1 过程控制系统 1
1.1 过程控制系统概述 1
1.1.1 过程控制系统基本组成 1
1.1.2 过程控制系统常用术语 2
1.1.3 过程控制系统方框图 3
1.1.4 管道及仪表流程图 4
1.2 过程控制系统的分类 7
1.2.1 开环控制系统与闭环控制系统 7
1.2.2 按设定值变化规律分类 9
1.3 过渡过程和品质指标 9
1.3.1 过渡过程的基本形式 9
1.3.2 控制系统品质指标 10
本章小结 12
习题 13
2 检测仪表的基本知识 14
2.1 测量过程与测量误差 14
2.1.1 测量过程 14
2.1.2 测量误差 15
2.2 检测仪表的品质指标 18
2.3 测量系统中常见的信号类型 21
2.4 化工检测的发展趋势 22
本章小结 23
习题 23
3 压力检测 25
3.1 压力的单位及测量仪表 25
3.1.1 压力的概述 25
3.1.2 压力表的分类 27
3.2 弹性式压力表 28
3.2.1 弹性元件 28
3.2.2 弹簧管式压力表 29
3.3 应变片式压力表 31
3.4 压力（差压）变送器 32
3.4.1 电容式压力（差压）变送器 32
3.4.2 扩散硅压力（差压）变送器 34
3.4.3 智能型压力（差压）变送器 34
3.5 典型压力表的选用与安装 36
本章小结 37
习题 38
4 流量检测 39
4.1 流量概述 39
4.1.1 流量的基本概念 39
4.1.2 流量计的分类 40
4.2 差压式流量计 40
4.2.1 测量原理 41
4.2.2 节流装置 43
4.2.3 差压式流量计的安装 44
4.3 转子流量计 47
4.3.1 测量原理 47
4.3.2 转子流量计的特点 48
4.3.3 转子流量计的安装 48
4.4 电磁流量计 49
4.4.1 电磁流量计的工作原理 49
4.4.2 电磁流量计的特点 50
4.4.3 电磁流量计的安装 51
4.5 涡街流量计 51
4.5.1 涡街流量计的工作原理 51
4.5.2 涡街流量计的选型与安装 52
4.6 涡轮流量计 53
4.6.1 涡轮流量计的工作原理 53
4.6.2 涡轮流量计的安装 53
4.7 超声波流量计 54
4.7.1 超声波的基本知识 54
4.7.2 超声波流量计的工作原理 55
4.7.3 超声波流量计的选型与应用 57
4.8 椭圆齿轮流量计 57
4.9 质量流量计 59
本章小结 61
习题 61
5 物位检测 63
5.1 物位测量的意义及主要类型 63
5.1.1 物位测量概述 63
5.1.2 物位测量仪表主要类型 64
5.2 差压式液位计 65
5.2.1 差压式液位计测量原理 65
5.2.2 零点迁移问题 66
5.2.3 法兰式差压变送器 67
5.3 电容式物位计 68
5.3.1 电容式液位计 68
5.3.2 电容式料位计 70
5.3.3 电容式物位计选型和使用 70
5.4 超声波液位计 71
5.5 雷达液位计 73
5.5.1 雷达液位计工作原理 73
5.5.2 雷达液位计特点 74
5.5.3 雷达液位计的安装注意事项 74
本章小结 74
习题 75
6 温度检测 76
6.1 温度概述 76
6.2 热电偶温度计 79
6.3 热电阻温度计 88
6.4 温度计的选型 91
6.5 温度变送器 91
本章小结 92
习题 93
7 对象特性与建模 94
7.1 被控对象数学模型 94
7.1.1 微分方程的建立 94
7.1.2 拉氏与拉氏反变换 96
7.1.3 传递函数 98
7.2 过程控制系统典型对象特性 100
7.2.1 一阶对象特性 100
7.2.2 积分对象 101
7.2.3 时滞对象 103
本章小结 104
习题 105
8 基本控制规律 106
8.1 过程控制系统基本控制规律 106
8.1.1 比例控制规律 106
8.1.2 积分控制规律 108
8.1.3 微分控制规律 110
8.2 PID参数对过渡过程的影响 113
8.2.1 比例度对过渡过程品质的影响 113
8.2.2 积分时间对过渡过程的影响 114
8.2.3 微分时间对过渡过程的影响 115
本章小结 115
习题 116
9 执行器 117
9.1 执行器概述 117
9.1.1 执行器在自动控制系统中的作用 117
9.1.2 执行器的分类及特点 117
9.1.3 执行器的构成 118
9.2 执行机构 118
9.2.1 气动执行机构 118
9.2.2 电动执行机构 120
9.3 调节机构 121
9.3.1 直行程式的调节机构 122
9.3.2 角行程式的调节机构 123
9.3.3 调节阀的流量特性 123
9.4 阀门定位器 126
9.5 调节阀的选择 127
9.5.1 结构形式的选择 127
9.5.2 气开／气闭形式的选择 128
9.5.3 调节阀口径大小的选择 129
本章小结 129
习题 129
10 简单控制系统 131
10.1 简单控制系统构成 131
10.2 简单控制系统被控变量与操纵变量的选择 131
10.2.1 简单控制系统被控变量的选择 131
10.2.2 简单控制系统操纵变量的选择 133
10.3 简单控制系统控制规律的选取 135
10.4 简单控制系统的投运和工程整定 137
10.4.1 过程控制系统投运前的准备 137
10.4.2 过程控制系统的投运 138
10.4.3 调节器的参数整定及整定中应注意的问题 139
本章小结 144
习题 144
11 复杂控制系统 146
11.1 串级控制系统 146
11.1.1 串级控制系统的构成 146
11.1.2 串级控制系统特点及应用场合 148
11.1.3 串级控制系统的设计 149
11.1.4 串级控制的投运及参数整定 151
11.2 比值控制系统 152
11.2.1 比值控制系统的概念 152
11.2.2 比值控制系统的类型 153
11.2.3 比值系数的计算 156
11.2.4 比值控制系统的投运和参数整定 156
11.3 前馈控制系统 157
11.3.1 前馈控制系统的特点 157
11.3.2 前馈控制系统主要结构形式 159
11.4 分程控制系统 160
11.4.1 分程控制的概念 160
11.4.2 分程控制的应用 161
11.4.3 分程控制应用中的几个问题 163
本章小结 164
习题 165
12 集散控制系统 166
12.1 集散控制系统概述 166
12.1.1 集散控制系统主要特点 166
12.1.2 集散控制系统的发展概况 168
12.1.3 集散控制系统的结构体系 168
12.2 集散控制系统的硬件结构 169
12.2.1 Experion PKS的系统构成 169
12.2.2 现场控制站的组成 171
12.3 软件组态 173
12.3.1 工程组态概述 173
12.3.2 硬件组态 176
12.3.3 配置PM I/0卡件 178
12.3.4 建立CM模块 179
12.3.5 控制策略组态 179
12.3.6 控制策略的下装 181
12.4 操作站 182
12.4.1 操作站概述 182
12.4.2 Station登录 182
12.4.3 Group 184
12.4.4 Trends 186
12.5 流程画面组态 187
12.5.1 概述 187
12.5.2 组态画面 188
本章小结 189
习题 189
13 典型化工单元控制方案 191
13.1 流体输送设备的控制 191
13.1.1 离心泵的控制 191
13.1.2 压缩机的控制 194
13.2 换热器的控制 195
13.2.1 蒸汽加热器的控制 196
13.2.2 加热炉的控制 198
13.3 精馏塔的控制 200
13.3.1 精馏塔的控制目标 200
13.3.2 精馏塔质量指标的选择 202
13.3.3 精馏塔的控制 203
本章小结 208
习题 209
参考文献 210