目录 1
第一篇 过程自动控制导论 1
第一章导论 1
第一节 自动化及其发展概况 1
一、自动化 1
二、自动控制理论的发展 1
第二节 自动控制系统 3
一、自动控制是人工控制的模仿与发展 3
二、自动控制系统的基本概念及特点 4
第三节 自动控制系统的特性 5
一、系统的静态过程、动态过程和过渡过程 5
二、自动控制系统的质量指标 6
第四节 自动控制系统设计概述 6
一、过程控制的任务 7
二、自动控制系统的设计要求 7
思考题与习题 9
第二章控制对象特性及数学模型的建立 11
第一节对象特性和数学模型的建立 11
一、用机理分析法建立一阶过程数学模型 11
二、二阶过程的数学模型 16
三、具有纯滞后特性对象的数学模型 17
四、高阶过程的数学模型 18
五、二阶对象和高阶对象数学模型的简化 18
第二节描述被控对象特性的参数 19
一、被控对象的负荷及自衡 19
二、放大系数K 20
三、时间常数T 21
四、滞后时间τ 22
第三节拉氏变换和传递函数 24
一、拉氏变换 24
二、传递函数 28
一、过程辨识的内容和步骤 33
第四节过程辨识 33
二、过程辨识模型结构和参数 34
三、最小二乘法辨识过程的数学模型结构和参数 35
四、用机理—实验法建立过程的数学模型 37
思考题与习题 39
第三章控制器及其特征 40
第一节控制器的特性 40
一、比例调节规律 40
二、积分（Ⅰ）调节规律及比例积分（PI）调节规律 41
三、微分调节（D）规律和比例积分微分调节（PID）规律 42
四、不同调节规律控制器的特性及选用 43
第二节控制器的组成 43
一、控制器的基本组成 43
二、电动控制器 44
第三节智能控制器简介 46
一、增强型PID控制规律分析 46
二、改进型PID控制算法 47
三、虚拟调节仪表发展趋势 49
思考题与习题 49
第四章变送器及其特性 51
第一节变送器的构成原理及其特性 51
一、变送器的理想输入输出特性 51
二、变送器的构成原理及其数学模型 51
三、不同测量转换特性的变送器 52
第二节 测量变送过程中的滞后问题 52
一、变送器安装位置引起纯滞后问题 53
二、变送器的测量滞后的问题 53
三、测量信号传递滞后的影响 53
第三节 变送器的量程调整、零点调整和零点迁移 54
一、量程调整 54
二、零点调整和零点迁移 54
思考题与习题 54
二、气动执行机构的构成和特性 55
一、调节阀的构成 55
第五章调节阀及其特性 55
第一节调节阀的构成和特性 55
三、电动执行机构的构成和特性 56
四、调节机构的种类和特性 58
第二节调节阀的选用 61
一、调节阀执行机构的选择 61
二、调节机构的选择 62
三、调节阀流量特性的选择 63
四、调节阀口径的计算和选择 64
思考题与习题 66
第六章简单控制系统 67
第一节简单控制系统设计概述 67
一、简单控制系统的工作过程 68
二、控制系统的工程要点 69
第二节 简单控制系统的方案设计 69
一、被控变量的确定 69
二、调节变量的确定 70
三、测量变送装置的选择 72
四、调节阀的选择 73
五、控制器的选择 73
第三节 简单控制系统的投运及控制器的参数整定 75
一、控制器的参数整定 75
二、系统的投运及运行 80
思考题与习题 82
第七章复杂控制系统 84
第一节串级控制系统 84
一、串级控制系统的组成 84
二、串级控制系统的特点和设计原则 86
三、串级控制系统控制器的选择及工程整定 89
第二节 比值控制系统 91
一、比值控制系统的类型及组成 91
二、比值控制系统的实施 93
一、前馈控制系统的组成 95
三、比值控制系统的参数整定 95
第三节前馈控制系统 95
二、静态与动态前馈控制系统 96
三、前馈—反馈控制系统 97
四、前馈控制系统的应用及工程整定 98
第四节高级控制系统 100
一、大纯滞后过程的控制系统 100
二、解耦控制系统 102
三、预测控制系统 105
四、适应型控制系统 107
思考题与习题 109
第二篇 主要变量的测量与控制 111
第八章 常用变量的测量与控制 111
第一节压力 111
一、压力测量仪的分类与原理 112
一、液位测量仪的分类与原理 120
二、压力控制系统 120
第二节液位 120
二、液位控制系统 125
第三节流量 126
一、流量计的分类与原理 126
二、流量控制系统 131
第四节温度 134
一、温度计的分类与原理 134
二、热电偶温度计 136
三、热电阻温度计 141
四、温度变送器 143
五、温度仪表的使用 144
六、温度控制系统 145
思考题与习题 147
一、电极法测量浓度的基本厚理 149
第九章浓度的测量与控制 149
第一节溶液浓度 149
二、pH值的测量与控制 151
第二节溶液密度 154
一、溶液浓度、密度与相对密度的关系 154
二、溶液浓度的光学测量方法——折光仪 154
三、溶液密度的测量与控制 156
第三节纸浆浓度 158
一、中浓纸浆浓度的测量与控制 158
二、低浓纸浆浓度的测量与控制 164
第四节纸浆打浆度 166
一、纸浆打浆度测量仪 167
二、打浆度控制 169
思考题与习题 171
第一节纸张水分的测量 172
一、红外线水分仪 172
第十章纸张质量指标的在线测量 172
二、微波水分仪 176
第二节纸张定量的测量 179
一、测量原理 179
二、β-射线纸张定量仪 180
第三节 纸张定量和水分的纵向和横向分布测量 182
第四节纸张灰分测量仪 183
第三篇 制浆造纸典型过程的自动化方案 185
第十一章制浆过程的自动控制系统 185
第一节 自动化方案制定原则 185
一、自动化工程设计简介 185
二、自动化方案的制定 185
第二节碱法蒸煮过程自动控制系统 186
一、被调变量的确定 186
二、装锅过程的控制 186
三、蒸煮温度和压力的程序控制 188
四、间歇蒸煮过程的计算机控制 189
五、连续蒸煮过程的计算机控制 193
第三节机械制浆过程自动控制系统 194
一、控制要点及控制参数的选择 194
二、控制系统 195
第四节废纸制浆控制系统 197
一、废纸制浆工艺对自控系统的要求 197
二、废纸脱墨过程自控系统 198
第五节洗选过程自动控制系统 201
一、洗浆过程 201
二、筛选过程 203
第六节封闭筛选系统自动控制 204
第七节漂白过程的自动控制系统 205
一、被调变量的确定 205
二、氧脱木质素过程的自动控制系统 206
三、CEHED五段漂白过程自动控制 207
四、漂白剂制备的自动调节 209
第十二章碱回收过程的自动控制 211
第一节蒸发过程 211
一、被控变量的选择 211
二、典型控制系统 211
第二节燃烧过程 212
一、黑液的再浓和喷射 212
二、黑液燃烧 213
三、锅炉给水和蒸汽生成 215
四、碱回收锅炉的先进控制系统 216
第三节绿液苛化和石灰回收 217
一、苛化过程被控变量的选择 217
二、典型的过程控制系统 217
三、苛化率控制系统 218
四、白泥过滤的自动控制 218
五、石灰回收 219
一、打浆控制 220
第一节打浆、配浆控制 220
第十三章造纸过程的自动控制 220
二、配浆控制 222
第二节纸料流送及流浆箱控制 225
一、纸料流送过程控制 225
二、流浆箱控制 227
第三节纸机传动控制 229
一、多分部同步速度链控制系统 229
二、具有负荷分配控制的分部传动系统 231
第四节纸张质量控制 233
一、纸张定量水分控制的特点 234
二、几种实用的大时滞过程控制算法 235
三、纸张定量水分典型控制方案 247
第二节废纸制浆废水处理控制 251
一、初沉池和污泥泵的控制 251
第十四章 废纸制浆过程废水处理控制 251
第一节废纸制浆概况 251
二、流量分配的控制 254
三、溶解氧DO和风机的控制 255
四、污泥回流的控制 255
五、废弃污泥的控制 258
六、药剂投放的控制 258
七、废纸制浆造纸废水处理DCS系统 260
第一节计算机控制系统概述 263
一、计算机控制系统发展概况 263
第四篇计算机控制 263
第十五章计算机控制系统 263
二、计算机控制系统的种类和特点 264
三、计算机控制系统的基本组成和要求 269
四、计算机控制系统的设计步骤 272
第二节计算机控制系统的控制规律 276
一、PID控制 276
二、基于软测量技术的反馈控制 278
三、智能控制系统 280
第十六章集散控制系统 301
第一节集散控制系统的结构与特点 301
一、集散控制系统的发展概况 301
二、集散控制系统的基本结构与特点 303
三、集散控制系统的结构分类 305
第二节典型集散控制系统的构成实例 306
一、MACSTM系统 306
二、XDPS分散处理系统 310
三、SIMATIC PCS7系统 313
四、Advant OCS系统 317
第三节DCS在造纸工业中的应用举例 320
一、奥斯龙纸浆筛选设备集散控制系统 320
二、漂白浆及碱回收集散式控制系统 324
三、DCS在造纸厂白水回收系统的应用 326
四、集散控制系统在废纸脱墨生产过程中的应用 329
五、集散控制系统在制浆、造纸过程的应用 330
第十七章全厂自动化信息化与现场总线系统 334
第一节全厂自动化和信息化的概念 334
一、全厂自动化和信息化的定义 334
二、全厂自动化的规划 334
三、全厂信息化与现场总线 336
第二节现场总线技术 337
一、现场总线的定义 337
二、现场总线技术 338
第三节现场总线系统 341
一、现场总线网络系统 341
二、现场总线控制系统 346
第四节工业信息技术及现代集成过程系统 350
一、工业信息技术 350
二、制浆造纸工业现代集成过程系统 353
主要参考文献 358