第1章 化工参数测量的基本知识 1
1.1 化工参数的监测过程与测量误差 1
1.1.1 测量的概念 1
1.1.2 测量方法 1
1.1.3 测量误差的特点及规律 2
1.2 检测仪表的组成与分类 4
1.2.1 检测仪表的基本组成 4
1.2.2 检测仪表的分类 4
1.3 检测仪表的性能指标 5
1.3.1 静态指标 5
1.3.2 动态指标 7
思考与练习题 8
第2章 化工过程压力的监测 9
2.1 压力的测量方法 9
2.1.1 连通液柱法 10
2.1.2 弹性元件变形法 11
2.1.3 电量转换法 12
2.2 压力监测仪表及变送器 15
2.2.1 弹性式压力计 15
2.2.2 电气式压力计 17
2.2.3 智能型压力变送器 20
2.3 压力仪表的选择、安装与校验 21
2.3.1 检测仪表安装的一般原则 21
2.3.2 各类测压仪表的特点与应用 22
2.3.3 压力表的选择 23
2.3.4 压力表的检定与校验 27
2.3.5 压力检测系统的安装 29
思考与练习题 31
第3章 化工过程流量的监测 33
3.1 流量的测量方法 33
3.1.1 基于流体静压力变化测流量 35
3.1.2 基于流体流通面积的改变测流量 38
3.1.3 应用电磁感应原理测流量 40
3.1.4 基于流过的流体容积测流量 41
3.1.5 基于流过流体的质量测流量 41
3.1.6 基于流体的动量或动量矩测流量 42
3.1.7 应用超声波测流量 46
3.2 流量监测仪表及变送器 46
3.2.1 差压式流量计 46
3.2.2 转子流量计 52
3.2.3 电磁流量计 57
3.2.4 容积式流量计 59
3.3 流量仪表的选择、安装与校验 63
3.3.1 各类流量仪表的特点及比较 63
3.3.2 差压式流量计的选择、安装与校验 65
3.3.3 转子流量计的选择、安装与校验 72
3.3.4 电磁流量计的选择、安装与校验 74
3.3.5 容积式流量计的选择、安装与校验 76
思考与练习题 79
第4章 化工过程中物位的监测 82
4.1 物位的测量方法 82
4.1.1 借助连通器原理测量液位 83
4.1.2 浮力原理测量液位 84
4.1.3 应用液压传递原理测量液位 87
4.1.4 电容式测量液位 89
4.1.5 非接触式测量物位 91
4.2 物位监测仪表及变送器 94
4.2.1 浮力式液位计 94
4.2.2 差压式液位变送器 96
4.2.3 电容式物位计 99
4.2.4 超声波液位计 101
4.2.5 雷达物位计 102
4.3 物位仪表的选择、安装与校验 104
4.3.1 物位仪表的选择 104
4.3.2 物位仪表的安装 108
4.3.3 物位仪表的使用与检定 109
思考与练习题 111
第5章 化工过程温度的监测 112
5.1 温度的测量方法 112
5.1.1 温度与温标 112
5.1.2 热膨胀原理测温 114
5.1.3 应用热电效应原理测温 116
5.1.4 应用热电阻测温 120
5.1.5 应用热辐射测温 124
5.2 温度监测仪表及变送器 125
5.2.1 玻璃管温度计 125
5.2.2 双金属温度计 126
5.2.3 压力式温度计 127
5.2.4 热电偶温度计 127
5.2.5 热电阻温度计 134
5.2.6 一体化温度传感器 136
5.2.7 红外线温度计 138
5.3 温度仪表的选择、安装与校验 139
5.3.1 常用测温仪表的测量范围及特点 139
5.3.2 各种测温仪表的选择 139
5.3.3 测温仪表的安装 140
5.3.4 测温仪表的校验 143
思考与练习题 144
第6章 化工参数控制的基本知识 145
6.1 自动控制系统概述 145
6.1.1 自动控制系统的组成 145
6.1.2 自动控制系统的分类 148
6.1.3 自动控制系统的过渡过程和品质指标 148
6.1.4 工艺管道及控制流程图 152
6.2 描述对象的特性参数 155
6.2.1 化工过程对象的特性 155
6.2.2 描述对象特性的参数 156
思考与练习题 161
第7章 自动控制系统及仪表 162
7.1 常用控制规律 162
7.1.1 位式控制 163
7.1.2 比例控制 164
7.1.3 积分控制 166
7.1.4 微分控制 167
7.1.5 组合控制 168
7.2 控制器 168
7.2.1 控制器构成原理 168
7.2.2 气动控制器 169
7.2.3 电动控制器 169
7.2.4 智能控制器 170
7.2.5 可编程控制器 172
7.3 执行器 183
7.3.1 气动执行器 184
7.3.2 电-气转换器 194
7.3.3 阀门定位器 194
7.3.4 电动执行器 196
思考与练习题 197
第8章 基本控制系统 198
8.1 简单控制系统及其控制方案 198
8.1.1 简单控制系统的结构与组成 198
8.1.2 简单控制系统的设计 199
8.2 控制器参数的工程整定 207
8.2.1 经验凑试法 207
8.2.2 临界比例度法 208
8.2.3 衰减曲线法 209
8.3 复杂控制系统 210
8.3.1 串级控制系统 210
8.3.2 比值控制系统 215
8.3.3 均匀控制系统 219
8.3.4 前馈控制系统 222
思考与练习题 224
第9章 集散控制及现场总线系统 227
9.1 计算机过程控制技术 227
9.1.1 计算机过程控制系统的基本概念及组成 227
9.1.2 计算机过程控制的基本类型及其特点 228
9.1.3 计算机过程控制的发展状况 228
9.2 集散控制系统（DCS） 230
9.2.1 DCS的基本概念、结构组成及特点 230
9.2.2 DCS的网络通信与存取控制技术 231
9.2.3 DCS的组态与可靠性 232
9.2.4 DCS的常用控制算法 233
9.2.5 集散控制系统的设计与选型 233
9.2.6 集散控制系统的安装、调试与验收 235
9.2.7 全数字化智能型集散控制系统——SUPCON JX-300X简介 236
9.2.8 大型集散控制系统——TDC-3000简介 241
9.2.9 DCS的设计及其在大型炼油厂的应用 245
9.3 现场总线控制系统 247
9.3.1 现场总线的基本概念、体系结构和特点 247
9.3.2 现场总线网络协议模式与常见的现场总线系统 249
9.3.3 现场总线控制系统的集成 251
9.3.4 基于现场总线的测量仪表和智能传感变送器 253
9.3.5 Smar现场总线系统在乙腈精制装置上的应用 256
思考与练习题 258
第10章 典型化工单元设备的控制 259
10.1 流体输送设备的控制 259
10.1.1 泵的控制 259
10.1.2 气体输送设备的控制 263
10.1.3 离心式压缩机的防喘振 266
10.2 换热设备的控制 268
10.2.1 热量传递的方式与传热设备的结构类型 268
10.2.2 换热器的控制 270
10.3 精馏塔的控制 276
10.3.1 精馏塔的控制目标 276
10.3.2 精馏塔的干扰因素 278
10.3.3 精馏塔的控制方案 279
10.4 化学反应器的温度控制 287
10.4.1 化学反应器的控制要求和被控变量的选择 287
10.4.2 釜式反应器温度的自动控制 288
10.4.3 固定床反应器温度的控制 289
10.4.4 流化床反应器温度的自动控制 290
10.4.5 管式热裂解反应器的控制 291
10.4.6 鼓泡床反应器的控制 293
思考与练习题 295
附录1 热电偶分度表（冷端温度：0℃） 297
附录2 热电阻分度表 301
参考文献 302