目錄
1自動控制系統概述
1.1自動化及儀表發展狀況
1.2自動控制系統
1.2.1自動控制系統
122閉環控制與開環控制
123自動控制系統的組成及方框圖
124自動控制系統的分類
13自動控制系統的過渡過程及品質指標
131靜態與動態
132自動控制系統的過渡過程
133自動控制系統的品質指標
思考題與習題1
2過程特性
21過程特性的類型
22過程的數學描述
23過程特性的一般分析
231放大係數K
232時間常數T
233純滯後τ
24過程特性參數的實驗測定方法
思考題與習題2
3檢測變送
31概述
311測量誤差
312儀表性能指標
32溫度檢測
321溫度檢測方法
322熱電偶
323熱電阻
324熱電偶、熱電阻的選用
33流量檢測
331流量檢測的主要方法
332速度式流量計
333容積式流量計
334質量流量計
335流量儀表的選用
34壓力檢測
341壓力單位和壓力檢測方法
342常用壓力檢測儀表
343壓力表的選用
35物位檢測
351物位檢測方法
352常用物位檢測儀表
353物位檢測儀表的選用
36成分和物性參數檢測
361成分和物性參數檢測方法
362成分、物性檢測的靜態特性
363成分、物性檢測的動態特性
37其他變數檢測
371位移量檢測
372轉速檢測
373振動檢測
374厚度檢測
375火焰檢測
376重量檢測
38變送器
381變送器量程遷移和零點遷移
382溫度變送器
383差壓變送器
384智慧型變送器
39現代感測器技術的發展
思考題與習題3
4顯示儀表
41模擬式顯示儀表
411電子電位差計
412電子自動平衡電橋
42數字式顯示儀表
421數顯儀表的分類
422數顯儀表的主要技術指標
423數顯儀表的基本組成
43新型顯示儀表
431顯示儀表發展動態
432無紙記錄儀
433虛擬顯示儀表
思考題與習題4
5執行器
51執行機構
511氣動執行機構
512電動執行機構
52控制閥
521控制閥結構
522控制閥類型
53氣動薄膜控制閥的流量特性
531理想流量特性
532工作流量特性
533動態特性
54控制閥口徑的確定
541控制閥流量係數KV的計算
542控制閥口徑的確定
55閥門定位器
551電氣閥門定位器
552閥門定位器作用
56氣動薄膜控制閥的選用
561控制閥結構形式及材質的選擇
562控制閥流量特性的選擇
563氣動薄膜控制閥的安裝使用
57智慧型控制閥
思考題與習題5
6控制器
61控制器概述
62控制器的基本控制規律
621連續PID控制算法
622離散PID控制算法
63模擬式控制器
631模擬式控制器基本結構
632DDZⅢ型電動單元控制器
64數字式控制器
641數字式控制器主要特點
642數字式控制器的基本構成
643YS1700控制器
65可程式序控制器
651可程式序控制器概述
652可程式序控制器的工作原理
653可程式序控制器的編程
654可程式序控制器系統套用示例
66集散控制系統
661集散控制系統發展概況
662集散控制系統特點
663集散控制系統的硬體和軟體
664TPS系統簡介
665TPS系統套用舉例
67現場匯流排控制系統
671現場匯流排系統的特點
672現場匯流排系統的發展
673基金會現場匯流排
674現場匯流排控制系統的套用
思考題與習題6
7簡單控制系統
71控制系統的組成
72簡單控制系統的設計
721控制系統設計概述
722被控變數的選擇
723操縱變數的選擇
724控制規律及控制器作用方向的選擇
725執行器(氣動薄膜控制閥)的選擇
73簡單控制系統的參數整定
731經驗整定法
732臨界比例度法
733衰減曲線法
74控制系統的投運
75簡單控制系統設計案例
思考題與習題7
8複雜控制系統
81串級控制系統
811串級控制系統的基本原理和結構
812串級控制系統的特點
813串級控制系統的設計
814串級控制系統控制器參數的整定
82比值控制系統
821基本原理和結構
822比值係數的計算
83均勻控制系統
831均勻控制系統的基本原理和結構
832均勻控制系統的控制規律的選擇及參數整定
84前饋控制系統
841基本原理
842前饋控制的主要結構形式
843採用前饋控制系統的條件
85選擇性控制系統
86分程控制系統
861不同工況需要不同的控制手段
862擴大控制閥的可調範圍
思考題與習題8
9先進控制技術
91基於模型的預測控制
911預測控制的基本原理
912預測控制的優良性質
913預測控制的套用
92推斷控制
93軟測量技術
931機理分析與輔助變數的選擇
932數據採集和處理
933軟測量模型的建立
934軟測量模型的線上校正
935軟測量技術工業套用
94雙重控制系統
95純滯後補償控制系統
951史密斯預估補償控制
952史密斯預估補償控制實施中若干問題
96解耦控制系統
961系統的關聯分析
962減少與解除耦合途徑
97差拍控制系統
971差拍控制系統
972達林控制算法
973VE控制算法
98自適應控制
981簡單自適應控制系統
982模型參考型自適應控制系統
983自校正控制系統
99魯棒控制
910智慧型控制系統
9101智慧型控制簡介
9102專家系統
9103模糊邏輯控制
9104神經網路控制
911故障檢測診斷和容錯控制
9111故障檢測和診斷
9112容錯控制
912綜合自動化系統
9121綜合自動化的意義
9122綜合自動化系統的特點
9123工業生產過程計算機集成控制系統的構成
思考題與習題9
10生產過程控制
101流體輸送設備的控制
1011泵的控制
1012壓縮機的控制
1013變頻調速器的套用
1014防喘振控制系統
102傳熱設備的控制
1021傳熱設備的靜態數學模型
1022一般傳熱設備的控制
1023管式加熱爐的控制
103鍋爐設備的控制
1031鍋爐汽包水位的控制
1032鍋爐燃燒系統的控制
1033蒸汽過熱系統的控制
104工業窯爐過程的控制
1041電熱式工業窯爐控制
1042燃燒式工業窯爐控制
105精餾塔的控制
1051精餾塔的控制要求
1052精餾塔的擾動分析
1053精餾塔被控變數的選擇
1054精餾塔的控制
1055精餾塔的先進控制
106化學反應器的控制
1061化學反應器的控制要求
1062化學反應器的基本控制策略
1063化學反應器的基本控制
107合成氨過程的控制
1071變換爐的控制
1072轉化爐水碳比控制
1073合成塔的控制
108石油化工過程的控制
1081常減壓過程的控制
1082催化裂化過程的控制
1083乙烯生產過程的控制
1084聚合過程的控制
109生化過程的控制
1091常用生化過程控制
1092青黴素髮酵過程控制
1093啤酒發酵過程控制
1010造紙過程的控制
10101紙漿濃度的控制
10102紙料配漿的比值控制
10103磨漿機的控制
10104白水回收控制
1011轉爐控制
10111頂吹供氧控制系統
10112底吹供氣控制系統
10113爐口微差壓及煤氣回收控制系統
思考題與習題10
附錄1自控工程設計字母代號
附錄2部分熱電偶、熱電阻分度表
參考文獻