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第一章 过程控制系统的基本概念 1

1.1 过程控制的发展概况及特点 1

1.2 过程控制系统的组成 3

1.3 过程控制系统的两种表示形式 5

1.3.1 方框图 5

1.3.2 管道及仪表流程图 6

1.4 过程控制系统的主要类型 10

1.4.1 闭环控制系统 11

1.4.2 开环控制系统 12

1.5 过程控制系统的性能指标及要求 14

1.5.1 过程控制系统的过渡过程 14

1.5.2 过程控制系统的质量指标 15

习题与思考题 17

第二章 过程参数的检测与仪表 19

2.1 概述 19

2.1.1 检测过程及误差 19

2.1.2 检测仪表的基本技术性能指标 20

2.2 压力检测方法及仪表 24

2.2.1 压力检测的基本知识 24

2.2.2 压力检测方法 25

2.2.3 压力检测仪表 30

2.2.4 差压（压力）变送器 32

2.2.5 压力检测仪表的选择 38

2.3 物位检测方法及仪表 40

2.3.1 物位检测方法 40

2.3.2 超声波物位计 45

2.4 流量检测方法及仪表 46

2.4.1 流量检测方法 46

2.4.2 差压式流量计 57

2.4.3 电磁流量计 59

2.5 温度检测方法及仪表 60

2.5.1 温度检测的基本知识 60

2.5.2 温度检测方法 61

2.5.3 热电偶温度计 64

2.5.4 热电阻温度计 70

2.5.5 温度变送器 72

2.6 成分量检测 76

2.6.1 pH值的检测 76

2.6.2 氧含量的检测 80

2.7 数字式显示记录仪表 82

2.7.1 数字式显示仪表 82

2.7.2 无笔无纸记录仪 88

习题与思考题 91

第三章 过程控制仪表与装置 94

3.1 概述 94

3.1.1 过程控制仪表与装置的分类和特点 94

3.1.2 控制仪表的发展趋势 95

3.1.3 信号制及供电方式 95

3.2 基本控制规律及其对控制过程的影响 96

3.2.1 基本控制规律概述 96

3.2.2 PID控制规律对控制过程的影响 98

3.3 DDZ-Ⅲ型控制器 103

3.3.1 PID控制器的组成原理 103

3.3.2 PID控制器的特性分析 104

3.4 开方器 110

3.4.1 概述 110

3.4.2 开方器的运算关系 110

3.4.3 电路原理分析 111

3.5 比例积算器 114

3.5.1 概述 114

3.5.2 比例积算器的组成和工作原理 115

3.6 执行器 116

3.6.1 概述 116

3.6.2 电动执行器 116

3.6.3 气动执行器 118

3.6.4 阀门定位器 125

3.6.5 智能执行器 126

3.7 可编程序控制器 129

3.7.1 概述 129

3.7.2 PLC的基本组成和工作过程 131

3.7.3 PLC的选型和应用 134

习题与思考题 136

第四章 过程特性与数学模型 138

4.1 过程特性 138

4.1.1 过程特性的类型 138

4.1.2 描述过程特性的参数 140

4.2 过程数学模型的建立 144

4.2.1 机理分析法 145

4.2.2 实验测试法 149

4.3 拉氏变换与传递函数 150

4.3.1 拉普拉斯变换 150

4.3.2 传递函数 152

习题与思考题 153

第五章 简单控制系统 155

5.1 简单控制系统设计原则 155

5.1.1 被控变量的选择 155

5.1.2 操纵变量的选择 156

5.1.3 系统设计中的测量变送问题 158

5.1.4 控制器控制规律的选择 160

5.2 简单控制系统的投运及控制器参数的工程整定 161

5.2.1 简单控制系统的投运 161

5.2.2 控制器参数的工程整定 162

5.3 单回路控制系统工程设计实例 165

习题与思考题 167

第六章 复杂控制系统 169

6.1 串级控制系统 169

6.1.1 串级控制系统的基本概念 169

6.1.2 串级控制系统的特点 171

6.1.3 串级控制系统的设计 172

6.1.4 串级控制系统的应用场合 173

6.1.5 串级控制系统应用中的问题 174

6.2 比值控制系统 175

6.2.1 概述 175

6.2.2 常用的比值控制方案 175

6.2.3 比值控制系统的设计 178

6.3 前馈控制系统 179

6.3.1 前馈控制系统的基本概念 179

6.3.2 前馈控制系统的几种结构形式 181

6.3.3 前馈控制系统的应用场合 183

6.4 均匀控制系统 183

6.4.1 均匀控制的基本概念 183

6.4.2 均匀控制方案 185

6.5 分程控制系统 186

6.5.1 分程控制系统的基本概念 186

6.5.2 分程控制系统的应用 187

6.5.3 分程控制应用中的几个问题 189

6.6 选择性控制系统 190

6.6.1 选择性控制系统的基本概念 190

6.6.2 选择性控制系统的应用 190

6.6.3 积分饱和及其防止 192

习题与思考题 194

第七章 过程计算机控制系统 195

7.1 概述 195

7.1.1 过程计算机控制系统的组成 195

7.1.2 过程计算机控制系统的分类 197

7.2 直接数字控制系统 199

7.2.1 直接数字控制系统的组成原理 199

7.2.2 直接数字控制系统的PID控制算式 200

7.2.3 直接数字控制系统的PID控制参数选择 203

7.3 集散控制系统 205

7.3.1 集散控制系统概述 205

7.3.2 现场控制站 208

7.3.3 操作员站及工程师站 210

7.3.4 集散控制系统网络 211

7.4 现场总线及现场总线控制系统 212

7.4.1 现场总线概述 212

7.4.2 几种有影响的现场总线技术 214

7.4.3 以现场总线为基础的控制系统 217

习题与思考题 219

第八章 典型工业过程控制 220

8.1 精馏过程控制 220

8.1.1 概述 220

8.1.2 精馏过程的控制要求 221

8.1.3 基本控制方案 222

8.1.4 其他控制方案 226

8.1.5 精馏塔控制系统实例 227

8.2 锅炉设备的自动控制 228

8.2.1 概述 228

8.2.2 锅炉汽包水位控制系统 229

8.2.3 锅炉燃烧控制系统 232

8.2.4 过热蒸汽控制系统 234

8.2.5 采用集散系统的锅炉控制实例 234

8.2.6 采用常规仪表的锅炉控制实例 235

8.3 子午胎纤维帘布全自动裁断机控制系统 236

8.3.1 工艺过程及对控制系统的要求 236

8.3.2 控制系统硬件配置方案 237

8.3.3 硬件选型配置 238

8.3.4 实验调试结果 241

习题与思考题 242

附录 243

附录一 常用热电偶分度表 243

附录二 常用热电阻分度表 255