绪论 1
第—章 自动控制系统基本概念 3
第—节 化工自动化的主要内容 3
第二节 自动控制系统的组成 4
第三节 工艺管道及控制流程图 5
一、图形符号 6
二、字母代号 7
三、仪表位号 8
第四节 自动控制系统方块图 8
第五节 自动控制系统的分类 10
第六节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 11
一、控制系统的静态与动态 11
二、控制系统的过渡过程 12
三、控制系统的品质指标 13
四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素 15
习题与思考题 16
第二章 被控对象的数学模型 18
第一节 化工对象的特点及其描述方法 18
第二节 对象数学模型的建立 20
—、建模目的 20
二、机理建模 20
三、实验建模 24
第三节 描述对象特性的参数 26
一、放大系数K 27
二、时间常数和T 27
三、滞后时间τ 30
习题与思考题 33
第一节 概述 35
一、测量过程与测量误差 35
第三章 检测仪表与传感器 35
二、仪表的性能指标 36
三、工业仪表的分类 38
第二节 压力检测及仪表 39
一、压力单位及测压仪表 40
二、弹性式压力计 41
三、电气式压力计 43
四、智能型压力变送器 47
五、压力计的选用及安装 49
第三节 流量检测及仪表 51
一、概述 51
二、差压式流量计 52
三、转子流量计 57
四、椭圆齿轮流量计 63
五、涡轮流量计 63
六、电磁流量计 64
七、漩涡流量计 65
八、质量流量计 66
第四节 物位检测及仪表 69
一、概述 69
二、差压式液位变送器 70
三、电容式物位传感器 72
四、核辐射物位计 74
五、称重式液罐计量仪 74
第五节 温度检测及仪表 75
一、温度检测方法 76
二、热电偶温度计 78
三、热电阻温度计 85
四、电动温度变送器 87
五、测温元件的安装 91
习题与思考题 92
附录二 铂铑10-铂热电偶分度表 95
附录一 常用压力表规格及型号 95
附录三 镍铬-铜镍热电偶分度表 100
附录四 镍铬-镍硅热电偶分度表 100
附录五 铂电阻分度表 103
附录六 铜电阻(Cu50)分度表 105
附录七 铜电阻(Cu100)分度表 105
第四章 显示仪表 106
第一节 动圈式显示仪表 106
一、XCZ-101型动圈式显示仪表 106
二、XCZ-102型动圈式显示仪表 108
三、几点要说明的问题 109
第二节 自动电子电位差计 109
一、手动电位差计 109
三、自动电子电位差计的测量桥路 111
二、自动电子电位差计的工作原理 111
四、自动电子电位差计的结构 113
第三节 自动电子平衡电桥 113
一、平衡电桥测温原理 113
二、电子自动平衡电桥 114
三、自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的比较 115
第四节 DDZ-Ⅱ重型显示仪表 115
一、DDZ-Ⅱ型电动记录仪 115
二、光柱显示式报警指示计 117
第五节 数字式显示仪表 117
一、数字式显示仪表的原理和组成 118
二、模-数转换 118
三、电子计数器 122
四、寄存器 123
五、显示器 123
七、标度变换 124
六、非线性补偿 124
八、数字式显示仪表举例 125
第六节 新型显示记录仪表 126
一、概述 126
二、无笔、无纸记录仪的原理和组成 126
三、记录仪的使用 127
习题与思考题 128
第五章 自动控制仪表 130
第—节 概述 130
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响 130
—、双位控制 131
二、比例控制 132
三、积分控制 135
四、微分控制 136
一、基本构成原理及部件 137
第三节 模拟式控制器 137
二、气动控制器 138
三、DDZ-Ⅱ型电动控制器 138
四、DDZ-Ⅱ型电动控制器 142
第四节 数字式控制器 144
一、单回路数字控制器 144
二、可编程序控制器 146
习题与思考题 153
一、气动执行器的结构与分类 155
第六章 执行器 155
第一节 气动执行器 155
二、控制阀的流量特性 158
三、控制阀的选择 161
四、气动执行器的安装和维护 163
第二节 电动执行器 163
第三节 电-气转换器及电-气阀门定位器 164
习题与思考题 165
二、电-气阀门定位器 165
一、电-气转换器 165
第七章 简单控制系统 167
第一节 简单控制系统的结构与组成 167
第二节 被控变量的选择 168
第三节 操纵变量的选择 170
一、操纵变量 170
二、对象特性对选择操纵变量的影响 171
三、操纵变量的选择原则 172
第四节 测量元件特性的影响 172
一、测量元件的时间常数 172
二、测量元件的纯滞后 173
三、信号的传送滞后 174
第五节 控制器控制规律的选择 174
一、控制器控制规律的确定 174
二、控制器正、反作用的确定 176
第六节 控制器参数的工程整定 177
一、临界比例度法 178
二、衰减曲线法 178
三、经验凑试法 179
习题与思考题 181
第八章 复杂控制系统 183
第一节 串级控制系统 183
一、概述 183
二、串级控制系统的工作过程 185
三、串级控制系统的特点 187
四、串级控制系统中副回路的确定 188
五、主、副控制器控制规律及正、反作用的选择 190
六、控制器参数的工程整定 192
第二节 均匀控制系统 194
一、均匀控制的目的 194
二、均匀控制方案 195
第三节 比值控制系统 196
一、概述 196
二、比值控制系统的类型 196
第四节 前馈控制系统 199
一、前馈控制系统及其特点 199
二、前馈控制的主要形式 201
三、前馈控制的应用场合 203
第五节 选择性控制系统 203
一、基本概念 203
二、选择性控制系统的类型 204
三、积分饱和及其防止 208
第六节 分程控制系统 209
一、概述 209
二、分程控制的应用场合 210
三、分程控制中的几个问题 212
第七节 多冲量控制系统 213
习题与思考题 215
第九章 新型控制系统 217
第一节 自适应控制系统 217
—、变增益自适应控制 217
二、模型参考自适应控制系统 218
三、直接优化目标函数的自适应控制系统 218
四、自校正控制系统 218
第二节 预测控制 219
一、模型算法控制 219
二、动态矩阵控制 221
三、广义预测控制 222
四、内部模型控制 222
第三节 智能控制与专家系统 222
一、智能控制的基本概念 222
二、智能控制的主要类型 223
三、智能控制的主要内容 224
四、专家控制系统 226
第四节 模糊控制系统 228
一、模糊控制系统的基本结构 228
二、模糊控制的几种方法 230
第五节 神经元网络控制 231
一、神经元模型 231
二、人工神经网络 232
三、神经网络在控制中的主要作用 234
四、神经网络控制的分类 234
第六节 故障检测与故障诊断 234
一、提高控制系统可靠性的主要方法 235
二、主要故障 235
三、故障检测和诊断的含义 235
四、故障检测和诊断的主要方法 235
习题与思考题 237
第十章 计算机控制系统 238
第一节 概述 238
第二节 直接数字控制系统 239
一、基本概念 239
二、DDC中的PID算式 241
三、DDC中的其他算法 242
第三节 集散控制系统 242
一、集散控制系统的组成 242
二、集散控制系统的特点 243
三、集散控制系统的硬件 244
四、集散控制系统的软件 249
第四节 全开放式控制软件平台 251
一、概述 251
二、ONSPEC运行环境 252
六、终端及客户机软件 253
五、ONSPEC网络软件 253
三、ONSPEC主体软件 253
四、接口软件 253
七、应用软件 254
八、工具软件 254
第五节 现场总线和现场总线控制系统 254
一、现场总线特点 254
二、现场总线的基本设备 255
三、基金会现场总线(FF) 255
习题与思考题 256
第十一章 典型化工单元的控制方案 258
第一节 流体输送设备的控制方案 258
一、离心泵的控制方案 258
二、往复泵的控制方案 259
三、压气机的控制方案 260
四、离心式压缩机的防喘振控制 261
一、两侧均无相变化的换热器控制方案 264
第二节 传热设备的自动控制 264
二、载热体进行冷凝的加热器自动控制 266
三、冷却剂进行汽化的冷却器自动控制 267
第三节 精馏塔的自动控制 268
一、工艺要求 269
二、精馏塔的干扰因素 269
三、精馏塔的控制方案 270
第四节 化学反应器的自动控制 273
一、化学反应器的控制要求 274
二、釜式反应器的温度自动控制 275
三、固定床反应器的自动控制 275
四、流化床反应器的自动控制 276
习题与思考题 278
参考文献 279