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第一章 过程控制系统的基本概念1

1.1 过程控制的发展概况及特点1

1.2 过程控制系统的组成3

1.3 过程控制系统的两种表示形式5

1.3.1 方框图5

1.3.2 管道及仪表流程图6

1.4 过程控制系统的主要类型10

1.4.1 闭环控制系统11

1.4.2 开环控制系统12

1.5 过程控制系统的性能指标及要求14

1.5.1 过程控制系统的过渡过程14

1.5.2 过程控制系统的质量指标15

习题与思考题17

第二章 过程参数的检测与仪表19

2.1 概述19

2.1.1 检测过程及误差19

2.1.2 检测仪表的基本技术性能指标20

2.2 压力检测方法及仪表24

2.2.1 压力检测的基本知识24

2.2.2 压力检测方法25

2.2.3 压力检测仪表30

2.2.4 差压（压力）变送器32

2.2.5 压力检测仪表的选择38

2.3 物位检测方法及仪表40

2.3.1 物位检测方法40

2.3.2 超声波物位计45

2.4 流量检测方法及仪表46

2.4.1 流量检测方法46

2.4.2 差压式流量计57

2.4.3 电磁流量计59

2.5 温度检测方法及仪表60

2.5.1 温度检测的基本知识60

2.5.2 温度检测方法61

2.5.3 热电偶温度计64

2.5.4 热电阻温度计70

2.5.5 温度变送器72

2.6 成分量检测76

2.6.1 pH值的检测76

2.6.2 氧含量的检测80

2.7 数字式显示记录仪表82

2.7.1 数字式显示仪表82

2.7.2 无笔无纸记录仪88

习题与思考题91

第三章 过程控制仪表与装置94

3.1 概述94

3.1.1 过程控制仪表与装置的分类和特点94

3.1.2 控制仪表的发展趋势95

3.1.3 信号制及供电方式95

3.2 基本控制规律及其对控制过程的影响96

3.2.1 基本控制规律概述96

3.2.2 PID控制规律对控制过程的影响98

3.3 DDZ-Ⅲ型控制器103

3.3.1 PID控制器的组成原理103

3.3.2 PID控制器的特性分析104

3.4 开方器110

3.4.1 概述110

3.4.2 开方器的运算关系110

3.4.3 电路原理分析111

3.5 比例积算器114

3.5.1 概述114

3.5.2 比例积算器的组成和工作原理115

3.6 执行器116

3.6.1 概述116

3.6.2 电动执行器116

3.6.3 气动执行器118

3.6.4 阀门定位器125

3.6.5 智能执行器126

3.7 可编程序控制器129

3.7.1 概述129

3.7.2 PLC的基本组成和工作过程131

3.7.3 PLC的选型和应用134

习题与思考题136

第四章 过程特性与数学模型138

4.1 过程特性138

4.1.1 过程特性的类型138

4.1.2 描述过程特性的参数140

4.2 过程数学模型的建立144

4.2.1 机理分析法145

4.2.2 实验测试法149

4.3 拉氏变换与传递函数150

4.3.1 拉普拉斯变换150

4.3.2 传递函数152

习题与思考题153

第五章 简单控制系统155

5.1 简单控制系统设计原则155

5.1.1 被控变量的选择155

5.1.2 操纵变量的选择156

5.1.3 系统设计中的测量变送问题158

5.1.4 控制器控制规律的选择160

5.2 简单控制系统的投运及控制器参数的工程整定161

5.2.1 简单控制系统的投运161

5.2.2 控制器参数的工程整定162

5.3 单回路控制系统工程设计实例165

习题与思考题167

第六章 复杂控制系统169

6.1 串级控制系统169

6.1.1 串级控制系统的基本概念169

6.1.2 串级控制系统的特点171

6.1.3 串级控制系统的设计172

6.1.4 串级控制系统的应用场合173

6.1.5 串级控制系统应用中的问题174

6.2 比值控制系统175

6.2.1 概述175

6.2.2 常用的比值控制方案175

6.2.3 比值控制系统的设计178

6.3 前馈控制系统179

6.3.1 前馈控制系统的基本概念179

6.3.2 前馈控制系统的几种结构形式181

6.3.3 前馈控制系统的应用场合183

6.4 均匀控制系统183

6.4.1 均匀控制的基本概念183

6.4.2 均匀控制方案185

6.5 分程控制系统186

6.5.1 分程控制系统的基本概念186

6.5.2 分程控制系统的应用187

6.5.3 分程控制应用中的几个问题189

6.6 选择性控制系统190

6.6.1 选择性控制系统的基本概念190

6.6.2 选择性控制系统的应用190

6.6.3 积分饱和及其防止192

习题与思考题194

第七章 过程计算机控制系统195

7.1 概述195

7.1.1 过程计算机控制系统的组成195

7.1.2 过程计算机控制系统的分类197

7.2 直接数字控制系统199

7.2.1 直接数字控制系统的组成原理199

7.2.2 直接数字控制系统的PID控制算式200

7.2.3 直接数字控制系统的PID控制参数选择203

7.3 集散控制系统205

7.3.1 集散控制系统概述205

7.3.2 现场控制站208

7.3.3 操作员站及工程师站210

7.3.4 集散控制系统网络211

7.4 现场总线及现场总线控制系统212

7.4.1 现场总线概述212

7.4.2 几种有影响的现场总线技术214

7.4.3 以现场总线为基础的控制系统217

习题与思考题219

第八章 典型工业过程控制220

8.1 精馏过程控制220

8.1.1 概述220

8.1.2 精馏过程的控制要求221

8.1.3 基本控制方案222

8.1.4 其他控制方案226

8.1.5 精馏塔控制系统实例227

8.2 锅炉设备的自动控制228

8.2.1 概述228

8.2.2 锅炉汽包水位控制系统229

8.2.3 锅炉燃烧控制系统232

8.2.4 过热蒸汽控制系统234

8.2.5 采用集散系统的锅炉控制实例234

8.2.6 采用常规仪表的锅炉控制实例235

8.3 子午胎纤维帘布全自动裁断机控制系统236

8.3.1 工艺过程及对控制系统的要求236

8.3.2 控制系统硬件配置方案237

8.3.3 硬件选型配置238

8.3.4 实验调试结果241

习题与思考题242

附录243

附录一 常用热电偶分度表243

附录二 常用热电阻分度表255