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上篇 自动化仪表 3

自动化仪表概述 3

0.1 自动化仪表及其发展概况 3

0.2 电动单元组合仪表及其控制系统的组成 4

0.3 仪表的基本技术指标 6

第壹章 检测仪表 8

1.1 温度检测仪表 8

1.1.1测量温度的主要方法 8

1.1.2 热电偶 9

1.1.3 热电阻 12

1.1.4 半导体热敏电阻 13

1.1.5 热电偶温度变送器的基本结构 14

1.1.6 DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器的实际线路 17

1.2 压力检测仪表 22

1.2.1 弹性式压力测量元件 23

1.2.2 力平衡式压力(差压)变送器 24

1.2.3 位移式差压(压力)变送器 29

1.2.4 固态测压仪表 32

1.3 流量检测仪表 33

1.3.1 节流式流量计 34

1.3.2 容积式流量计 37

1.3.3 涡轮流量计 38

1.3.4 电磁流量计 39

1.3.5 旋涡式流量计 40

1.4 液位检测仪表 42

1.4.1 浮力式和静压式液位计 42

1.4.2 电容式液位计 43

1.5 成分分析仪表 45

1.4.3 超声波液位计 45

1.5.1 热导式气体分析仪 46

1.5.2 红外线气体分析仪 48

1.5.3 色谱分析仪 50

第二章 调节器 54

2.1 最简单的两位式调节器 54

2.2 连续调节器的调节规律 55

2.3 PID运算电路 57

2.3.1 比例积分运算电路 57

2.3.2 比例向微运算电路 60

2.3.3 PID运算电路 62

2.3.4 只用一个放大器的PID运算电路 64

2.4 PID调节器的阶跃响应 67

2.5 PID调节器的频率特性 67

2.6 PID调节器的线路实例 71

2.6.1 输入电路 72

2.6.2 PID运算电路 73

2.6.3 输出电路 74

2.6.4 调节器的整机传递函数 76

2.6.5 手动操作电路及自动-手动切换 77

2.6.6 测量及给定指示电路 81

2.7 调节器的附加电路 82

2.7.1 输出限幅及抗积分和饱电路 82

2.7.2 前馈电路 83

第三章 执行器、记录仪及防爆栅 86

3.1 执行器 86

3.1.1 气动执行器 86

3.1.2 电-气转换器 91

3.1.3 阀门定位器 92

3.1.4 电动执行器 95

3.2.2 电子电位差计 96

3.2 记录仪表 97

3.2.1 自动平衡式记录仪表的工作原理 97

3.2.3 磁平衡式记录仪 102

3.3 防爆栅 114

3.3.1 安全火花防爆系统的概念 114

3.3.2 安全火花防爆的等级 115

3.3.3 防爆栅的基本工作原理 116

3.3.4 隔离式防爆栅 117

第四章 集散型数字控制仪表 122

4.1 数字控制仪表的发展 122

4.2 数字控制算法 123

4.2.1 基本PID的离散表达式 124

4.2.2 采样周期的选择 125

4.2.3 变形的PID控制 126

4.2.4 混合过程PID算法 129

4.2.5 字长的考虑 130

4.3 单回路可编程序控制器 130

4.3.1 SLPC型可编程序控制器的电路 131

4.3.2 单回路控制器的工作节拍 135

4.3.3 用户程序结构及数据格式 136

4.3.4 运算模块 138

4.3.5 控制模块及编程 146

4.3.6 程序的写入和调试 158

4.4 集散控制系统 159

4.4.1 集散控制系统的组成 160

4.4.2 现场控制站的功能 164

4.4.3 操作站的功能 171

下篇 过程控制 179

第五章 调节对象的特性及实验测定 179

5.1 单容对象动特性及其数学描述 179

5.1.1 水槽水位的动特性 179

5.1.2 对象的自衡特性 181

5.2 多容对象的特性、容量滞后，纯滞后 183

5.2.1 双容对象的特性 183

5.3 对象特性的实验测定、时域法 184

5.3.1 实验测定方法概述 184

5.2.2 纯滞后 184

5.3.2 测定动态特性的时域方法 185

5.4 测定动态特性的频域方法 191

5.4.1 正弦波方法 191

5.4.2 频域特性的相关测试法 192

5.4.3 闭路测定法 194

5.5 测定动态特性的统计方法 194

5.5.1 平稳随机过程,相关函数,功率密度谱 195

5.5.2 相关分析法识别对象动态特性的原理 198

5.5.3 伪随机信号 201

5.5.4 伪随机序列的产生方法及其性质 202

5.5.5 用M序列信号测定对象的动态特性 204

第六章 单回路调节系统的设计及调节器参数整定方法 213

6.1 概述 213

6.2 对象动特性对调节质量的影响及调节方案的确定 215

6.2.1 干扰通道动特性对调节质量的影响 215

6.2.2 调节通道动特性对调节质量的影响 217

6.2.3 调节方案的确定 218

6.3 调节规律对系统动特性的影响、调节规律的选择 220

6.3.1 在干扰作用下双容对象的比例调节 221

6.3.2 系统调节性能指标、PI，PD调节作用分析 224

6.3.3 调节规律的选择 230

6.4 调节器参数的实验整定方法 231

6.4.1 稳定边界法 231

6.4.2 反应曲线法 233

6.4.3 衰减曲线法 233

6.4.4 三种整定方法的比较 234

7.1.1 串级调节系统的组成 236

7.1 串级调节系统 236

第七章 复杂调节系统 236

7.1.2 串级调节系统的特点和效果分析 238

7.1.3 调节器的选型和整定方法 241

7.2 比值调节系统 242

7.2.1 比值调节系统的组成原理 242

7.2.2 比值调节系统的整定 244

7.3 均匀调节系统 246

7.3.2 调节器的选型和整定 247

7.3.1 均匀调节系统的组成 248

7.4 前馈调节系统 249

7.4.1 前馈控制的工作原理 250

7.4.2 扰动补偿规律及其局限性 251

7.4.3 复合调节系统的特性分析 252

7.4.4 复合调节系统参数的选择 254

7.4.5 自治调节系统 256

第八章 自动调节系统在生产过程中的应用举例 261

8.1 石油加工蒸馏装置的仪表控制系统 261

8.1.1 石油加工中的仪表控制系统概要 261

8.1.2 蒸馏塔的仪表控制系统 261

8.2.1 钢铁生产过程概要 268

8.2 钢铁工业中加热炉的仪表控制系统 268

8.2.2 加热炉的燃烧控制 270

8.2.3 燃烧控制的串级比值调节系统 272

8.2.4 交叉限幅并联副回路的串级调节 272

8.3 锅炉的自动调节系统 276

8.3.1 汽包水位的调节 277

8.3.2 燃烧过程的调节 281

8.3.3 锅炉控制系统举例 284

主要参考书 286