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第0章 概述 1

第1章 过程控制系统 3

1.1单回路反馈控制系统 3

1.1.1单回路控制系统结构组成 3

1.1.2被控变量的选择 3

1.1.3操作变量的选择原则 4

1.1.4控制阀的选择 4

1.2复杂调节系统 7

1.2.1串级调节系统 7

1.2.2比值控制系统 9

1.2.3均匀控制系统 12

1.2.4分程控制系统 15

1.2.5前馈控制系统 16

1.2.6施密斯（Smith）预估控制系统 19

1.2.7解耦控制系统 21

第2章 过程控制系统实验装置 24

2.1过程控制系统实验装置介绍 24

2.2被控对象柜设备概述 25

2.3控制台设备概述 27

2.4组态王软件及应用 29

2.4.1组态王软件概述 29

2.4.2应用案例 30

2.5PLC编程软件 46

2.5.1S7-300/400用户程序的模块化结构 46

2.5.2STEP7的安装与图标说明 49

2.5.3创建项目 53

2.5.4在OB1中创建程序 56

2.5.5创建一个具有功能块和数据块的程序 57

2.5.6对功能块FC的编程 61

2.5.7对共享数据块的编程 63

2.5.8使用多重背景编程 63

第3章 过程控制系统仪表认知与实验 69

3.1调节器的认知和使用 69

3.2变频器的认知和使用 70

3.3水泵的工作原理及特性认识实验 72

3.4电磁流量计的工作原理认识和校验实验 73

3.5差压变送器的工作原理认识和校验实验 75

3.6热电阻的工作原理认识和校验实验 77

3.7电动调节阀的工作原理认识和校验实验 79

3.8涡轮流量计的工作原理认识和校验实验 80

3.9传感器的零点和迁移实验 82

第4章 基于调节器控制的过程控制实验 85

4.1对象特性测试 85

4.1.1测试对象特性的方法 85

4.1.2一阶液位特性测试系统实验 87

4.1.3二阶液位特性测试系统实验 88

4.1.4温度对象特性测试系统实验 90

4.1.5调节阀流量特性测试系统实验 92

4.2单闭环控制系统 93

4.2.1单闭环控制系统中的调节器整定方法 93

4.2.2压力单闭环控制系统实验 96

4.2.3温度单闭环控制系统实验 98

4.2.4液位单闭环控制系统实验 100

4.2.5流量单闭环控制系统实验 103

4.2.6双容液位控制系统实验 105

4.3串级控制系统 107

4.3.1串级控制系统的设计与整定 107

4.3.2液位和流量串级控制系统实验 109

4.3.3上、中水箱液位串级控制系统实验 112

4.4比值控制系统 115

4.4.1比值控制设计 115

4.4.2流量比值控制系统实验 115

4.5前馈控制系统 117

4.5.1前馈控制系统的原理 117

4.5.2前馈—反馈控制系统实验 118

第5章 基于计算机控制的过程控制实验 122

5.1对象特性测试 122

5.1.1一阶液位特性测试系统实验 122

5.1.2二阶液位特性测试系统实验 124

5.1.3温度对象特性测试系统实验 125

5.1.4调节阀流量特性测试系统实验 127

5.2单闭环过程控制系统 128

5.2.1压力单闭环控制系统实验 128

5.2.2液位单闭环控制系统实验 130

5.2.3流量单闭环控制系统实验 132

5.3复杂过程控制系统 134

5.3.1液位和流量串级控制系统实验 134

5.3.2上、中水箱液位串级控制系统实验 137

5.3.3流量比值控制系统实验 139

5.3.4前馈—反馈控制系统实验 141

5.3.5施密斯控制系统实验 144

5.3.6解耦控制系统实验 146

第6章 基于FCS控制的过程控制实验 148

6.1软件组态及硬件系统的组成与认知实验 148

6.1.1现场总线控制系统的组成与认识实验 148

6.1.2下位机软件中的硬件组态和程序编写 148

6.1.3上位机软件中的通信建立和界面组态 149

6.2对象特性测试 150

6.2.1上水箱液位特性测试系统实验 150

6.2.2下水箱液位特性测试系统实验 151

6.2.3二阶液位特性测试系统实验 153

6.2.4温度对象特性测试系统实验 154

6.3单闭环控制系统 155

6.3.1压力单闭环控制系统实验 155

6.3.2温度单闭环控制系统实验 157

6.3.3液位单闭环控制系统实验 159

6.3.4流量单闭环控制系统实验 161

6.3.5二阶液位控制系统实验 162

6.4串级控制系统 164

6.4.1串级控制系统实验原理及其方法 164

6.4.2上水箱液位和流量串级控制系统实验 167

6.4.3上、下水箱液位串级控制系统实验 169

6.5流量比值控制系统 170

6.6前馈—反馈控制系统 173

6.7施密斯控制系统 175

第7章 过程控制工程设计案例 180

7.1燃气锅炉控制系统工程设计 180

7.1.1概述 180

7.1.2控制方案制定 180

7.1.3仪表及变送装置选型 185

7.1.4调节阀计算与选型 188

7.1.5仪表供源系统设计 189

7.2甲醇回收过程控制系统工程设计案例 189

7.2.1工艺流程介绍 189

7.2.2控制方案制定 190

7.2.3仪表及变送装置选择 196

7.2.4调节阀 199

参考文献 202