第1章 绪论 1
1.1 过程控制系统的应用与组成 1
1.1.1 典型过程控制的应用 1
1.2 过程控制系统组成 3
1.2 过程控制系统的分类 3
1.2.1 按系统的结构特点分类 3
2.2 按给定值信号的特点分类 4
1.3 过程控制系统的特点 4
1.4 过程控制系统质量指标 5
1.4.1 系统过渡过程指标 5
1.4.2 误差综合性能指标 6
1.5 过程控制系统的发展概况 7
5.1 仪表化与局部自动化阶段 7
1.5.2 综合自动化阶段 7
1.5.3 全盘自动化阶段 7
思考题与习题 8
第2章 被控过程的数学模型 9
2.1 概述 9
2.1.1 建立被控过程数学模型的目的 9
2.1.2 被控过程数学模型的概念 10
2.1.3 建立被控过程数学模型的方法 11
2.2 解析法建立过程的数学模型 11
2.2.1 单容过程的建模 11
2.2.2 多容过程的建模 14
2.3 响应曲线辨识过程的数学模型 17
2.3.1 阶跃响应曲线的测定 17
2.3.2 矩形脉冲响应曲线的测定 17
2.3.3 由阶跃响应曲线确定过程的数学模型 18
2.4 相关函数法辨识过程的数学模型 27
思考题与习题 34
第3章 检测变送仪表 36
3.1 概述 36
3.1.1 基本概念 36
3.1.2 测量误差 37
3.1.3 仪表性能指标 38
3.1.4 检测仪表分类 39
3.1.5 检测仪表调校 41
3.2 压力检测与变送 42
3.2.1 基本概念 42
3.2.2 压力检测分类 42
3.2.3 压力检测原理 43
3.2.4 差压变送器 46
3.2.5 微型压力检测变送器 50
3.3 温度检测与变送 51
3.3.1 温度检测分类 51
3.3.2 温度检测原理 52
3.3.3 温度变送器 55
3.3.4 微型温度检测变送器 62
3.4 流量检测与变送 66
3.4.1 概述 66
3.4.2 差压式流量计 67
3.4.3 靶式流量计 70
3.4.4 浮子流量计 71
3.4.5 容积式流量计 73
3.4.6 涡轮流量计 73
3.4.7 涡街流量计 74
3.4.8 电磁流量计 75
3.5 液位变送器 76
3.5.1 浮力式液位变送器 76
3.5.2 静压力式液位变送器 78
3.5.3 液位检测仪表选用 79
3.6 成分分析仪表 80
3.6.1 成分分析仪表分类 80
3.6.2 红外气体分析仪 81
3.6.3 气相色谱分析仪 82
3.6.4 热磁式氧分析仪 83
3.6.5 氧化锆氧量分析仪 85
3.7 智能检测变送器 87
3.7.1 数学式检测变送器 87
3.7.2 电容式数字压力变送器 88
3.7.3 单总线智能温度变送器 90
3.7.4 多通道智能温度变送器 92
3.7.5 ST3000系列智能变送器 95
3.7.6 3051型智能压力变送器 96
3.7.7 EJA型差压（压力）智能变送器 97
3.7.8 虚拟变送器 98
思考题与习题 100
第4章 过程控制仪表 102
4.1 概述 102
4.2 DDZ-Ⅲ型调节器 103
4.2.1 输人电路 105
4.2.2 比例微分电路 106
4.2.3 比例积分电路 107
4.2.4 整机的比例积分微分电路传递函数 110
4.2.5 输出电路 111
4.2.6 手动操作电路和无平衡无扰动切换 112
4.2.7 指示电路 114
4.3 改进型调节器 114
4.3.1 抗积分饱和调节器 115
4.3.2 微分先行PID调节器 116
4.3.3 比例微分先行PID调节器 116
4.3.4 非线性PID调节器 117
4.4 DDZ-ⅢⅢ指示记录仪 118
4.4.1 仪表的整机构成 119
4.4.2 测量组件 119
4.5 自动平衡显示记录仪表 123
4.5.1 电子电位差式自平衡显示记录仪表 123
4.5.2 电桥自动平衡显示记录仪表 126
4.5.3 自动平衡显示记录仪表放大器 128
4.6 数字式调节器 129
4.6.1 数字式调节器控制规律的实现 129
4.6.2 数字式调节器的硬件组成 132
4.6.3 专家自整定调节器 133
4.6.4 虚拟调节仪表 134
4.7 现代显示记录仪表 135
4.7.1 全数字式显示记录仪表 135
4.7.2 数字模拟混合显示记录仪表 136
4.7.3 虚拟显示记录仪表 137
思考题与习题 138
第5章 过程执行仪表 139
5.1 概述 139
5.2 电动执行机构 140
5.2.1 直行程电动执行机构 141
5.2.2 角行程电动执行机构 142
5.3 气动执行机构 144
5.3.1 气动执行机构结构 144
5.3.2 气动薄膜调节阀 145
5.4 电—气转换器和阀门定位器 155
5.4.1 电—气转换器 155
5.4.2 电—气阀门定位器 156
5.5 电动执行机构和气动执行机构选择 158
5.6 安全栅 159
5.6.1 安全火花防爆的一般概念 159
5.6.2 安全栅的类型 160
5.6.3 变压器隔离式安全栅 162
思考题与习题 164
第6章 单回路控制系统的设计 165
6.1 概述 165
6.1.1 一般要求 165
6.1.2 控制方案 165
6.1.3 基本方法 166
6.1.4 设计步骤 166
6.1.5 主要内容 167
6.2 系统方案设计 167
6.2.1 被控参数的选择 167
6.2.2 控制参数的选择 168
6.2.3 测量变送器的选择 173
6.2.4 执行器的选择 177
6.2.5 调节器控制规律的选择 177
6.2.6 调节器作用形式的选择 178
6.3 调节器参数的整定 179
6.3.1 工程整定法 179
6.3.2 计算机仿真寻优整定法 182
6.4 系统的投运 184
6.5 系统设计举例 185
6.5.1 喷雾式干燥设备控制系统设计 185
6.5.2 贮槽液位控制系统设计 187
思考题与习题 188
第7章 提高控制质量的控制系统 190
7.1 串级控制系统的设计 190
7.1.1 概述 190
7.1.2 系统结构 191
7.1.3 系统特点 192
7.1.4 系统设计 193
7.1.5 系统整定 196
7.1.6 工业应用 198
7.2 前馈控制系统 200
7.2.1 概述 200
7.2.2 系统结构 201
7.2.3 系统特点 201
7.2.4 控制方案 202
7.2.5 系统规律 205
7.2.6 选用原则 207
7.2.7 前馈控制系统设计 207
7.2.8 系统整定 209
7.2.9 工业应用 211
7.3 大时延控制系统 212
7.3.1 概述 212
7.3.2 常规控制系统 212
7.3.3 预估控制系统 214
7.3.4 采样控制系统 217
7.3.5 工业应用 217
思考题与习题 218
第8章 满足特定要求的过程控制系统 220
8.1 比值控制系统 220
8.1.1 概述 220
8.1.2 控制方案 220
8.1.3 系统设计 223
8.1.4 系统实施 225
8.1.5 系统整定 225
8.1.6 工业应用 226
8.2 均匀控制系统 227
8.2.1 概述 227
8.2.2 控制方案 227
8.2.3 调节器选型 229
8.2.4 系统整定 229
8.2.5 工业应用 230
8.3 分程控制系统 231
8.3.1 概述 231
8.3.2 控制方案 233
8.3.3 系统设计 233
8.3.4 工业应用 234
8.4 选择控制系统 236
8.4.1 概述 236
8.4.2 控制方案 237
8.4.3 方案选择 239
8.4.4 系统设计 241
8.4.5 工业应用 242
思考题与习题 243
第9章 先进控制系统 244
9.1 概述 244
9.2 模糊控制系统 245
9.2.1 概述 245
9.2.2 系统结构 245
9.2.3 控制器设计 246
9.2.4 控制方案 253
9.2.5 工业应用 256
9.3 集散控制系统 258
9.3.1 概述 258
9.3.2 系统架构 259
9.3.3 系统硬件结构 260
9.3.4 软件及组态 264
9.3.5 通信网络 267
9.3.6 工程设计与实施 270
9.3.7 工业应用 271
9.4 现场总线控制系统 274
9.4.1 概述 274
9.4.2 系统结构 274
9.4.3 控制方案 277
9.4.4 系统特点 278
9.4.5 工业应用 280
思考题与习题 283
参考文献 284