第一章 自动控制系统概述 1
1-1 自动控制系统的类型 3
一、开环控制系统 4
二、闭环控制系统 4
1-2 静态和动态 8
1-3 闭环控制系统的过渡过程及其品质指标 9
一、闭环控制系统的过渡过程 9
二、控制系统的品质指标 12
1-4 组成闭环控制系统的自动化仪表简介 14
一、单元组合仪表 14
二、基地式仪表 15
思考题 16
第二章 检测元件和变送器 17
2-1 温度的检测和变送 18
一、热电偶 19
二、热电阻 22
三、热电偶和热电阻的动态特性 24
四、DBW电动温度变送器 28
2-2 流量、液位、压力的检测和变送 36
一、流量检测 36
二、液位检测 41
四、QBC气动差压变送器 43
三、压力检测 43
五、QBY气动压力变送器 49
六、DBL电动靶式流量变送器 51
2-3 成分检测 52
一、常用成分仪表的类型 52
二、成分检测的静态特性、影响静态特性的误差因素及排除措施 56
三、成分检测的动态特性 57
思考题 58
第三章 显示仪表 60
3-1 动圈式指示仪表 61
一、配热电偶的XCZ-101动圈指示仪 62
二、配热电阻的XCZ-102动圈指示仪 63
3-2 自动平衡式指示记录仪 64
一、电子电位差计 64
二、电子自动平衡电桥 68
思考题 71
第四章 对象特性 72
4-1 对象特性的一般分析 75
一、放大系数K 75
二、时间常数T 79
三、时滞(滞后时间)τ 82
4-2 简单对象的数学描述 85
一、单容对象的动态方程 85
4-3 对象特性的实验测定 89
二、双容对象的动态方程(二阶液位对象) 89
一、阶跃扰动法 90
二、矩形脉冲扰动法 92
三、周期扰动法 93
四、统计相关法 93
思考题 94
第五章 执行器——气动薄膜调节阀 95
5-1 气动薄膜调节阀的结构及类型 95
一、气动薄膜调节阀的结构 95
二、气动薄膜调节阀的类型 98
5-2 调节阀的静态特性——流量特性 102
一、调节阀的理想流量特性 103
二、调节阀的工作流量特性 105
5-3 调节阀的动态特性 108
5-4 调节阀的选择与计算 110
一、调节阀的选择 110
二、调节阀的计算 113
5-5 调节阀的变差 115
5-6 阀门定位器 116
一、阀门定位器的工作原理 116
二、阀门定位器的作用 119
5-7 调节阀的安装、使用 120
思考题 121
第六章 调节器 122
6-1 调节器的基本控制规律 123
一、双位控制 123
二、比例控制(P) 126
三、比例积分控制(PI) 131
四、比例微分控制(PD) 138
五、比例积分微分控制(PID) 142
6-2 单元组合式调节器 146
一、电动Ⅱ型调节器(DTL-121、DTL-321) 147
二、DDZ-Ⅲ型电动调节器 160
三、气动调节器 164
一、数字式控制仪表 167
6-3 其他调节仪表 167
二、气动集装式调节仪表 168
思考题 170
第七章 组成自动控制系统的其他环节 171
7-1 计算单元 171
一、开方器 171
二、乘除器 172
三、加减器 173
四、比值器和分流器 173
7-2 转换单元 174
一、电-气转换器 174
一、Q型操作器 175
7-3 辅助单元 175
二、频率转换器 175
二、遥控板 177
思考题 179
第八章 简单控制系统的设计、投运及调节器参数的工程整定 180
8-1 简单控制系统的设计 180
一、被控变量的选择 181
二、操作变量的选择 183
三、检测变送环节对控制系统的影响 186
四、控制规律的选择 189
五、气动薄膜调节阀特性的选择 190
8-2 简单控制系统的投运 191
8-3 调节器参数的工程整定 193
一、经验法 194
二、临界比例度法 197
三、衰减曲线法 198
思考题 199
第九章 复杂控制系统 201
9-1 串级控制系统 201
一、串级控制系统的基本概念 201
二、串级控制系统的特点及适用场合 205
三、串级控制系统的设计 209
四、串级控制系统的构成方案 213
五、串级控制系统的投运和参数整定 214
9-2 均匀控制系统 215
一、均匀控制系统的目的和要求 215
二、均匀控制系统的形式 217
三、调节器控制规律和调节器参数的选择 218
9-3 比值控制系统 219
一、比值控制系统的类型 220
二、比值控制系统的构成方案 223
三、比值系数K的计算 225
四、比值控制系统的整定 228
9-4 分程控制系统 228
一、分程控制的应用 229
二、分程控制对调节阀的要求 232
9-5 前馈控制系统 234
一、前馈控制和反馈控制 234
二、前馈控制系统的结构形式 236
三、前馈参数整定 240
四、前馈控制系统的应用 240
9-6 选择性控制系统 242
一、选择性控制系统的概念 242
二、选择性控制系统的类型 243
三、积分饱和及其防止措施 246
四、选择性控制系统的选型 248
一、单冲量控制系统 249
9-7 多冲量控制系统 249
二、双冲量控制系统 250
三、三冲量控制系统 252
思考题 254
第十章 典型化工单元的控制方案 255
10-1 流体输送设备的控制方案 255
一、泵的控制方案 256
二、压缩机的控制方案 260
10-2 传热设备的控制方案 266
一、两侧均无相变的换热器的控制方案 267
二、载热体进行冷凝的蒸汽加热器的控制 270
三、载热体进行汽化的氨冷器的控制方案 272
四、管式加热炉的控制方案 273
五、锅炉燃烧过程的控制方案 276
10-3 精馏塔的控制方案 278
一、工艺要求 278
二、扰动分析及操作变量和被控变量的选择 279
三、按精馏段指标的控制方案 282
四、按提馏段指标的控制方案 284
五、压力控制 286
六、内回流及热焓控制 290
七、其他控制方案简介 292
一、反应器的控制要求及被控变量的选择 294
10-4 化学反应器的控制方案 294
二、反应器的控制方案 296
三、化学反应器控制方案举例 299
思考题 302
第十一章 计算机控制系统 303
11-1 直接数字控制系统(DDC) 304
11-2 计算机监督控制系统(SCC或SPC) 306
一、SCC加模拟调节器的控制系统 306
二、SCC加DDC的控制系统 307
11-3 分级控制系统 310
11-4 过程动态数学模型 312
一、动态数学模型的类型 312
二、建立动态数学模型的途径 313
思考题 315
附录1 镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶分度表 316
附录2 镍铬-考铜热电偶分度表 325
附录3 铂铑10-铂热电偶分度表 326
附录4 铂热电阻分度表(Pt50) 338
附录5 铂热电阻分度表(Pt 100) 343
附录6 铜热电阻分度表 348
附录7 气动调节阀型号编制说明 350
附录8 气动薄膜调节阀主要技术数据 352
附录9 ZMABS-320 220型气动薄膜调节阀技术数据 354
附录10 C值计算公式表 355
参考文献 356