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绪论 1

第1篇 自动检测仪表 11

第1章 测量技术基础 12

1.1 测量方法 12

1.2 测量误差及测量不确定度 12

第2章 温度测量仪表 15

2.1 概述 15

2.2 电接点温度计 18

2.3 热电偶 22

2.4 热电阻 34

2.5 辐射式测温仪表 38

2.6 红外测温仪表 45

2.7 红外热像仪 46

2.8 光导纤维红外测温仪 47

参考文献 49

第3章 压力测量仪表 50

3.1 压力的概念及单位 50

3.2 应变式压力（差压）变送器 52

3.3 电容式压力（差压）变送器 56

3.4 差动电感压力（差压）变送器 60

3.5 振弦式压力（差压）变送器 63

3.6 硅谐振式压力（差压）变送器 65

3.7 压力开关 68

3.8 压力（差压）变送器安装与维护 70

参考文献 73

第4章 流量测量仪表 74

4.1 概论 74

4.2 容积式流量计 76

4.3 浮子流量计 80

4.4 涡轮流量计 83

4.5 旋涡流量计 89

4.6 电磁流量计 96

4.7 超声流量计 101

4.8 节流式流量计 107

4.9 质量流量计 117

4.10 插入式流量计 121

4.11 明渠流量计 123

4.12 多相流测量 127

参考文献 139

第5章 物位测量仪表 141

5.1 物位测量仪表及分类 141

5.2 浮力式液位计 141

5.3 差压式液位计 146

5.4 电容式物位测量仪表 149

5.5 超声波物位测量仪表 151

5.6 射线式物位测量仪表 153

5.7 雷达物位计 155

参考文献 159

第6章 在线分析仪表 160

6.1 概述 160

6.2 热导式气体分析仪 161

6.3 红外气体分析仪 165

6.4 氧化锆氧分析仪 170

6.5 工业色谱分析仪 174

6.6 质谱仪及色谱-质谱联用仪 178

6.7 pH计 186

6.8 工业电导率仪 190

6.9 半导体激光气体分析仪 194

参考文献 201

第7章 机械量测量仪表 202

7.1 位移与角度传感器 202

7.2 速度测量仪表 219

7.3 转矩检测仪表 227

7.4 测力称重式仪表 236

7.5 核辐射测厚仪表 246

7.6 机器视觉 250

7.7 陀螺经纬仪 253

参考文献 257

第8章 显示仪表 258

8.1 概述 258

8.2 模拟式显示仪表 258

8.3 数字显示仪表 264

8.4 智能显示仪表 267

参考文献 269

第9章 执行机构和控制阀 270

9.1 执行器 270

9.2 气动执行器结构及分类 271

9.3 控制阀 274

9.4 执行器的选型原则 280

9.5 电动执行器 282

9.6 智能式执行机构 284

参考文献 285

第10章 防爆安全技术 286

10.1 防爆基础 286

10.2 仪表防爆技术 292

10.3 防爆仪表通用要求 301

10.4 隔爆型仪表 306

10.5 本质安全仪表 309

10.6 本质安全仪表系统 317

参考文献 327

第2篇 计算机控制系统 329

第1章 可编程控制器PLC 336

1.1 概述 336

1.2 PLC的硬件系统 340

1.3 PLC软件配置 350

1.4 PLC应用系统设计 356

1.5 PLC应用系统软件设计 365

1.6 大中型PLC工程应用实例 369

1.7 PLC应用小程序实例 374

参考文献 376

第2章 集散控制系统DCS 377

2.1 概述 377

2.2 通信网络 381

2.3 主要站点配置 385

2.4 异构系统互联 407

2.5 IEC 611 31-3标准编程语言 413

2.6 高级应用 421

2.7 DCS大规模网络设计 429

2.8 国内外主要DCS产品 434

2.9 系统选型 444

2.10 工程应用 446

2.11 DCS的抗干扰措施 464

2.12 DCS应用案例 466

参考文献 478

第3章 安全仪表系统SIS 479

3.1 概述 479

3.2 功能安全概论 484

3.3 安全仪表系统的硬件配置 498

3.4 安全仪表系统的软件配置 506

3.5 安全仪表系统的工程应用 541

参考文献 556

第4章 成套专用控制系统 557

4.1 概述 557

4.2 成套专用控制系统的硬件系统 558

4.3 成套专用控制系统的软件系统 563

4.4 造纸过程成套专用控制系统 564

4.5 制药过程成套专用控制系统 597

第5章 监控软件 617

5.1 概述 617

5.2 监控软件主要功能和主要组成模块 622

5.3 监控软件的典型应用示例 655

5.4 监控软件的发展趋势 662

5.5 国内外监控软件产品简介 665

参考文献 671

第6章 现场总线与工业以太网 672

6.1 概述 672

6.2 现场总线技术基础 674

6.3 主流现场总线技术 679

6.4 工业以太网 725

6.5 基于现场总线的网络化控制系统与互联技术 746

6.6 现场设备管理系统 750

6.7 现场总线的工程应用 757

参考文献 759

第7章 工业物联网技术 761

7.1 概述 761

7.2 工业物联网关键技术 762

7.3 工业物联网相关标准 766

7.4 工业物联网典型应用 776

参考文献 786

第3篇 控制工程方法 787

第1章 单回路控制器 788

1.1 传统PID控制方法 788

1.2 PID控制器的参数整定 793

1.3 新型PID控制方法 798

1.4 自抗扰控制器 805

参考文献 811

第2章 先进控制 813

2.1 复杂控制系统 813

2.2 模型预测控制 825

2.3 自适应控制系统 852

2.4 最优控制 862

2.5 解耦控制 869

参考文献 875

第3章 智能控制 877

3.1 智能控制基础 877

3.2 模糊控制 880

3.3 神经网络控制 905

3.4 专家控制 932

参考文献 956

第4章 伺服控制 958

4.1 伺服系统及控制技术简介 958

4.2 电动伺服控制 961

4.3 气动伺服控制 970

4.4 液压伺服控制 978

参考文献 990

第5章 间歇控制 991

5.1 间歇过程 991

5.2 间歇过程的控制 994

5.3 间歇过程控制实例——注塑成型过程控制 1016

参考文献 1037

第4篇 控制工程技术 1039

第1章 信号处理和数据校正技术 1040

1.1 概述 1040

1.2 计算机数字信号处理 1041

1.3 过程数据校正 1045

参考文献 1052

第2章 系统建模技术 1054

2.1 概述 1054

2.2 机理建模技术 1054

2.3 系统辨识技术 1057

2.4 智能建模技术 1064

2.5 混合建模技术 1067

参考文献 1070

第3章 软测量技术 1072

3.1 软测量的基本概念 1072

3.2 基于机理分析的软测量建模技术 1073

3.3 基于回归分析的软测量建模技术 1082

3.4 基于状态估计的软测量技术 1087

3.5 基于支持向量机的软测量建模技术 1091

3.6 软测量系统的工程设计 1096

参考文献 1105

第4章 过程优化技术 1106

4.1 最优化问题的基本概念 1106

4.2 最优化方法 1108

4.3 典型过程优化的工业应用 1126

4.4 过程优化商业软件简介 1138

参考文献 1141

第5章 性能评估技术 1142

5.1 性能评估技术简介 1142

5.2 控制器性能评估流程 1144

5.3 控制器性能评估方法与技术 1146

5.4 控制器性能评估工业应用 1156

参考文献 1160

第6章 故障诊断技术 1162

6.1 控制系统故障诊断技术 1162

6.2 动设备故障诊断技术 1172

6.3 故障预测技术 1191

参考文献 1196

第7章 安全性技术 1198

7.1 概述 1198

7.2 功能安全 1198

7.3 控制系统网络安全 1211

参考文献 1216

索引 1217