第1章 流体控制概论 1
1.1 流体控制的基本原理 1
1.2 本书的内容安排 2
1.3 控制系统概述 2
1.3.1 控制系统的分类 2
1.3.2 控制系统的基本组成 3
1.3.3 测量方法和测量装置 4
1.3.4 控制方法和运算处理装置 5
1.3.5 控制的执行方法和执行装置 7
1.3.6 控制系统各要素的关系 7
1.3.7 控制系统的人机界面 8
1.4 控制系统的发展 9
1.4.1 控制系统的发展历史 9
1.4.2 仪表控制系统的基本概念 10
1.4.3 早期的仪表控制系统——基地式仪表 13
1.4.4 近代仪表控制系统——单元式组合仪表 13
1.4.5 数字式单回路调节器SLC 15
1.4.6 计算机控制系统 16
1.4.7 控制系统从模拟技术向数字技术的演进 17
1.4.8 分布式控制系统的产生及其特点 19
1.4.9 现场总线控制系统的产生及控制系统的全面数字化 21
第2章 流体控制机械 24
2.1 调节阀的组成及分类 24
2.2 传统的阀 26
2.2.1 阀的类型 26
2.2.2 阀芯结构 30
2.3 执行机构 32
2.3.1 气动执行机构 32
2.3.2 电动执行机构 35
2.4 数字阀 39
2.4.1 工作原理和结构 39
2.4.2 数字阀的特点 40
2.5 调节阀的流量系数 42
2.5.1 流量系数的定义及其物理意义 42
2.5.2 流量系数计算公式 43
2.6 调节阀结构特性和流量特性 48
2.6.1 调节阀的结构特性 48
2.6.2 调节阀的流量特性 50
2.7 调节阀的选型 55
2.7.1 阀的选择 56
2.7.2 执行机构的选择 56
2.7.3 调节阀作用方式的选择 58
2.7.4 调节阀流量特性的选择 59
2.7.5 调节阀口径的确定 61
2.8 泵和风机 64
2.8.1 泵与风机主要的控制参数 64
2.8.2 通用性能曲线 66
2.8.3 泵与风机的变速调节 67
2.8.4 泵与风机变速的实现形式 68
第3章 交流变频调速 69
3.1 交流调速的基本类型 69
3.1.1 交流异步电动机调速方式 69
3.1.2 异步电动机调速系统分类 69
3.1.3 交流同步电动机调速系统的基本类型 70
3.1.4 变频调速的现实意义 70
3.2 变频调速的概念 70
3.2.1 转速与频率的关系 70
3.2.2 实现变频调速的必要条件 71
3.2.3 高水平的控制是变频调速的基础 71
3.3 变频变压调速的基本控制方式 71
3.3.1 电动机要求主磁通不变的原因 71
3.3.2 保持Eg/f1为常数的控制方式 72
3.3.3 保持U1/f1=常数的控制方式 72
3.3.4 恒功率控制方式 73
3.4 变频器的分类 74
3.4.1 按变流环节不同分类 74
3.4.2 按直流电路的滤波方式分类 77
3.4.3 按电压的调制方式分类 78
3.4.4 按控制方式分类 82
3.4.5 按输入电流的相数分类 83
3.5 变频器的基本结构 84
3.5.1 变频器的主电路 84
3.5.2 变频器的控制电路 85
3.6 变频器功能综述 87
3.6.1 频率给定功能 88
3.6.2 控制方式的选择功能 88
3.6.3 升速和降速功能 89
3.6.4 变频器的控制功能 91
3.6.5 变频器的保护功能 91
3.6.6 变频器的功能预置 92
3.7 MICROMASTER440变频器 93
3.7.1 MM440通用型变频器的特点 93
3.7.2 MM440变频器的电路结构 94
3.7.3 MM440变频器与电源和电动机的连接 97
第4章 可编程控制器 99
4.1 可编程序控制器概述 99
4.1.1 PLC的产生 99
4.1.2 PLC的定义 100
4.1.3 PLC的特点 100
4.1.4 PLC的应用领域 101
4.1.5 PLC的分类 102
4.1.6 PLC的主要技术指标 103
4.1.7 PLC的发展阶段 104
4.1.8 PLC的发展趋势 105
4.2 PLC的基本组成 106
4.2.1 PLC的基本组成部分 106
4.2.2 PLC系统的等效电路 110
4.2.3 PLC与继电器控制系统的区别 111
4.3 PLC的工作原理 112
4.3.1 PLC的工作方式与运行框图 112
4.3.2 PLC的工作过程 113
4.3.3 PLC对输入/输出的处理原则 115
4.4 PLC的软件 115
4.4.1 软件的分类 115
4.4.2 应用软件的编程语言 116
4.5 PLC控制系统的设计 118
4.5.1 PLC控制系统的设计原则与选用依据 118
4.5.2 PLC控制系统的设计步骤 118
4.6 S7—300系列PLC的硬件 121
4.6.1 S7—300系列PLC的组成部件 121
4.6.2 S7—300的系统结构 122
4.6.3 寻址 123
4.7 STEP7编程 124
4.7.1 STEP7的程序结构 124
4.7.2 数据类型 127
4.7.3 符号编址 130
4.7.4 STEP7指令系统简介 131
第5章 现场总线控制系统 136
5.1 现场总线的含义和产生 136
5.1.1 现场总线的含义 136
5.1.2 现场总线的产生 137
5.2 FCs的含义和产生 140
5.2.1 FCS的含义 141
5.2.2 FCS的产生 141
5.2.3 FCS的变革 143
5.3 FCS的特点和优点 144
5.3.1 系统的分散性 144
5.3.2 系统的开放性 145
5.3.3 产品的互操作性 145
5.3.4 环境的适应性 145
5.3.5 使用的经济性 145
5.3.6 维护的简易性 145
5.3.7 系统的可靠性 146
5.4 FCS的体系结构 146
5.4.1 FCS的层次结构 146
5.4.2 FCS的硬件结构 147
5.4.3 FCS的软件结构 148
5.4.4 FCS的网络结构 149
5.5 现场总线的设备 149
5.5.1 现场总线仪表 150
5.5.2 现场总线辅助设备 151
5.5.3 现场总线接口 151
5.6 现场总线仪表的应用块 151
5.6.1 现场总线仪表的资源块 152
5.6.2 现场总线仪表的变换块 152
5.6.3 现场总线仪表的功能块 153
5.7 现场总线控制回路的构成 155
5.7.1 简单控制回路的构成 155
5.7.2 复杂控制回路的构成 156
参考文献 158