化工仪表与自动控制PDF电子书下载

0 认识化工仪表与自动控制 1

0.1 认识化工仪表及自动控制 1

0.1.1 化工生产过程及特点 1

0.1.2 化工自动化的概述 2

0.1.3 化工仪表和自动化技术的发展概况 3

0.1.4 化工自动化仪表的分类 4

0.1.5 自动化系统的组成和分类 8

0.2 认识本门课程的性质和地位 10

技能训练与思考题 10

1 工艺参数的测量和信号转换 11

1.1 化工工艺参数测量的基础知识 11

1.1.1 测量的基本概念 11

1.1.2 测量误差 12

1.1.3 检测仪表概述 14

1.1.4 检测仪表的基本技术指标 15

1.2 认识显示仪表 18

1.2.1 显示仪表的概述 18

1.2.2 模拟式显示仪表 18

1.2.3 数字显示仪表 23

1.2.4 新型显示仪表 26

1.3 自动检测过程及变送器 27

1.4 检测系统中信号转换 30

1.4.1 检测系统的常见信号类型 30

1.4.2 检测系统中信号的传递形式 31

1.4.3 信号制式及信号传输方式 31

1.5 安全防爆基本知识 34

1.5.1 防爆仪表和安全防爆系统 34

1.5.2 安全栅 35

技能训练与思考题 37

2 温度检测 39

2.1 概述 39

2.1.1 温度 39

2.1.2 温度测量 39

2.2 常用测温仪表 40

2.2.1 膨胀式温度计 40

2.2.2 压力式温度计 42

2.2.3 热电偶温度传感器 42

2.2.4 热电阻温度计 49

2.2.5 辐射式高温计 50

2.3 温度测量仪表的使用 50

2.3.1 温度测量仪表的选用 50

2.3.2 温度测量仪表的安装 51

2.3.3 温度测量仪表的故障判断 52

2.4 工业应用案例——离子膜烧碱生产一次盐水制备中配水罐温度的检测 53

2.4.1 离子膜烧碱生产工艺流程简介 53

2.4.2 一次盐水配水罐的温度操作指标要求 54

2.4.3 一次盐水配水罐温度检测系统的构成 55

2.5 简单控制系统 55

2.5.1 自动控制系统的组成 55

2.5.2 自动控制系统的分类 59

2.5.3 自动控制系统的过渡过程和品质指标 60

2.6 识读仪表工程图 66

2.6.1 管道与仪表流程图概述 66

2.6.2 工艺管道及控制流程图 66

2.6.3 技能训练——带控制点的工艺流程图识读 72

2.6.4 仪表盘布置图识读 73

技能训练与思考题 75

3 压力控制 78

3.1 概述 78

3.1.1 压力 78

3.1.2 压力检测的方法 79

3.2 常用压力检测仪表 80

3.2.1 弹性式压力计 80

3.2.2 电气式压力计 83

3.2.3 智能型压力变送器 87

3.2.4 活塞式压力计 89

3.3 压力表的选用、安装及故障判断 90

3.3.1 压力计的选用 90

3.3.2 技能训练——压力表的选择 91

3.3.3 压力表的安装 92

3.3.4 实践应用——压力检测故障判断 93

3.4 工业应用案例——脱氯塔的压力控制 93

3.4.1 离子膜烧碱生产中真空脱氯工艺介绍 93

3.4.2 脱氯塔的工艺条件控制要求 94

3.4.3 脱氯塔压力控制方案 96

3.5 认识执行器 97

3.5.1 执行器的概念解读 97

3.5.2 气动薄膜控制阀 98

3.5.3 电动执行器 106

3.5.4 电-气转换器及电-气阀门定位器 106

3.5.5 控制阀的选择 109

3.5.6 气动执行器的安装和维护 112

技能训练与思考题 112

4 液位控制 114

4.1 物位检测 114

4.1.1 概述 114

4.1.2 物位检测的方法 115

4.2 常用物位检测仪表 116

4.2.1 差压式液位变送器 116

4.2.2 浮力式液位计 119

4.2.3 电容式物位计 120

4.2.4 核辐射式物位检测仪表 122

4.2.5 超声波式物位仪表 122

4.2.6 雷达物位计 123

4.2.7 重锤物位计 124

4.3 物位仪表的使用 125

4.3.1 物位仪表的选用 125

4.3.2 实践应用——物位检测故障处理 126

4.4 工业应用案例——精制盐水罐液位控制 126

4.4.1 二次盐水精制的工艺流程简介 127

4.4.2 精制盐水的工艺控制要求 127

4.4.3 精制盐水的液位控制系统的构成 128

4.5 控制规律 128

4.5.1 概述 128

4.5.2 位式控制 129

4.5.3 比例控制（P） 131

4.5.4 积分控制（I） 134

4.5.5 微分控制（D） 136

4.6 自动控制仪表 138

4.6.1 概述 138

4.6.2 模拟式控制仪表 138

4.6.3 数字式控制器 142

4.7 可编程序控制器（PLC） 147

4.7.1 可编程序控制器概述 147

4.7.2 可编程控制器的基本工作原理 150

4.7.3 PLC的编程语言 153

技能训练与思考题 153

5 流量控制 155

5.1 概述 155

5.2 常用流量检测仪表 156

5.2.1 差压式流量计 156

5.2.2 转子流量计 160

5.2.3 涡轮流量计 162

5.2.4 漩涡流量计 163

5.2.5 靶式流量计 164

5.2.6 电磁流量计 166

5.2.7 椭圆齿轮流量计 167

5.2.8 超声波流量计 168

5.2.9 质量流量计 170

5.3 流量检测仪表的选用 173

5.4 工业应用案例——电解槽盐水流量的控制 174

5.4.1 电解工序工艺简述 174

5.4.2 流量控制要求 174

5.4.3 进电解槽盐水流量控制系统的构成 174

5.5 简单控制系统的设计和投运 176

5.5.1 简单控制系统的设计 176

5.5.2 控制器参数的工程整定 185

5.5.3 控制系统的投运 189

技能训练与思考题 191

6 复杂控制 193

6.1 复杂控制系统 193

6.1.1 串级控制系统 193

6.1.2 均匀控制系统 203

6.1.3 比值控制系统 206

6.1.4 前馈控制系统 209

6.1.5 分程控制系统 212

6.1.6 选择性控制系统 216

6.1.7 多冲量控制系统 222

6.2 工业应用案例——大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制系统 224

6.2.1 大中型工业锅炉的工艺过程 224

6.2.2 锅炉汽包水位的检测与控制 224

技能训练题与思考题 227

7 计算机控制系统 229

7.1 计算机控制系统简述 229

7.1.1 计算机控制系统的工作原理 229

7.1.2 计算机控制的主要特点 230

7.1.3 计算机控制系统的组成 230

7.2 计算机控制系统的典型应用分类 232

7.3 集散控制系统（DCS） 236

7.3.1 集散控制系统的概述 236

7.3.2 集散控制系统的发展 236

7.3.3 集散控制系统的组成 237

7.3.4 典型的DCS体系结构 238

7.3.5 典型产品介绍——浙大中控WebField JX-300XP系统 242

7.4 现场总线控制系统（FCS） 244

7.4.1 现场总线概述 244

7.4.2 现场总线控制系统的结构 247

7.4.3 现场总线控制系统的组成 249

7.4.4 典型产品介绍——几种有影响的现场总线技术 250

技能训练与思考题 253

附录 254

附表1 铂铑10-铂热电偶分度表 254

附表2 镍铬-镍硅热电偶分度表 255

附表3 镍铬-铜镍合金（康铜）热电偶分度表 255

附表4 铁-铜镍合金（康铜）热电偶分度表 256

附表5 工业用铂热电阻分度表 256

附表6 工业用铜热电阻分度表 257

附表7 工业用铜热电阻分度表 257

参考文献 258