实用自动控制设计指南 第2版PDF电子书下载

第1章 自动控制设计项目的管理 1

1.1需要编制的文件 1

1.1.1工艺流程图 1

1.1.2配管及仪表流程图 4

1.1.3仪表索引表 4

1.1.4仪表规格表 5

1.1.5回路接线图 5

1.1.6仪表盘图和规格表 12

1.1.7仪表平面图 12

1.1.8安装详图 13

1.1.9专用图纸 13

1.1.10订货申请单 16

1.1.11其它文件 17

1.2需要的资料 17

1.2.1工艺资料 17

1.2.2仪表规范和标准 17

1.2.3配管说明 18

1.2.4电气说明 18

1.2.5报价文件 18

1.2.6设计程序 19

1.2.7设计计划 19

1.2.8设备资料 20

1.2.9供货厂家图纸 20

1.3工作协调 20

1.3.1项目经理 20

1.3.2工艺工程师 21

1.3.3设备工程师 23

1.3.4配管设计负责人 23

1.3.5结构、建筑和土木专业 23

1.3.6电气专业 23

1.3.7采购和催货部门 29

1.3.8其他方面 29

1.4工作实施 30

1.4.1设计须知 30

1.4.2编制进度表 32

1.4.3编制仪表规格表 32

1.4.4厂家选择 33

1.4.5仪表发货、收货和保管 33

1.4.6安装和调试 33

1.5工程检验表 34

1.5.1设计要考虑的问题 34

1.5.2其它问题 34

1.5.3设备交货 35

1.6结论 35

第2章 工程设计准则 36

2.1气动仪表和电动仪表的对比 36

2.1.1价格 36

2.1.2可靠性 36

2.1.3安全 37

2.1.4维修 37

2.1.5过程控制要求 37

2.1.6小结 37

2.2中央控制室 38

2.2.1位置 38

2.2.2布置 38

2.2.3电气防爆分类 39

2.2.4公用工程 39

2.3将来的发展余地和备用容量 39

2.4各种测量和控制系统的说明 40

2.4.1一般考虑 40

2.4.2流量测量 40

2.4.3压力测量 41

2.4.4液位测量 42

2.4.5温度测量 43

2.4.6调节阀 44

2.4.7仪表盘 45

2.4.8分析仪表 46

2.4.9其它自控设备 47

2.5传送系统 47

2.5.1气动系统 47

2.5.2电动系统 53

2.5.3标记 55

2.6与工艺管道设备连接 55

2.6.1检测点位置 56

2.6.2仪表与工艺介质的隔离 56

2.6.3阀组与表阀 57

2.7其它设计准则 60

2.7.1仪表安装 60

2.7.2单位、记录纸和量程的选择 60

2.7.3仪表的标识 60

2.7.4防冻 61

2.7.5结构材料 61

2.7.6随机成套设备系统 62

2.8电气安全 62

2.8.1美国国家电气法规 64

2.8.2吹气和充压外壳 64

2.8.3本质安全 65

第3章 测量方法的选择 68

3.1流量测量 68

3.1.1差压式流量计 68

3.1.2转子流量计 70

3.1.3电磁流量计 70

3.1.4探极式（Probe—Type）磁性流量计 71

3.1.5涡轮流量计 72

3.1.6靶式流量计 73

3.1.7旋涡流量计 74

3.1.8容积式流量计 75

3.1.9差压式流量计的一次元件 78

3.2液位测量 81

3.2.1浮筒式 82

3.2.2差压式 82

3.2.3电容式 84

3.2.4超声波式 86

3.2.5放射性式 87

3.2.6其它类型 88

3.3压力测量 91

3.3.1液柱式压力计 91

3.3.2波登管元件 91

3.3.3波纹管元件 94

3.3.4膜片元件 94

3.3.5应变式仪表 95

3.3.6化学隔离 96

3.4温度测量 96

3.4.1压力式测温系统 96

3.4.2热电偶 98

3.4.3热电阻 98

3.4.4热敏电阻 99

3.4.5辐射高温计 99

3.4.6光学高温计 99

3.4.7双金属温度计 102

3.4.8其它型式 102

3.4.9温度开关选择 102

第4章 调节阀的选择 104

4.1调节阀在控制系统中的功能 104

4.2良好控制对调节阀压降的要求 105

4.3流通能力的要求 105

4.3.1设计流量 106

4.3.2最大流量 106

4.3.3最小流量 106

4.4调节阀的可调范围 106

4.5流量特性的选择 107

4.5.1根据应用 107

4.5.2根据流量特性 108

4.6阀体型式的选择 111

4.6.1滑动闸阀 115

4.6.2双座球芯式阀体 115

4.6.3单座球芯式阀体 116

4.6.4三通球芯式阀体 116

4.6.5分离式阀体 117

4.6.6文丘里角形阀体 117

4.6.7隔膜式阀体 117

4.6.8蝶阀阀体 118

4.6.9钳挟式阀体 119

4.6.10V形切口球阀体 119

4.6.11各种型式阀体的Cv值比较 119

4.6.12阀体材料 119

4.6.13阀体两端与相邻管线的连接 120

4.7单座、双座调节阀结构的对比 121

4.8降低流通能力的阀内件 124

4.9执行机构的选择 125

4.9.1弹簧薄膜式 125

4.9.2活塞式或气缸式 126

4.9.3电动液压式 126

4.9.4电动式 127

4.10阀门定位器的使用 127

4.11其它机械特性的选择 128

4.11.1硬化处理的阀内件 128

4.11.2密封 128

4.11.3延伸阀盖 129

4.11.4填料和润滑 129

4.11.5导向装置 130

4.11.6软阀座 131

4.11.7功率继动器 131

4.11.8手轮 132

4.12调节阀的旁路歧管 132

4.13分程控制用的调节阀 132

4.14调节阀的噪声问题 133

4.14.1机械振动引起的噪声 133

4.14.2空化引起的噪声 133

4.14.3空气动力学产生的噪声 134

4.15安全方面的考虑 135

4.16特殊用途调节阀 136

4.16.1小流量调节阀 136

4.16.2高压降调节阀 138

第5章 调节阀计算 140

5.1 Cv的定义 140

5.2公式 140

5.2.1基本公式 140

5.2.2 ISA公式 141

5.2.3 FCI（流体控制学会）公式 141

5.3特殊条件 142

5.3.1液体 142

5.3.2气体和蒸气 143

5.4压力降 146

5.4.1恒压系统 146

5.4.2变压系统 146

5.5阀的选择原则 148

5.6结论 148

5.7 FCI公式推荐表 148

5.8 FCI公式的符号意义 149

5.9 ISA公式表 150

5.10 ISA公式的符号意义 155

第6章 分析系统的应用导则 158

6.1成功应用的因素 158

6.1.1工艺问题的确定 158

6.1.2工艺和样品调查 158

6.1.3可行性研究 158

6.1.4分析器的试验 159

6.1.5最终设计 159

6.1.6安装前的检验 159

6.1.7安装和检验 159

6.1.8项目回访 159

6.2取样系统 159

6.2.1基本原则 159

6.2.2取样点位置 160

6.2.3过滤器 160

6.2.4取样滞后时间 161

6.2.5样品处理 162

6.2.6样品排放 166

6.2.7典型取样系统 167

6.3对分析器组件的评价 169

6.3.1色谱仪 169

6.3.2红外分析器 173

6.4电导测量 174

6.5 pH测量 175

6.6分析器小屋 175

6.6.1目的 175

6.6.2结构 176

6.6.3公用设施的要求 177

第7章 仪表盘 179

7.1控制室布置 180

7.2电源系统 181

7.2.1仪表电源的要求 181

7.2.2仪表配电 184

7.2.3控制室照明 184

7.2.4通讯系统 184

7.2.5电气的分类 186

7.3仪表盘类型 186

7.3.1平板式仪表盘 186

7.3.2附接操纵台的仪表盘 188

7.3.3控制台 188

7.3.4各种型式仪表盘的比较 189

7.4仪表盘布置 191

7.4.1盘面布置 191

7.4.2盘后布置 191

7.4.3辅助架和辅助箱 192

7.5仪表盘配管 193

7.5.1空气总管 193

7.5.2管道敷设 193

7.6仪表盘配线 194

7.7铭牌和标签 195

7.8涂漆 195

7.9模拟显示 196

7.10仪表盘投标的技术说明书 198

7.10.1范围 198

7.10.2投标 198

7.10.3图纸 198

7.10.4规范和标准 199

7.10.5盘结构 199

7.10.6涂漆 199

7.10.7模拟盘（如需要时） 199

7.10.8铭牌与标签 199

7.10.9配管 199

7.10.10电气系统 199

7.10.11仪表设备 199

7.10.12试验和检验 199

7.10.13交货 200

7.10.14运输 200

7.10.15保证 200

7.11仪表盘检验 203

第8章 仪表空气系统 205

8.1供气能力计算准则 205

8.2压力等级 206

8.3气源 206

8.4压缩机系统 209

8.4.1容积式压缩机 209

8.4.2动力压缩机 211

8.4.3无油润滑压缩机 212

8.4.4压缩机冷却 212

8.4.5压缩机控制 213

8.4.6除油 213

8.4.7一般的设计原则 214

8.5干燥器 214

8.5.1干燥剂型干燥器 215

8.5.2冷冻式干燥器 217

8.5.3采用干燥器的必要性 218

8.5.4设计准则 218

8.6分配系统 219

8.6.1一般配置 219

8.6.2总管和支管的尺寸 219

8.6.3材料 219

8.6.4接管和阀门安装 220

8.6.5控制室供气 221

8.6.6仪表空气的其它用户 222

8.6.7为降低电气防爆等级的吹气 222

第9章 浆料的检测 224

9.1流量测量 224

9.1.1电磁流量计 224

9.1.2靶式流量计 225

9.1.3差压流量计方法 226

9.1.4转子流量计 228

9.1.5旋涡流量计 228

9.2.液位测量 229

9.2.1差压式 229

9.2.2电容式 233

9.2.3超声波型 236

9.2.4核辐射型 237

9.2.5其它液位开关 237

9.2.6液位计 238

9.3压力测量 240

9.4温度测量 241

9.5调节阀 243

9.5.1球阀 243

9.5.2隔膜阀（Saunders） 244

9.5.3阀体分离阀 244

9.5.4钳挟阀 245

9.5.5蝶阀 245

9.5.6角阀 246

9.6其它测量 246

9.6.1密度 246

9.6.2粘度 247

第10章 精确度和误差 251

10.1规定术语的定义 251

10.2仪表精确度和测量方法 253

10.3误差源 253

10.3.1对工艺参数和设计条件的认识不足 253

10.3.2不良的设计 254

10.3.3工艺变化、不规则、扰动 255

10.3.4不良的维护 255

10.3.5其它 256

第11章 施工和开车 259

11.1组织 259

11.1.1需要的文件 259

11.1.2拟订进度计划 265

11.1.3费用控制 265

11.2设备和材料的订货和到货 266

11.2.1订货单 266

11.2.2材料状况 267

11.2.3设备和材料的贮存 267

11.3仪表系统的安装 267

11.3.1典型的安装程序 268

11.3.2各工种之间的工作协调 269

11.3.3良好安装实施的检查表 269

11.4校验 270

11.5试验 271

11.5.1工艺连接 272

11.5.2气动管线 272

11.5.3电气 272

11.6回路检查 273

11.6.1典型的流量变送器校验程序 273

11.6.2典型的温度变送器校验程序 275

11.6.3典型的调节阀校验程序 275

11.6.4其它校验 277

11.7开车 278

11.7.1仪表的投运 278

11.7.2调节系统的整定 278

11.7.3工艺扰动的估计 279

11.7.4有缺陷设备的修理或更换 279

11.7.5特殊设备 279

11.7.6附加控制 280

11.8结论 280

第12章 数字和计算机控制系统 281

12.1系统分类 282

12.1.1直接数字控制（DDC） 282

12.1.2监督控制 283

12.1.3分级计算机系统 284

12.1.4分布式控制 285

12.1.5数据采集和多路切换 287

12.1.6逻辑和顺序控制 288

12.2规划计算机系统工程项目 288

12.2.1人力要求 289

12.2.2确定计算机系统的范围 289

12.2.3工程项目的执行步骤 290

12.3计算机系统的选择和采购 291

12.3.1编制系统技术说明书 291

12.3.2准备询价书 291

12.3.3评议报价 292

12.3.4订货前的谈判 292

12.3.5订货 292

12.3.6项目开工会议 293

12.4系统工程和设计 293

12.4.1联机控制点数目 293

12.4.2机架布置 293

12.4.3现场端子的分配 293

12.4.4控制盘接口 294

12.4.5接地和屏蔽 294

12.4.6现场接线界面 295

12.4.7信号电源和共用线要求 296

12.4.8数据高速公路通信 296

12.4.9操作控制台设计 297

12.4.10后援系统 297

12.4.11逻辑和顺序的要求 298

12.4.12特殊控制系统 299

12.4.13与其它计算机通讯 299

12.5与其它设计专业的相互联系 300

12.5.1电气设计组 300

12.5.2采暖、通风和空调设计组 300

12.5.3建筑设计组 300

12.6设计审查、变更及费用控制 301

12.6.1供货厂商的图纸 301

12.6.2设计审查 302

12.6.3检查 302

12.6.4设计变更 302

12.6.5价格表 302

12.6.6与供贷厂商谈判 303

12.6.7变更订货单 304

12.7软件组态 304

12.7.1数据库生成 304

12.7.2显示 305

12.7.3报表 307

12.7.4用户软件 307

12.8维修及备件 308

12.9用户验收考核 308

12.9.1设备检验 308

12.9.2软件组态 309

12.9.3系统功能试验 309

12.9.4改正缺陷 310

12.9.5装运安排 310

12.9.6安装及试车考核 310

12.10结论 311

索引 312