第1章 概述 1
1.1 典型过程工业流程举例 1
1.2 过程自动化概述 5
1.2.1 被控过程与被控对象 6
1.2.2 信息提取与测量 6
1.2.3 模拟量与数字量 7
1.3 过程自动检测技术概述 7
1.3.1 测量基本关系 8
1.3.2 测量误差 9
1.3.3 测量时间响应 10
1.3.4 测量装置性能指标 11
1.4 过程自动控制概述 12
1.4.1 过程自动控制学科的特点 12
1.4.2 自动控制系统分类 12
1.5 思考题与习题 13
第2章 自动控制基本原理 15
2.1 基本概念 15
2.1.1 系统的概念 15
2.1.2 开环与闭环 16
2.2 自动控制系统组成 17
2.3 对象特性与数学模型 19
2.3.1 被控对象特性 19
2.3.2 被控对象数学模型 20
2.4 传递函数与方块图 28
2.4.1 传递函数 28
2.4.2 方块图 30
2.5 控制系统稳定性分析及评价指标 33
2.5.1 控制系统稳定性分析 34
2.5.2 控制系统的评价指标 36
2.6 思考题与习题 41
第3章 自动检测技术 42
3.1 概述 42
3.2 温度检测与仪表 44
3.2.1 热电偶 46
3.2.2 热电阻 50
3.2.3 温度变送器 52
3.2.4 其他测温元件及技术 53
3.2.5 测温仪表的选择 55
3.3 压力检测与仪表 55
3.3.1 弹性敏感元件 55
3.3.2 弹性形变测压 57
3.3.3 弹簧管压力表 57
3.3.4 应变式压力传感器 58
3.3.5 霍尔压力传感器 61
3.3.6 电容式压力传感器 62
3.3.7 压力仪表的选择 63
3.4 物位检测与仪表 64
3.4.1 差压法测量液位 65
3.4.2 电容式液位计 68
3.4.3 超声波物位计 69
3.4.4 雷达物位计 71
3.4.5 物位仪表的选择 72
3.5 流量检测与仪表 73
3.5.1 节流差压法 74
3.5.2 转子流量计 77
3.5.3 容积式流量计 78
3.5.4 电磁流量计 80
3.5.5 涡街流量计 81
3.5.6 质量流量计 83
3.5.7 流量仪表的选择 86
3.6 成分分析仪表 88
3.7 机械量检测 92
3.7.1 长度测量 92
3.7.2 转速测量 93
3.7.3 加速度传感器 94
3.7.4 速度传感器 95
3.7.5 位移传感器 97
3.8 思考题与习题 99
第4章 指示记录仪表 101
4.1 动圈式显示仪表 101
4.1.1 外部电阻与调整电阻 102
4.1.2 温度补偿 103
4.1.3 测量电路 104
4.1.4 动圈式仪表的选用原则 105
4.2 自动电子电位差计 105
4.2.1 平衡测量原理 105
4.2.2 电子自动平衡电位差计 106
4.3 自动电子平衡电桥 108
4.3.1 平衡电桥测量原理 108
4.3.2 电子自动平衡电桥 109
4.4 电子自动平衡电位差计与电子自动平衡电桥的选用 110
4.5 单元组合式显示记录仪表 110
4.5.1 YS系列SRVD记录仪 110
4.5.2 光柱报警指示仪 113
4.6 新型显示记录仪表 115
4.6.1 新型指示仪表 115
4.6.2 新型记录仪表 117
4.7 思考题与习题 119
第5章 自动化装置 120
5.1 基本控制规律 120
5.1.1 开关规律 120
5.1.2 比例控制 124
5.1.3 积分控制 126
5.1.4 微分控制 126
5.1.5 基本控制规律对比及组合 128
5.2 集散控制系统（DCS系统） 129
5.2.1 集散控制系统的组成 130
5.2.2 集散控制系统的选择 136
5.3 可编程控制器 137
5.3.1 可编程控制器基本结构 137
5.3.2 可编程控制器网络系统 140
5.3.3 可编程控制器软件系统 142
5.3.4 PLC系统选择 143
5.4 自动控制器 145
5.4.1 模拟型控制器 145
5.4.2 智能化数字控制器 147
5.4.3 控制器的选择 150
5.5 思考题与习题 151
第6章 自动控制阀 152
6.1 控制阀结构与流量特性 152
6.1.1 控制阀结构及选择 152
6.1.2 控制阀流量特性 155
6.1.3 控制阀开闭形式及其选择 159
6.2 气动控制阀 162
6.3 电动控制阀 164
6.3.1 电动控制阀 164
6.3.2 电磁阀 165
6.4 电-气阀门定位器与电-气转换器 166
6.4.1 电-气阀门定位器 166
6.4.2 电-气转换器 167
6.5 变频与调速 168
6.5.1 变频调速 168
6.5.2 磁耦合调速 168
6.5.3 液力耦合调速 169
6.6 思考题与习题 170
第7章 简单控制系统 171
7.1 简单控制系统的结构与组成 171
7.2 被控变量的选择 174
7.3 操纵变量的选择 176
7.3.1 对象特性对控制质量的影响 176
7.3.2 操纵变量的选择 180
7.4 测量变送装置与控制阀的选择 180
7.4.1 测量变送装置选择 180
7.4.2 控制阀选择 183
7.5 控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 186
7.5.1 控制器参数对系统控制质量的影响 186
7.5.2 控制规律的选择 190
7.5.3 控制器正反作用的确定 190
7.6 控制器参数的工程整定 192
7.6.1 临界比例度法 192
7.6.2 衰减曲线法 193
7.6.3 反应曲线法 194
7.7 思考题与习题 196
第8章 复杂控制系统 197
8.1 串级控制系统 197
8.1.1 串级控制与串级控制系统 197
8.1.2 串级控制系统的特点 199
8.1.3 串级控制系统设计 201
8.2 比值控制系统 206
8.2.1 比值控制系统的类型 207
8.2.2 比值控制系统中的信号关系 209
8.3 前馈控制系统 212
8.3.1 前馈控制系统基本概念与特点 212
8.3.2 前馈控制系统主要结构形式 214
8.4 均匀控制系统 218
8.4.1 均匀控制问题 218
8.4.2 均匀控制方案 220
8.4.3 参数整定 222
8.5 选择性控制系统 223
8.5.1 选择性控制系统功能 223
8.5.2 选择性控制系统的类型及应用 224
8.6 分程控制系统 229
8.6.1 分程控制系统概述 229
8.6.2 分程控制的应用场合 230
8.7 思考题与习题 233
第9章 报警与安全联锁系统 234
9.1 报警系统 235
9.1.1 报警系统组成 235
9.1.2 报警系统功能 237
9.2 安全联锁系统 238
9.2.1 联锁信号 238
9.2.2 联锁逻辑关系 239
9.2.3 联锁系统工程买现 239
9.3 思考题与习题 244
第10章 典型化工单元的控制方案 245
10.1 流体输送设备的控制方案 245
10.1.1 离心泵的控制方案 245
10.1.2 容积式泵的控制方案 249
10.1.3 压缩机的常规控制方案 249
10.2 传热设备的自动控制 256
10.2.1 概述 256
10.2.2 传热设备的特性 258
10.2.3 一般传热设备的控制 261
10.2.4 锅炉及加热炉控制 264
10.3 精馏塔的自动控制 273
10.3.1 精馏塔的静态特性 273
10.3.2 精馏塔的动态特性 275
10.3.3 精馏塔的整体控制方案 275
10.3.4 精馏塔的塔压控制 279
10.4 化学反应器的自动控制 281
10.4.1 化学反应的一些基本概念 282
10.4.2 化学反应器的类型 283
10.4.3 化学反应器的控制要求 284
10.4.4 反应器的特性 286
10.4.5 反应器的热稳定性分析 287
10.4.6 反应器的基本控制方案 288
10.5 思考题与习题 293
第11章 自动化工程设计基础 297
11.1 工程设计的基本概念 297
11.2 自控工程设计的任务 299
11.3 自控工程设计的方法和程序 300
11.4 图例符号的统一规定 307
11.5 管道仪表流程图 310
11.6 控制方案的确定 311
11.7 与相关专业有关的设计文件 312
11.8 思考题与习题 321
附录 323
附录1 拉普拉斯变换简介 323
附录2 常见热电阻分度表 327
附录3 常见热电偶分度表 329
附录4 防爆等级划分 332
附录5 外壳防护等级 334
参考文献 337