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第一章 自动控制系统概述1

1-1 自动控制系统的类型3

一、开环控制系统4

二、闭环控制系统4

1-2 静态和动态8

1-3 闭环控制系统的过渡过程及其品质指标9

一、闭环控制系统的过渡过程9

二、控制系统的品质指标12

1-4 组成闭环控制系统的自动化仪表简介14

一、单元组合仪表14

二、基地式仪表15

思考题16

第二章 检测元件和变送器17

2-1 温度的检测和变送18

一、热电偶19

二、热电阻22

三、热电偶和热电阻的动态特性24

四、DBW电动温度变送器28

2-2 流量、液位、压力的检测和变送36

一、流量检测36

二、液位检测41

四、QBC气动差压变送器43

三、压力检测43

五、QBY气动压力变送器49

六、DBL电动靶式流量变送器51

2-3 成分检测52

一、常用成分仪表的类型52

二、成分检测的静态特性、影响静态特性的误差因素及排除措施56

三、成分检测的动态特性57

思考题58

第三章 显示仪表60

3-1 动圈式指示仪表61

一、配热电偶的XCZ-101动圈指示仪62

二、配热电阻的XCZ-102动圈指示仪63

3-2 自动平衡式指示记录仪64

一、电子电位差计64

二、电子自动平衡电桥68

思考题71

第四章 对象特性72

4-1 对象特性的一般分析75

一、放大系数K75

二、时间常数T79

三、时滞(滞后时间)τ82

4-2 简单对象的数学描述85

一、单容对象的动态方程85

4-3 对象特性的实验测定89

二、双容对象的动态方程(二阶液位对象)89

一、阶跃扰动法90

二、矩形脉冲扰动法92

三、周期扰动法93

四、统计相关法93

思考题94

第五章 执行器——气动薄膜调节阀95

5-1 气动薄膜调节阀的结构及类型95

一、气动薄膜调节阀的结构95

二、气动薄膜调节阀的类型98

5-2 调节阀的静态特性——流量特性102

一、调节阀的理想流量特性103

二、调节阀的工作流量特性105

5-3 调节阀的动态特性108

5-4 调节阀的选择与计算110

一、调节阀的选择110

二、调节阀的计算113

5-5 调节阀的变差115

5-6 阀门定位器116

一、阀门定位器的工作原理116

二、阀门定位器的作用119

5-7 调节阀的安装、使用120

思考题121

第六章 调节器122

6-1 调节器的基本控制规律123

一、双位控制123

二、比例控制(P)126

三、比例积分控制(PI)131

四、比例微分控制(PD)138

五、比例积分微分控制(PID)142

6-2 单元组合式调节器146

一、电动Ⅱ型调节器(DTL-121、DTL-321)147

二、DDZ-Ⅲ型电动调节器160

三、气动调节器164

一、数字式控制仪表167

6-3 其他调节仪表167

二、气动集装式调节仪表168

思考题170

第七章 组成自动控制系统的其他环节171

7-1 计算单元171

一、开方器171

二、乘除器172

三、加减器173

四、比值器和分流器173

7-2 转换单元174

一、电-气转换器174

一、Q型操作器175

7-3 辅助单元175

二、频率转换器175

二、遥控板177

思考题179

第八章 简单控制系统的设计、投运及调节器参数的工程整定180

8-1 简单控制系统的设计180

一、被控变量的选择181

二、操作变量的选择183

三、检测变送环节对控制系统的影响186

四、控制规律的选择189

五、气动薄膜调节阀特性的选择190

8-2 简单控制系统的投运191

8-3 调节器参数的工程整定193

一、经验法194

二、临界比例度法197

三、衰减曲线法198

思考题199

第九章 复杂控制系统201

9-1 串级控制系统201

一、串级控制系统的基本概念201

二、串级控制系统的特点及适用场合205

三、串级控制系统的设计209

四、串级控制系统的构成方案213

五、串级控制系统的投运和参数整定214

9-2 均匀控制系统215

一、均匀控制系统的目的和要求215

二、均匀控制系统的形式217

三、调节器控制规律和调节器参数的选择218

9-3 比值控制系统219

一、比值控制系统的类型220

二、比值控制系统的构成方案223

三、比值系数K的计算225

四、比值控制系统的整定228

9-4 分程控制系统228

一、分程控制的应用229

二、分程控制对调节阀的要求232

9-5 前馈控制系统234

一、前馈控制和反馈控制234

二、前馈控制系统的结构形式236

三、前馈参数整定240

四、前馈控制系统的应用240

9-6 选择性控制系统242

一、选择性控制系统的概念242

二、选择性控制系统的类型243

三、积分饱和及其防止措施246

四、选择性控制系统的选型248

一、单冲量控制系统249

9-7 多冲量控制系统249

二、双冲量控制系统250

三、三冲量控制系统252

思考题254

第十章 典型化工单元的控制方案255

10-1 流体输送设备的控制方案255

一、泵的控制方案256

二、压缩机的控制方案260

10-2 传热设备的控制方案266

一、两侧均无相变的换热器的控制方案267

二、载热体进行冷凝的蒸汽加热器的控制270

三、载热体进行汽化的氨冷器的控制方案272

四、管式加热炉的控制方案273

五、锅炉燃烧过程的控制方案276

10-3 精馏塔的控制方案278

一、工艺要求278

二、扰动分析及操作变量和被控变量的选择279

三、按精馏段指标的控制方案282

四、按提馏段指标的控制方案284

五、压力控制286

六、内回流及热焓控制290

七、其他控制方案简介292

一、反应器的控制要求及被控变量的选择294

10-4 化学反应器的控制方案294

二、反应器的控制方案296

三、化学反应器控制方案举例299

思考题302

第十一章 计算机控制系统303

11-1 直接数字控制系统(DDC)304

11-2 计算机监督控制系统(SCC或SPC)306

一、SCC加模拟调节器的控制系统306

二、SCC加DDC的控制系统307

11-3 分级控制系统310

11-4 过程动态数学模型312

一、动态数学模型的类型312

二、建立动态数学模型的途径313

思考题315

附录1 镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶分度表316

附录2 镍铬-考铜热电偶分度表325

附录3 铂铑10-铂热电偶分度表326

附录4 铂热电阻分度表(Pt50)338

附录5 铂热电阻分度表(Pt 100)343

附录6 铜热电阻分度表348

附录7 气动调节阀型号编制说明350

附录8 气动薄膜调节阀主要技术数据352

附录9 ZMABS-320 220型气动薄膜调节阀技术数据354

附录10 C值计算公式表355

参考文献356