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第1篇 常用基础知识 2

第1章 电工学基础知识 2

1.1 直流电路 2

1.1.1 电路的基本物理量 2

1.1.2 电路基本元件 2

1.1.3 电流源、电压源的等效变换 5

1.1.4 直流电路基本定律 6

1.2 交流电路 6

1.2.1 正弦交流电路 6

1.2.2 三相交流电路 8

1.3 变压器 10

1.4 异步电动机及其控制电路 11

1.4.1 三相异步电动机的结构 11

1.4.2 三相异步电动机的主要数据 11

1.4.3 三相异步电动机的调速 15

1.4.4 三相异步电动机的常用控制电路 16

1.5 安全用电 22

1.5.1 电流对人体的伤害 22

1.5.2 触电的形式 23

1.5.3 触电急救 23

1.5.4 安全用电的措施 25

第2章 电子学基础知识 28

2.1 常用半导体器件 28

2.1.1 常用半导体器件的命名方法 28

2.1.2 二极管 28

2.1.3 稳压二极管 34

2.1.4 发光二极管 35

2.1.5 三极管 36

2.2 基本放大电路 40

2.3 直流稳压电路 43

2.3.1 常见整流电路 43

2.3.2 滤波电路 44

2.3.3 稳压电路 45

2.4 集成运算放大电路 47

2.5 逻辑电路 51

2.5.1 基本逻辑门电路 51

2.5.2 TTL门电路 53

第3章 化工自动化基础知识 54

3.1 自动控制原理基础知识 54

3.1.1 化工自动化简述 54

3.1.2 自动控制系统简述 55

3.1.3 描述对象特性的参数 61

3.1.4 基本控制规律 63

3.2 典型过程控制工程 66

3.2.1 流体输送设备的自动控制 66

3.2.2 精馏塔的自动控制 70

3.2.3 化学反应器的自动控制 73

第2篇 常用图形符号与仪表安装第1章 常用图形符号及字母代号 80

1.1 常用仪表术语与图形符号 80

1.1.1 仪表常用术语 80

1.1.2 仪表类型及位置图形符号 82

1.1.3 测量点与连接线图形符号 84

1.1.4 执行机构与仪表功能图形符号 86

1.1.5 管、线和调节系统图形符号 88

1.2 常用字母代号 91

1.2.1 仪表功能字母代号及含义 91

1.2.2 检测、控制系统字母代号 94

1.3 仪表位号的表示方法 95

1.4 管道物料代号与管道仪表流程图 98

1.4.1 管道物料与常用管件字母代号 98

1.4.2 管道仪表流程图 99

第2章 仪表控制室设施图 102

2.1 控制室仪表盘的安装 102

2.1.1 仪表盘安装要求 102

2.1.2 控制室仪表盘的排列形式 104

2.1.3 仪表控制室平面布置图 105

2.2 盘面仪表的安装 106

2.2.1 盘面的布置与盘内配线（管） 106

2.2.2 墙挂式箱、盘的安装 112

2.2.3 仪表导线在汇线槽内敷设 112

2.3 控制室仪表电缆与导线的连接 113

2.3.1 电缆与导线的连接 113

2.3.2 查线 114

2.4 仪表盘管线编号、连接方法 116

2.4.1 仪表盘（箱）内部接线（管）的表示方法 116

2.4.2 仪表盘背面电气接线安装 120

2.4.3 仪表盘盘内配线 121

第3章 传感器及取源部件安装图 123

3.1 常用温度测量组件安装图 123

3.1.1 常用温度测量组件的安装 123

3.1.2 测温组件安装注意事项 126

3.1.3 测温仪表种类及优缺点 127

3.1.4 连接导线与补偿导线安装要求 127

3.2 常用压力测量安装图 129

3.2.1 常用压力测量安装 129

3.2.2 压力计及管路安装注意事项 129

3.3 节流装置的取压方式 132

3.3.1 节流装置常见的取压方式 132

3.3.2 节流装置安装注意事项 135

3.3.3 导压管安装注意事项 137

3.3.4 节流装置安装图例 139

3.4 物位检测的取源及安装 140

3.4.1 常用的物位检测方法 140

3.4.2 物位取源部件的安装要求 142

3.4.3 双室平衡容器的安装 142

3.5 分析取源部件的安装 144

3.5.1 常用的生产过程分析检测方法 144

3.5.2 过程分析仪器取样系统的安装 145

第4章 仪表及变送器的安装位图 151

4.1 现场仪表及变送器的安装位图 151

4.1.1 现场仪表安装的一般要求 151

4.1.2 压力测量仪表的安装 152

4.1.3 流量测量仪表的安装 155

4.1.4 液位测量仪表的安装 157

4.1.5 变送器的安装位图 159

4.2 盘上仪表的安装固定位图 162

4.2.1 盘上仪表固定方式 162

4.2.2 仪表接线端子编号 165

4.3 分析仪表的安装位图 165

4.3.1 分析仪表安装注意事项 166

4.3.2 常用分析仪表的管路连接图示例 167

4.4 DCS系统的配置与接线 175

第3篇 常用仪器与工具 180

第1章 万用表及常用工具的原理与使用 180

1.1 模拟式万用表的结构原理与使用 180

1.1.1 基本结构 180

1.1.2 测量原理 181

1.1.3 模拟式万用表的使用 185

1.2 数字式万用表的原理与使用 189

1.2.1 基本结构 189

1.2.2 测量原理 190

1.2.3 数字式万用表的使用 194

1.3 常用仪表电器工具的使用 199

1.3.1 验电器 199

1.3.2 钢丝钳 200

1.3.3 尖嘴钳 201

1.3.4 断线钳 202

1.3.5 剥线钳 202

1.3.6 电工刀 202

1.3.7 螺丝刀 203

1.3.8 扳手 204

1.3.9 探头 205

第2章 常用仪器原理与使用 207

2.1 钳形电流仪表 207

2.1.1 钳形电流表的工作原理 207

2.1.2 钳形电流表的正确使用 209

2.2 标准直流电位差计 210

2.3 标准电桥 213

2.3.1 直流单臂电桥 214

2.3.2 直流双臂电桥 217

2.4 活塞压力计 218

2.4.1 活塞压力计概述 218

2.4.2 使用方法 220

2.4.3 注意事项 223

2.5 数字压力计 223

2.5.1 工作原理及结构 223

2.5.2 使用方法 225

2.6 直流测温电桥 227

2.7 热电阻检定装置 230

2.7.1 工业热电阻的基本参数 231

2.7.2 工业热电阻检定装置 232

2.7.3 主要技术指标与检定方法 234

2.8 热电偶检定装置 236

2.8.1 标准仪器和设备 236

2.8.2 检定方法及原理图 237

第3章 新型智能标准仪表校验仪 240

3.1 CST1002B台式气压压力泵 240

3.1.1 概述 240

3.1.2 使用方法 241

3.1.3 气体压力检验器常见问题及解决办法 244

3.2 CST3005热工仪表校验仪 246

3.2.1 CST3005热工仪表校验仪功能 246

3.2.2 使用环境 246

3.2.3 结构及功能 246

3.2.4 开机及主界面介绍 252

3.2.5 系统菜单及设置 252

3.2.6 测量功能 255

3.2.7 输出微调功能 255

3.2.8 仪表校准 256

3.3.9 典型用法接线举例 258

3.3 CST6001便携温度校验仪 261

3.3.1 结构和功能 262

3.3.2 主界面介绍 263

3.3.3 设定温度操作 264

3.3.4 使用注意事项 266

3.4 掌上电脑型手持操作器（HHT）系列简介 266

3.4.1 概述 266

3.4.2 Windows CE和掌上电脑简介 268

3.4.3 硬件配置 268

3.4.4 调试程序使用简介 269

3.5 CST2003智能数字压力校验仪 271

3.5.1 功能介绍 271

3.5.2 菜单及菜单功能的激活操作 274

3.5.3 产品规格与相关参数 275

3.5.4 各项功能简介 276

第4篇 自动检测传感器及仪表 282

第1章 检测技术基本知识 282

1.1 检测技术基本概念 282

1.2 误差分析基础 287

1.2.1 误差原因分析 287

1.2.2 误差分类 288

1.2.3 误差的统计处理 289

1.3 检测技术及方法分析 290

1.3.1 检测方法及其基本概念 291

1.3.2 多元化检测技术 294

第2章 温度检测传感器及仪表 296

2.1 温度测量的基本概念 296

2.2 温度传感器的分类与选型 297

2.2.1 热电偶温度传感器 297

2.2.2 热电阻温度传感器 304

2.2.3 半导体热敏电阻 307

2.2.4 集成温度传感器 308

2.3 温度变送器 311

2.3.1 一体化温度变送器及选择 312

2.3.2 工业用温度传感器的选型 314

2.4 典型应用 315

2.4.1 金属表面温度的测量 315

2.4.2 热电偶炉温控制系统 315

2.4.3 集成温度传感器温度计 316

第3章 压力检测传感器及仪表 317

3.1 压力单位及压力检测方法 317

3.1.1 压力的单位 317

3.1.2 压力传感器的分类与选型 318

3.2 差压变送器 332

3.2.1 力平衡式差压变送器 332

3.2.2 电容式差压变送器 334

3.2.3 扩散硅式差压变送器 335

3.3 压力仪表的选用 338

第4章 物位检测传感器及仪表 340

4.1 物位的检测方法与检测元件 340

4.1.1 玻璃液位计 340

4.1.2 浮力式液位计 341

4.1.3 差压式液位计 342

4.1.4 超声波式液位计 345

4.1.5 电容式液位计 346

4.1.6 吹气式液位计 347

4.1.7 核辐射式液（物）位计 348

4.2 典型应用 349

4.2.1 油箱油量检测系统 349

4.2.2 射频导纳物位计 350

第5章 流量检测传感器及仪表 356

5.1 流量检测传感器 356

5.1.1 差压式流量计 356

5.1.2 容积式流量计 357

5.1.3 电磁流量计 359

5.1.4 转子流量计 361

5.1.5 涡轮流量计 362

5.1.6 涡街流量计 364

5.2 流量传感器标准装置的校验与应用 366

5.2.1 液体流量标准装置 366

5.2.2 气体流量标准装置 369

5.2.3 SWP-TU涡街流量计 370

第6章 现代新型检测传感器及仪表 375

6.1 光电传感器 375

6.1.1 光电效应 375

6.1.2 光电元件的分类与选择 376

6.1.3 光电传感器的典型应用 380

6.2 光纤传感器 385

6.2.1 光纤及其传光原理 385

6.2.2 光纤传感器的分类 387

6.2.3 光纤传感器的应用 389

6.3 超声波传感器 393

6.3.1 超声波工作原理 393

6.3.2 超声波传感器的分类 396

6.3.3 超声波传感器的应用 397

第5篇 过程分析仪表 402

第1章 过程分析仪表概述 402

1.1 过程分析仪器仪表的分类与特点 402

1.2 过程分析仪表的组成 402

第2章 热导式气体分析仪 404

2.1 基本原理 404

2.1.1 分析混合气体的条件 405

2.1.2 热导式气体分析仪原理 406

2.2 RD-004型氢气分析仪 406

2.2.1 技术规范 406

2.2.2 工作原理 406

2.2.3 使用、维护及故障分析 411

2.3 磁氧分析仪 412

2.3.1 基本原理 413

2.3.2 测量方法 414

2.3.3 QZS型磁氧分析器 415

第3章 ZO-112型氧化锆分析仪 419

3.1 基本原理 419

3.1.1 技术指标 419

3.1.2 工作原理 419

3.2 仪器的安装与接线 421

3.3 仪器的使用、维护和故障处理 424

3.3.1 仪器的功能与使用 424

3.3.2 维护与故障检修 426

第4章 红外线气体分析仪 430

4.1 基本原理 430

4.2 QGS-08型红外线气体分析仪 432

4.2.1 测量原理及使用条件 432

4.2.2 仪器的启动 434

4.2.3 仪器的维护 435

第5章 工业色谱分析仪 437

5.1 色谱柱原理 437

5.1.1 色谱柱概念 437

5.1.2 热导检测器 441

5.2 HZ-3151型微机工业色谱仪 442

5.2.1 微机控制器 443

5.2.2 程序控制与信息处理 446

5.2.3 仪器的检查与调整 449

5.2.4 仪器的运行 449

5.2.5 故障处理 450

第6章 工业电导仪 451

6.1 测量原理 451

6.1.1 电导率与溶液浓度的关系 451

6.1.2 影响溶液电导测量的因素 454

6.2 DDD-32B型电导仪 456

6.2.1 测量原理 456

6.2.2 仪器准确度检验 459

6.2.3 维护与检修 460

第6篇 显示仪表 464

第1章 常规显示仪表工作原理及应用 464

1.1 显示仪表结构分析 464

1.2 电位差计式自动平衡原理 465

1.3 电桥式自动平衡原理 467

1.4 差动变压器式自动平衡原理 468

第2章 数字式显示仪表原理 470

2.1 概述 470

2.1.1 模数转换器 470

2.1.2 线性化器 475

2.1.3 计数、显示 475

2.1.4 采样电路 476

2.1.5 测量控制 476

2.2 热电阻式数字显示仪 477

2.3 数字测量显示控制仪介绍 479

2.3.1 概述 479

2.3.2 操作方式 482

2.3.3 校对方式 486

2.3.4 安装与接线 486

2.3.5 异常时的显示 486

2.3.6 二级参数设定 487

2.3.7 配线图例 487

第3章 无笔、无纸记录仪 490

3.1 数字模拟混合记录仪 490

3.2 无纸全数字式记录仪 492

3.3 虚拟显示及记录仪表 493

3.4 TFT真彩无纸记录仪介绍 495

3.4.1 概述 495

3.4.2 安装与接线 499

第7篇 执行器 504

第1章 执行器的构成及工作原理 504

1.1 执行器分类与比较 504

1.2 执行器基本构成及工作原理 505

第2章 气动执行器 506

2.1 气动执行器基本构成 506

2.2 阀门定位器 508

第3章 电动执行器 511

3.1 电动执行器的构成及原理 511

3.2 伺服放大器的原理、调校及安装 513

3.2.1 用途和特点 513

3.2.2 主要技术参数 513

3.2.3 工作原理与结构 514

3.2.4 使用方法 514

3.2.5 注意事项 517

3.3 ZKJ-7100型角行程电动执行机构 518

3.3.1 概述 518

3.3.2 用途 518

3.3.3 型号、规格 519

3.3.4 主要技术性能 519

3.3.5 ZKJ-7100工作原理 520

3.3.6 电动执行机构的校验 524

3.3.7 安装、接线和使用 526

3.3.8 维护、修理和常见故障 531

3.4 智能型直流无刷变频电动执行机构 534

3.4.1 智能化ZB适用场合 534

3.4.2 ZB功能概况 534

3.4.3 ZB硬件详述 534

第4章 调节阀 538

4.1 调节阀工作原理 538

4.2 调节阀结构及分类 539

4.3 调节阀的流量特性 543

4.4 典型应用（调节型电动蝶阀） 545

第8篇 调节控制装置 550

第1章 常规控制规律 550

1.1 基本控制规律 551

1.2 常规控制规律 553

1.3 实用PID控制规律的构成 556

第2章 调节器控制规律的实现 560

2.1 DDZ-Ⅲ型调节器PID控制规律的实现 560

2.2 数字式调节器控制规律的实现 563

2.2.1 完全微分型算法 564

2.2.2 不完全微分型算法 566

2.3 常规调节器基本电路分析 567

2.3.1 DDZ-Ⅲ型调节器基本电路分析 567

2.3.2 数字式调节器基本电路分析 569

第3章 可编程序调节器 575

3.1 可编程序调节器简介 575

3.2 程序控制规律 578

第4章 先进调节器浅析 580

4.1 增强型PID控制规律分析 580

4.1.1 增强型调节器原理 580

4.1.2 比例微分先行PID控制 582

4.1.3 非线性PID控制 583

4.1.4 改进型PID控制算法 584

4.2 虚拟调节仪表发展趋势 586

第5章 PLC可编程序控制器 589

5.1 可编程序控制器的特点与功能 589

5.1.1 可编程序控制器的特点 589

5.1.2 PLC的主要功能 591

5.2 可编程序控制器的基本结构 592

5.2.1 中央处理机 593

5.2.2 电源部件 594

5.2.3 输入、输出部分 594

5.2.4 编程方式 595

5.3 可编程序控制器的基本工作原理 595

5.4 可编程序控制器的主要技术指标 597

5.5 可编程序控制器的用途 598

5.6 PLC的编程指导与应用 600

5.6.1 编程的基本原则 600

5.6.2 编程技巧 602

5.6.3 基本电路的编程 604

第6章 集散控制系统 612

6.1 集散控制系统的组成及其特点 612

6.2 集散控制系统的软件及其组态 614

6.3 操作站、现场站及通信总线功能 621

6.3.1 操作站功能 621

6.3.2 现场站功能 625

6.3.3 通信总线功能 627

第7章 现场总线控制系统 639

7.1 现场总线控制系统特征 639

7.2 现场总线控制系统 640

7.2.1 现场总线单元设备 640

7.2.2 现场总线控制系统结构 642

7.3 现场总线系统安装 646

7.3.1 现场总线网段的基本构成 646

7.3.2 现场总线控制系统的布线 647

7.3.3 现场总线系统供电 651

第9篇 过程控制系统 656

第1章 简单控制系统 656

1.1 简单控制系统基本组成 656

1.1.1 简单控制系统常用名词 657

1.1.2 过程控制系统被控变量与操纵变量的选择 659

1.1.3 过程控制系统控制规律的选取 661

1.2 简单控制系统的方案实施 662

1.3 简单控制系统工程整定 666

1.3.1 过程控制系统投运前的准备 666

1.3.2 过程控制系统的投运 667

1.3.3 调节器的参数整定及整定中应注意的问题 670

1.4 在线控制系统的故障分析 678

第2章 串级控制系统 680

2.1 过程控制基本原理及结构 680

2.2 串级控制系统的主、副回路选择 683

2.3 串级控制系统的主、副调节器选择 684

2.4 串级控制系统特点及应用场合 686

2.5 串级控制系统的实施 687

2.6 串级控制系统的投运及参数整定 690

第3章 其他复杂控制系统 694

3.1 比值控制系统 694

3.1.1 比值控制系统类型 694

3.1.2 比值控制系统的设计与参数整定 699

3.2 前馈控制系统 702

3.2.1 前馈控制系统的特点及主要结构形式 702

3.2.2 前馈控制系统应用 709

3.2.3 前馈控制系统的参数整定 709

3.3 均匀控制系统 712

3.3.1 均匀控制系统的特点 712

3.3.2 均匀控制的方案和控制规律的选择 715

3.3.3 均匀控制系统的参数整定 716

3.4 解耦控制系统 717

3.4.1 系统间的关联现象 717

3.4.2 减少与解除耦合的途径 718

3.5 分程控制系统 723

3.5.1 分程控制概述 723

3.5.2 分程控制的应用场合 724

3.5.3 分程控制系统对控制阀的要求 726

3.6 选择性控制系统 728

3.6.1 选择性控制系统类型 730

3.6.2 积分饱和及防止措施 732

3.6.3 选择性控制系统的选型 734

3.7 多冲量控制系统 735

第4章 高级控制系统 740

4.1 自适应控制 740

4.1.1 自适应控制的组成 740

4.1.2 自校正控制系统的分类 741

4.2 预测控制 745

4.2.1 预测控制的基本结构 745

4.2.2 预测控制的特点及应用 747

第5章 其他高级控制系统 750

5.1 智能控制 750

5.2 专家控制 754

5.3 最优控制系统 756

5.4 模糊控制 760

5.5 神经网络控制 761

5.6 推断控制系统 767

5.7 鲁棒控制 769

附录 化工仪表维修工国家职业标准 771