控制回路基础 批量过程和连续过程PDF电子书下载

第1章 简介 1

第2章 背景和历史展望 4

2.1 工厂结构 4

2.2 工厂组织 6

2.2.1 过程区域 6

2.2.2 过程设备 6

2.2.3 工厂操作员 8

2.2.4 辅助部门 9

2.2.5 工作实践 10

2.3 早期控制系统 10

2.4 分布式控制系统 14

2.5 操作员界面 16

2.6 系统安装 18

2.7 与外部系统的界面 21

2.8 现代控制系统 23

2.9 标准的影响 25

参考文献 28

第3章 测量 29

3.1 电磁流量计 29

3.2 涡街流量计 31

3.3 基于差压的测量 32

3.4 科式质量流量计 34

3.5 压力测量 34

3.6 温度测量 35

3.7 液位测量 36

3.8 其他测量技术 37

参考文献 38

第4章 在线分析仪 39

4.1 采样分析仪和原位分析仪的对比 39

4.2 烟气中的氧O2 40

4.3 流体的pH和ORP 41

4.4 在线估计器 42

参考文献 42

第5章 最终控制元件 43

5.1 调节阀 43

5.2 阻尼驱动器 48

5.3 变频器 48

5.4 切断阀 49

参考文献 49

第6章 现场布线和通信 50

6.1 传统设备安装 50

6.2 HART设备的安装 51

6.3 现场总线设备的安装 53

6.4 安装无线HART 54

参考文献 55

第7章 控制和现场仪表文档 56

7.1 平面布置图 56

7.2 过程流程图 57

7.3 管道和仪表图 58

7.4 回路图 60

7.5 标注规范 63

7.6 连接线和功能符号 65

7.7 设备图形符号 67

7.8 文档实例 68

7.8.1 范例——基本中和反应控制系统 68

7.8.2 范例——基本反应塔控制 69

7.8.3 范例——批量反应器控制系统 70

7.8.4 范例——连续进料和回收罐 70

参考文献 72

第8章 操作员图形界面 73

8.1 报警条件显示 74

8.2 动态元素 75

8.2.1 图符 75

8.3 用户显示 77

8.4 过程性能监测 77

8.5 流程图数据接口 78

参考文献 79

第9章 过程特征描述 80

9.1 过程结构 80

9.2 过程定义 82

9.3 纯增益过程 86

9.4 纯延迟过程 87

9.5 纯滞后过程 90

9.6 一阶加纯滞后过程 92

9.7 积分过程 94

9.8 反向响应过程 96

9.9 线性过程 97

9.10 专题练习——简介 99

9.11 专题练习——过程特征描述 100

9.11.1 专题练习指导 100

9.11.2 专题综述与讨论 101

参考文献 102

第10章 控制系统的目的 103

10.1 经济激励 103

10.1.1 合成氨工厂范例 106

10.2 安全性、环保法规和设备保护 110

10.3 协调收益和复杂性的平衡 112

第11章 单回路控制 113

11.1 手动控制 113

11.1.1 实施 114

11.1.2 输入／输出处理 115

11.1.3 模拟量输入 117

11.1.4 状态 119

11.1.5 手动加载功能块 120

11.1.6 模拟量输出 121

11.2 反馈控制 123

11.2.1 纯比例控制 124

11.2.2 比例积分控制 126

11.2.3 比例－积分－微分控制 127

11.2.4 控制结构 128

11.2.5 控制动作 128

11.2.6 反算 129

11.3 PID功能块实现 131

11.3.1 PID形式和结构 132

11.3.2 模式 133

11.4 脉冲输出 135

11.4.1 占空比控制 136

11.4.2 增加／减少控制 138

11.5 过程动作 139

11.6 专题练习——反馈控制 140

参考文献 141

第12章 整定和回路性能 142

12.1 初始回路整定 142

12.2 手动整定 143

12.3 自动建立整定 145

12.3.1 自动整定应用 146

12.3.2 响应仿真 147

12.4 系统投用——黏滞阀门及其他现场挑战 149

12.5 回路增益特征描述 152

12.6 配对参数与解耦 154

12.7 专题练习——PID整定 156

12.8 专题练习讨论 157

参考文献 157

第13章 多回路控制 158

13.1 前馈控制 158

13.1.1 动态补偿 159

13.1.2 其他实现方式 162

13.1.3 专题练习——前馈控制 164

13.1.4 专题练习讨论 165

13.2 级联控制 166

13.2.1 级联控制的好处 167

13.2.2 范例——过热器温度控制 167

13.2.3 实现 169

13.2.4 专题练习——级联控制 170

13.3 超驰控制 171

13.3.1 超驰操作 172

13.3.2 范例——白液澄清器 173

13.3.3 范例——压缩机 173

13.3.4 实现 174

13.3.5 专题练习——超驰控制 175

13.3.6 专题练习讨论 176

13.4 使用两个操纵参数的控制 176

13.4.1 分程控制 177

13.4.2 阀位控制 187

13.4.3 比例控制 191

第14章 模型预估控制 199

14.1 用MPC取代PID控制 199

14.2 MPC投用 200

14.3 用MPC取代带前馈的PID 204

14.4 用MPC取代PID超驰 205

14.5 用MPC处理过程间的相互干扰 206

14.6 在现有控制策略中添加MPC控制 207

14.7 MPC的应用 209

14.8 专题练习——模型预估控制 210

参考文献 210

第15章 过程仿真 211

15.1 过程仿真概述 211

15.2 从P＆ID图开发过程仿真 214

15.3 过程非线性仿真 219

15.4 其他注意事项 222

15.5 专题练习——过程仿真 223

参考文献 225

第16章 工业应用 226

16.1 库存控制 226

16.1.1 缓冲罐 226

16.1.2 回收罐 227

16.1.3 锅炉汽包液位——单冲量 227

16.1.4 锅炉汽包液位——三冲量 228

16.1.5 专题练习——三冲量汽包液位控制 228

16.2 批量过程 229

16.2.1 批量蒸煮器 229

16.2.2 批量化学反应器 231

16.2.3 批量生物反应器 233

16.2.4 专题练习——批量化学反应器 234

16.3 连续过程 235

16.3.1 化学反应器 235

16.3.2 喷雾干燥器控制 236

16.3.3 专题练习——连续化学反应器 237

16.4 燃烧控制 238

16.4.1 小型锅炉／加热器 238

16.4.2 加热缸 239

16.4.3 电站锅炉——单一燃料 240

16.4.4 石灰回转窑 241

16.4.5 专题练习——电站锅炉控制 243

16.5 蒸馏控制 243

16.5.1 专题练习——蒸馏控制 244

16.6 过程区域间的协调 245

16.6.1 合成氨工厂氢／氮控制 245

16.6.2 动力室蒸汽生产 246

16.6.3 专题练习——合成氨工厂氢／氮控制 247

16.7 复杂的动态过程，过程间的相互干扰 248

16.7.1 纸浆漂白 248

16.7.2 一段转化炉温度 248

参考文献 249

附录A本书相关网络资源 250

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