石油化工中等专业学校统编教材 石油化工自动化基础PDF电子书下载

第一篇 过程控制原理 1

第一章 自动控制系统的基本知识 1

第一节 自动控制系统的组成及分类 1

一、自动控制系统的组成 1

二、自动控制系统方块图 2

三、自动控制系统的基本控制方式 5

四、自动控制系统的一般分类 6

第二节 自动控制系统的过渡过程 7

一、过渡过程的概念 7

二、控制系统过渡过程的质量指标 9

思考题与习题 11

第二章 控制系统及其基本环节的动态特性 13

第一节 典型环节特性 13

一、一阶环节特性 13

二、二阶环节特性 17

三、纯滞后环节特性 19

四、比例环节特性 20

五、积分环节特性 21

六、微分环节特性 22

第二节 传递函数与方块图变换 24

一、传递函数 24

二、环节的联接方式及方块图变换 25

三、自动控制系统的传递函数 31

第三节 对象或环节数学模型的建立 33

一、分析法 33

二、实验法 43

思考题与习题 49

第三章 微分方程分析法 52

第一节 系统微分方程式的建立与求解 52

一、系统微分方程的建立 52

二、系统微分方程式的解与过渡过程曲线 56

第二节 二阶系统的标准数学模型与应用 59

一、二阶系统数学模型的标准形式 59

二、二阶系统的单位阶跃响应 60

三、系统稳定的基本条件 63

四、二阶系统阶跃响应的标准曲线及其应用 64

五、系统的质量指标和衰减系数ζ的关系 67

第三节 劳斯稳定判据 72

一、劳斯稳定判据 72

二、劳斯稳定判据的其他应用 75

第四节 常规控制规律及其对系统控制质量的影响 76

一、常规控制器的控制规律 76

二、控制器参数对控制过程的影响 80

思考题与习题 86

第四章 离散系统的分析 88

第一节 离散系统的基本知识 88

一、概述 88

二、采样过程和采样定理 89

三、采样信号的复现 91

第二节 z变换与z反变换 92

一、z变换 92

二、z变换的求法 93

三、z变换的基本定理 94

四、z反变换 97

第三节 脉冲传递函数 99

一、脉冲传递函数的定义 99

二、开环系统的脉冲传递函数 100

三、闭环系统的脉冲传递函数 101

第四节 离散系统的分析 104

一、离散系统的稳定性 104

二、离散系统的特性分析 108

三、特征根位置与过渡过程的关系 111

思考题与习题 113

第二篇 石油化工过程控制系统 116

第五章 简单控制系统 116

第一节 系统被控变量与操纵变量的确定 116

一、被控变量的确定 117

二、操纵变量的确定 119

第二节 测量与变送对控制质量的影响 128

一、纯滞后问题 128

二、测量滞后问题 129

三、传输线的滞后问题 132

第三节 控制阀的选择 133

一、控制阀流量特性的选择 134

二、控制阀气开、气关方式的选择 140

三、用阀门定位器改善控制阀特性 141

第四节 控制器规律的选择 143

一、控制器规律的选择 143

二、简单控制系统控制器正反作用的确定 144

第五节 简单控制系统的投运和控制器参数的整定 145

一、简单控制系统的投运 145

二、简单控制系统控制器的参数整定 146

思考题与习题 150

第六章 复杂控制系统 152

第一节 串级控制系统 152

一、串级控制系统的基本原理和结构 152

二、串级控制系统的特点 155

三、串级控制系统的设计 161

四、串级控制系统的投运和参数整定 164

五、串级控制系统的应用与示例 165

第二节 均匀控制系统 168

一、均匀控制的基本概念 168

二、均匀控制方案 170

三、均匀控制系统的参数整定 172

四、均匀控制应用例子 174

第三节 分程控制系统 175

一、概述 175

二、分程控制的应用 176

三、分程控制中应注意的几个问题 179

第四节 前馈控制系统 181

一、前馈控制与反馈控制 181

二、前馈控制系统的主要结构形式 184

三、前馈控制系统的工程整定 190

第五节 比值控制系统 191

一、比值控制的几种方案 191

二、比值系数的计算 195

三、比值控制系统的实施 198

四、比值控制系统的工程整定 203

五、比值控制系统实施中的若干问题 203

第六节 选择性控制系统 205

一、超驰控制系统 205

二、选择性控制的应用 210

思考题与习题 214

第七章 典型石油化工单元的控制 216

第一节 流体输送设备的自动控制 216

一、泵的控制 216

二、压缩机的控制 219

第二节 传热设备的控制 224

一、两侧无相变的换热器控制 225

二、利用载热体冷凝的蒸汽加热器的控制 229

三、利用载热体气化的低温冷却器的控制 230

四、锅炉设备的控制 231

五、加热炉的控制 237

第三节 精馏塔的控制 242

一、精馏塔的控制要求和约束条件 242

二、精馏塔的静态特性和动态特性 244

三、精馏塔的干扰分析及可供选取的操纵变量 247

四、精馏塔的基本控制方案 248

五、精馏塔塔压控制的一般方案 252

第四节 反应器的自动控制 254

一、化学反应器的控制要求 254

二、釜式反应器的自动控制 255

三、固定床反应器的自动控制 256

四、流化床反应器的自动控制 257

思考题与习题 258

第三篇 石油化工自控工程设计简介 260

第八章 石油化工自控工程设计概述 260

第一节 工程设计的一般过程 260

一、工程设计的基本任务 260

二、工程设计的基本程序 261

三、自控专业与其它专业间的相互关系 262

第二节 初步设计 264

一、初步设计说明书 264

二、工艺控制流程图 264

三、仪表设备及主要材料表 264

第三节 自控设计的常用资料 265

第九章 施工图设计 268

第一节 设计说明书 268

一、初步设计说明书 268

二、施工图说明书 269

第二节 仪表设备、材料及数据表 269

一、自控设备汇总表 269

二、自控设备表 272

三、电气设备材料表 272

四、综合材料表 272

五、计算数据表 273

第三节 设计图纸 275

一、工艺控制流程图 275

二 仪表盘正面布置（总）图 277

三、仪表盘背面气动管线连接图 279

四、仪表盘背面电气接线图 279

五、控制室电缆管缆平面敷设图 281

六、控制室外部电缆、管缆平面敷设图 282

七、气动管线外部连接系统图 283

八、电缆、电线外部连接系统图 284

九、供电系统图 284

十、信号及联锁原理图 284

十一、复杂控制系统图 284

十二、标准节流装置制造、安装图 284

第十章 工程设计的主要内容 285

第一节 控制方案的确定及各类仪表的选型 285

一、控制方案的确定 285

二、各类仪表的选型 285

第二节 控制室的设计 299

一、控制室的位置 299

二、控制室的面积 299

三、控制室的进线方式和电缆、管缆敷设方式 299

四、仪表盘的设计 300

第三节 仪表供电、供气设计 302

一、供电设计 302

二、供气设计 305

第四节 仪表配管与配线设计 307

一、测量管线 307

二、电线、电缆的选用 307

三、气动信号管线选用 308

四、电线、电缆及管线、管缆的敷设方式 308

第五节 信号报警系统的设计 309

一、设计原则 309

二、信号报警系统的设计 310

三、联锁系统设计 318

四、无触点信号报警及联锁系统简介 320

第六节 仪表设备的防护 323

一、防爆问题 323

二、防腐蚀问题 327

三、仪表及管线的保温问题 329

四、防尘问题 331

五、防震问题 332

第七节 信号传输中的防干扰和接地 332

一、干扰的产生 332

二、干扰的抑制 333

三、接地 334

附录一 石油化工自控设计常用符号 336

附录二 拉氏变换对照表 353

附录三 常用函数的z变换表 355

参考文献 355