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第1章 概论 1

1.1 石油化工过程控制基本概念 1

1.1.1 自动控制系统的基本组成及方块图 1

1.1.2 工艺管道及控制流程图 4

1.1.3 控制系统的分类 6

1.2 石油化工过程控制对象的特性 7

1.2.1 有自平衡能力对象 8

1.2.2 无自平衡能力对象 13

1.3 石油化工控制系统的过渡过程和品质指标 14

1.3.1 控制系统的静态与动态 14

1.3.2 控制系统的过渡过程 15

1.3.3 控制系统的品质指标 16

习题与思考题 19

第2章 石油化工过程测量仪表 20

2.1 概述 20

2.1.1 检测过程与测量误差 20

2.1.2 测量仪表的性能指标 21

2.1.3 测量仪表的基本组成及变送器 24

2.1.4 测量仪表的分类 28

2.2 压力检测及仪表 29

2.2.1 压力单位及测压仪表 29

2.2.2 弹性式压力计 30

2.2.3 电气式压力计 32

2.2.4 智能型压力变送器 37

2.2.5 压力计的选用及安装 39

2.3 物位检测及仪表 41

2.3.1 浮力式液位计 41

2.3.2 差压式液位计 45

2.3.3 其他物位计 52

2.4 流量检测及仪表 56

2.4.1 流量测量方法及基本概念 56

2.4.2 差压式流量计 57

2.4.3 转子流量计 61

2.4.4 容积式流量计 64

2.4.5 其他流量计 67

2.5 温度检测及仪表 75

2.5.1 温度测量方法及基本概念 75

2.5.2 膨胀式温度计 77

2.5.3 热电偶温度计 79

2.5.4 热电阻温度计 86

2.5.5 高温检测仪表 88

2.5.6 温度显示仪表 88

2.5.7 温度检测仪表的选用和安装 92

2.6 成分检测 94

2.6.1 成分分析方法 94

2.6.2 工业用成分分析仪表 100

2.6.3 湿度传感器 104

习题与思考题 106

第3章 控制器与执行器 109

3.1 基本控制规律 109

3.1.1 位式控制 110

3.1.2 比例控制 111

3.1.3 积分控制 112

3.1.4 微分控制 113

3.2 智能控制器 114

3.2.1 控制器的发展历史 115

3.2.2 智能控制器的构成和工作原理 117

3.3 可编程控制器 123

3.3.1 可编程控制器概述 123

3.3.2 可编程控制器的硬件结构 127

3.3.3 可编程控制器的工作原理 129

3.3.4 PLC程序设计基础 133

3.3.5 西门子S7-200系列可编程控制器 136

3.4 执行器和防爆栅 146

3.4.1 气动执行器 147

3.4.2 电-气转换器 152

3.4.3 阀门定位器 153

3.4.4 电动执行器 155

3.4.5 防爆栅 155

习题与思考题 158

第4章 简单控制系统 159

4.1 简单控制系统组成及分析 159

4.2 简单控制系统的设计 160

4.2.1 被控变量的选择 160

4.2.2 操纵变量的选择 162

4.2.3 检测仪表对系统的影响 164

4.2.4 控制阀的选择 166

4.2.5 控制器控制规律的选择及正反作用的确定 169

4.3 控制器参数的工程整定 172

4.3.1 经验凑试法 172

4.3.2 临界比例度法 173

4.3.3 衰减曲线法 174

习题与思考题 175

第5章 复杂控制系统 177

5.1 串级控制系统 177

5.1.1 组成原理 177

5.1.2 控制过程 178

5.1.3 系统特点 179

5.1.4 控制系统设计 180

5.1.5 串级控制系统的工程整定方法 182

5.2 均匀控制系统 182

5.2.1 均匀控制系统原理 182

5.2.2 均匀控制系统方案 183

5.3 比值控制系统 185

5.3.1 比值控制系统的类型 185

5.3.2 比值控制系统的实施 188

5.4 前馈控制系统 189

5.4.1 前馈控制系统结构形式 190

5.4.2 前馈控制系统应用场合 191

5.5 分程控制系统 192

5.5.1 分程控制系统的原理 192

5.5.2 分程控制系统的应用 192

5.6 选择性控制系统 194

5.6.1 选择性控制系统分类 195

5.6.2 选择性控制系统设计 198

习题与思考题 199

第6章 集散控制系统与现场总线控制系统 201

6.1 集散控制系统（DCS） 201

6.1.1 集散控制系统的组成 203

6.1.2 集散控制系统的特点 205

6.1.3 集散控制系统的基本功能 206

6.1.4 集散控制系统的性能指标 216

6.1.5 SUPCON JX-300X简介 218

6.1.6 集散控制系统的工程实例 225

6.1.7 集散控制系统的监控操作 233

6.1.8 集散控制系统的安装、调试与维护 240

6.2 现场总线控制系统（FCS） 244

6.2.1 现场总线的特点 250

6.2.2 基金会现场总线（FF） 253

6.2.3 Profibus现场总线 257

6.2.4 EPA实时以太网 263

6.2.5 HART通信协议 267

6.2.6 Modbus通信协议 268

6.2.7 FCS与DCS的集成 269

第7章 典型石油化工过程单元控制 272

7.1 流体输送设备的控制 272

7.1.1 泵和压缩机的基本控制 272

7.1.2 离心压缩机的防喘振控制 277

7.2 火力发电厂生产过程的控制 280

7.2.1 锅炉设备的控制 280

7.2.2 单元机组负荷控制系统 288

7.3 精馏塔的控制 290

7.3.1 精馏塔控制要求及扰动分析 290

7.3.2 精馏塔被控变量的选择 292

7.3.3 精馏塔的整体控制方案 295

7.4 炼油工业生产过程控制 300

7.4.1 常减压 300

7.4.2 催化裂化 302

7.4.3 催化重整 304

7.4.4 油品调合 307

附录一 常用压力表规格及型号 312

附录二 镍铬-铜镍热电偶分度表 313

附录三 铂铑10-铂热电偶分度表 313

附录四 镍铬-镍硅热电偶分度表 318

附录五 铂电阻（Pt100）分度表 321

附录六 铜电阻（Cu100）分度表 323

参考文献 324