自动化、信息化基础篇 3
第一章 自动控制理论的一般概念 3
第一节 控制理论的发展 3
第二节 经典控制理论 5
一、自动控制的基本概念 6
二、自动控制系统的基本形式 7
三、自动控制系统分类 12
四、对自动控制系统的基本要求 15
第三节 现代控制理论 16
一、如何按一定目标来确定一个控制函数（最优控制） 16
二、如何从受到随机干扰的输出y（t）来求状态向量x（t）（最优估计） 17
三、如何为一个承受随机干扰的系统按一定目标确定一个控制函数（随机最优控制） 18
四、如何从动态系统输入和输出求系统的方程（动态系统辨识问题） 19
五、如何用各种直接或间接辨识系统动态特性的方法随时调整控制律得到最优控制（适应控制问题） 20
第二章 过程控制基础 22
第一节 过程与过程控制 22
一、生产过程自动化的发展概况和趋势 22
二、过程控制的任务和要求 29
三、过程控制的任务由控制系统的设计和实现来完成 30
四、控制系统的组成、分类与性能指标 32
第二节 几种常用过程控制系统的分析与设计 36
一、单回路控制系统 36
二、串级控制系统 41
三、比值调节系统 50
四、均匀控制系统 55
五、前馈控制系统 60
六、选择性控制系统 68
七、分程控制系统 72
八、多冲量调节系统 73
第三章 自动检测技术与传感器 79
第一节 检测技术的基本概念 79
一、测量的概念和定义 79
二、测量仪表的基本功能 81
第二节 检测仪表的构成和基本性能 82
一、测量仪表的构成 82
二、仪表的基本性能 83
第三节 检测技术的发展概况 86
一、在测量概念方面 86
二、在测量对象和测量领域方面 87
三、在测量工具和方法方面 87
四、在测量理论方面 87
第四节 几种专用传感器 88
一、新一代的差压流量计——威力巴流量探头 88
二、核子秤 96
三、微波锤度计 102
四、微波水分仪 108
五、近红外水分仪 110
六、近红外色谱仪 115
七、射线料位计 119
第四章 过程控制系统的现场级——检测仪表和执行器 123
第一节 常用的传感器和检测仪表 123
一、传感器 123
二、变送器 123
三、几种常见被控变量的检测 125
第二节 执行器 167
一、调节阀 167
二、变频调速器 188
第五章 过程控制系统的控制管理级 196
第一节 监视、控制级 196
一、模拟调节器 196
二、单元组合仪表 196
三、单、多回路数字调节器 196
四、直接数字控制系统 197
五、DCS控制站 199
六、现场监视站 209
七、PLC与ESD站 210
八、现场总线控制系统（FCS） 210
第二节 操作、管理级 211
第三节 网络与通信 212
一、早期通信方式 212
二、网络基础 213
三、网络参考模型与通信栈 216
四、通信模型 218
五、数据传输方式 219
六、信息传输过程 219
七、过程控制常用的数据链路层协议 221
八、工业以太网 224
第四节 支撑软件 226
一、系统软件 226
二、编程语言 233
三、基本应用软件 233
四、HMI软件 235
五、组态软件 235
第五节 高层软件 235
第六章 集散控制系统（DCS） 238
第一节 DCS概述 238
一、集散控制系统的基本定义 238
二、集散控制系统的优点 238
三、DCS的构成 239
第二节 DCS的硬件系统 239
一、现场控制站 240
二、工程师站和操作员站 254
三、系统服务器 257
四、系统网络 259
五、高层管理网络 259
六、其他功能站 260
第三节 DCS的软件系统 260
一、DCS的主要功能 260
二、DCS控制站软件 262
三、人机界面（HMI）软件 280
四、DCS管理服务器软件 285
五、系统自诊断和故障切换 290
六、工程师站组态软件 291
七、先进控制及高层应用软件 295
第七章 可编程控制器（PLC） 297
第一节 PLC概述 297
一、PLC的特点 297
二、PLC的分类 298
第二节 PLC的工作原理 300
第三节 PLC的结构 302
一、PLC的组成 302
二、PLC的接口模块 304
第四节 PLC的编程 309
一、PLC的系统配置 309
二、PLC的通信网络 313
三、PLC的编程环境 315
第八章 现场总线控制系统（FCS） 318
一、现场总线控制系统概述 318
二、现场总线控制系统的组成 319
三、现场总线控制系统的特点 320
四、现场总线控制系统的功能 321
五、现场总线控制系统的应用 323
第九章 信息化系统 325
第一节 信息系统基础知识 325
一、信息系统 325
二、信息系统建设 328
三、信息系统开发方法 331
第二节 云计算 334
一、云计算的概念与特点 334
二、云计算的应用 336
三、基础设施即服务（IaaS） 338
四、平台即服务（PaaS） 342
五、软件即服务（SaaS） 344
第三节 物联网 345
一、物联网的基本概念 345
二、物联网的层次结构 346
三、物联网的相关领域与技术 348
四、物联网的应用 351
参考文献 353