第1章 过程控制基础 1
1.1过程控制的发展 1
1.1.1过程控制装置与系统的发展 1
1.1.2过程控制策略与算法的发展 3
1.2过程控制的特点与难点 3
1.3过程工业综合自动化 5
1.3.1总体结构 5
1.3.2工业控制网络 6
1.3.3集散控制系统概述 9
1.3.4过程控制系统PCS7简述 17
1.3.5 PCS7与PLC的区别与联系 22
1.4典型过程控制应用案例——火电厂 23
1.4.1火电厂工艺介绍 24
1.4.2火电厂自动控制系统 25
1.4.3高级多功能过程控制实训系统SM PT-1000介绍 28
第2章 过程仪表 30
2.1检测仪表 30
2.1.1温度测量 31
2.1.2压力测量 35
2.1.3流量测量 40
2.1.4物位测量 51
2.1.5过程分析仪器 58
2.1.6新型测量仪表简介 69
2.2执行器 70
2.2.1执行器分类 70
2.2.2控制阀选型 71
2.2.3控制阀附件 76
2.3本质安全型防爆设备 78
2.3.1本安型防爆仪表的特征 78
2.3.2安全栅 78
2.4控制系统的信号流向 81
第3章 液位控制系统设计与实施 83
3.1液位对象特点 83
3.2允许液位波动的控制方案 83
3.2.1液位单回路控制系统结构 83
3.2.2液位单回路控制系统设计 85
3.2.3使用比例控制器的液位单回路控制 88
3.3要求液位稳定的控制方案 95
3.3.1使用比例-积分控制器的液位单回路控制 95
3.3.2液位前馈-反馈控制 96
3.4要求精确控制液位的方案 102
3.4.1液位串级控制 103
3.4.2液位前馈-串级控制 108
第4章 流量控制系统设计与实施 112
4.1流量对象特点 112
4.2流量单回路控制系统设计与实施 112
4.2.1控制系统设计 113
4.2.2控制系统实施 113
4.3流量比值控制系统设计与实施 116
4.3.1比值控制系统 116
4.3.2比值控制系统组态 119
4.3.3比值控制系统投运和控制器参数整定 123
4.3.4比值控制系统设计的相关问题 125
第5章 压力控制系统设计与实施 127
5.1压力对象特点 127
5.2容器压力单回路控制系统 127
5.3管道压力单回路控制系统 130
5.4管道压力串级控制系统 132
5.4.1控制系统设计 132
5.4.2控制系统实施 133
5.5管道压力选择控制系统 135
5.5.1选择控制系统 136
5.5.2选择控制系统设计与实施 137
第6章 温度控制系统设计与实施 140
6.1温度对象特点 140
6.2使用比例积分微分控制器的温度单回路控制 140
6.2.1控制系统设计与实施 140
6.2.2比例积分微分控制器参数整定 141
6.2.3控制器参数的工程整定方法 143
6.3准确控制温度的串级控制系统 145
6.4温度大滞后对象的前馈-反馈控制 148
6.5增加温度可调节范围的分程控制 151
6.5.1分程控制系统 151
6.5.2分程控制系统设计与实施 153
6.6大滞后系统的模型预测控制 156
6.6.1模型预测控制基本原理 156
6.6.2模型预测控制基本算法 157
6.6.3模型预测控制系统组态与投运 157
第7章 组分控制系统设计与实施 163
7.1组分对象特点 163
7.2烟气含氧量单回路控制系统 163
7.3软测量技术及其应用 165
7.3.1软测量技术 166
7.3.2建立蒸发器出口浓度软测量模型 167
第8章 顺序控制与批量控制 171
8.1顺序控制 171
8.1.1顺序控制系统 171
8.1.2顺序功能图 172
8.1.3 PLC中顺序控制系统的设计 174
8.1.4 DCS中顺序控制系统的设计 175
8.1.5 DCS中顺序控制系统的实施 177
8.2批量控制 185
8.2.1基本模型和关键技术 185
8.2.2 DCS批量控制系统实现 187
第9章 锅炉控制工程设计与实施 192
9.1锅炉控制工程设计内容 192
9.2控制系统设计 193
9.2.1对象特性分析 193
9.2.2确定控制方案 193
9.2.3控制系统选型 194
9.3工程项目组态 196
9.3.1硬件组态和网络组态 196
9.3.2控制方案组态 197
9.3.3监控环境组态 202
9.4系统调试 203
第10章 饼干供料控制改造项目设计与实施 206
10.1控制需求分析 206
10.1.1系统规模 206
10.1.2硬件配置 207
10.1.3软件配置 208
10.1.4控制功能 209
10.2控制系统设计 209
10.2.1系统网络设计 209
10.2.2控制系统规模选择 210
10.2.3系统总体方案 211
10.3工程项目组态 212
10.3.1硬件组态和网络组态 212
10.3.2控制回路组态 213
10.3.3监控环境组态 213
10.4项目实施与系统调试 217
10.4.1项目实施 218
10.4.2系统调试 219
附录A 典型工艺过程简介 222
A.1 SMPT-1000锅炉及蒸发器生产工艺 222
A.1.1 SMPT-1000锅炉生产工艺 222
A.1.2 SMPT-1000蒸发器生产工艺 225
A.2饼干供料生产工艺 226
附录B 案例-知识点映射表 231
附录C PCS7快速入门 233
C.1创建项目 233
C.2硬件组态与网络组态 236
C.2.1 AS硬件组态 236
C.2.2 OS硬件组态 242
C.2.3网络组态 243
C.2.4编译与下载 246
C.3连续功能图（CFC） 247
C.3.1 CFC图表编辑器 247
C.3.2单回路控制系统组态示例 248
C.4顺序功能图（SFC） 258
C.4.1 SFC图表编辑器 258
C.4.2 SFC的基本操作 258
C.5 OS编译 266
C.5.1组态前的准备工作 266
C.5.2编译OS数据 268
C.6 WinCC快速使用 269
C.6.1 WinCC项目管理器 269
C.6.2创建过程画面 271
C.6.3监控画面组态示例 277
C.7运行OS 281
C.7.1 OS过程模式 281
C.7.2单回路控制系统投运与参数整定 283
参考文献 286