自動化儀表與過程控制（第6版）

內容簡介

本書為“普通高等教育‘十一五’國家級規劃教材”，主要討論生產過程自動化中使用的各種檢測去組廈與控制儀表的工作原理，以及過程控制系統的設計整定方法。

全書分上、下兩篇。上篇為自動化儀表部分，介紹最常用的工業檢測儀表、調節器、執行器和防爆柵等的工作原理及控制系統集成技術。重點討論DDZ—Ⅲ型電動單元組合儀表、YS—1000可程式序調節器、CS3000集散控制系統和現場匯流排控制系統的工作原理及使用方法。下篇為過程控制部分，介紹了過程控制對象動態特性測試方法、單迴路及串級調節系統的設計和參數整定方法，以及解耦控制、推理控制及預測控制等先進控制技術，最後介紹了幾種典型調節系統在生產過程自刪牛隻訂動化中的套用只求煮實例。

本書可供高等學校自動化專業、電氣工程專業本科生、研究生作為教材或參考書使用，也可供相關專業學生及從事生產過程檢測控制的研究及工程技術人員參考使用。

圖書目錄

上篇自動化儀表

自動化儀表概述

0.1 自動化儀表及其發展概況

0.2 電動單元組合儀表及其控制系統的組成

0.3 儀表的基本技術指標

複習思考題

第1章檢測儀表

1.1 溫度檢測儀表

1.1.1 測量溫度的主要方法

1.1.2 熱電偶

1.1.3 熱電阻

1.1.4 半導體熱敏電阻

1.1.5 熱電偶溫度變送器的基本結構

1.1.6 DDZ—Ⅲ型熱電偶溫度變送器的實際線路

1.2 壓力檢測儀表

1.2.1 彈性式壓力測量元件

1.2.2 力平衡式壓力(差壓)變送器

1.2.3 位移式差壓(壓力)變送器

1.2.4 固態測壓儀表

1.3 流量檢測儀表

1.3.1 節流式流量計

1.3.2 容積式流量計

1.3.3 渦輪流量計

1.3.4 電磁流量計

1.3.5 旋渦式流量計

1.4 液位檢測儀表

1.4.1 浮力式液位計和靜壓式液位計

1.4.2 電容式液位計

1.4.3 超音波液位計

1.5 成分分析儀表

1.5.1 熱導式氣體分析儀

1.5.2 紅外線氣體分析儀

1.5.3 色譜分析儀

1.5.4 氧化鋯氧分析儀

複習思考題

第2章調節器

2.1 調節器的調騙拳漿節規律

2.2 PID運算電路

2.2.1 比例積分運算電路

2.2.2 比例微分運算電路

2.2.3 PID運算電路

2.3 PID調節器的階躍回響和頻率特性

2.3.1 PID調節器的階躍回響

2.3.2 PID調節器的頻率特性

2.4 PID調節器的完整結構

2.5 數字控制算法

2.5.1 基本PID的離散表達式

2.5.2 採樣周期的選擇

2.5.3 變形的PID控制算法

2.5.4 混合過程PID算法

2.5.5 字長的考慮

2.6 可程式序調節器

2.6.1 可程式序調節器的電路

2.6.2 數字調節器的工作時序

2.6.3 用戶程式結構及數據格式

2.6.4 運算模組

2.6.5 控制模組及編程

2.6.6 程式的寫入和調試

2.6.7 數字調節器的通信

複習思考題

第3章集散控制系統與現場匯流排控制系統

3.1 集散控制系統的發展及其組成

3.1.1 集散控制系統的發展

3.1.2 CENTUM CS3000基本組成

3.1.3 CENTUM CS3000的現場匯流排網路

3.1.4 CENTUM CS3000子系統的一體化功能

3.2 DCS現場控制站的功能

3.2.1 反饋控制功能

3.2.2 順序控制功能

3.3 DCS操作站的功能

3.4 現場匯流排通信技術

3.4.1 現場匯流排技術的發展

3.4.2 開放系統互連參考模型

3.4.3 HART 通信技術

3.4.4 基金會現場匯流排通信技術

3.5 基金會現場匯流排的用戶套用

3.5.1 用戶套用模組

3.5.2 系統管理

3.5.3 設備信息檔案

3.5.4 現場匯流排控制系統的設計

3.6 信息集成的連線橋樑——OPC技少芝付灑術

3.6.1 OPC技術簡介

3.6.2 OPC技術規範

3.6.3 OPC技術套用

3.7 典型現場匯流排控制系統舉例

3.7.1 現場匯流排控制系統System 302的組成

3.7.2 系統System 302中現場設備與網路的組態

3.7.3 系統System 302中人機界面的組態

3.8 過程控制系統的其他結構

小結

複習思考題

第4章執行器和防爆柵

4.1 執行器

4.1.1 氣動執行器

4.1.2 電—氣轉換器

4.1.3 閥門定位器

4.1.4 電動執行器

4.2 防爆柵

4.2.1 安全火花防爆系統的概念

4.2.2 安全火花防爆的等級

4.2.3 防爆柵的基本工作原理

4.2.4 隔離式防爆柵

複習思考題

下篇過程控制

第5章過程控制對象動態特性及背促其數學模型

5.1 單容對象動態特性及其數學描述

5.1.1 水槽水位的動態特性

5.1.2 對象的自衡特性

5.2 多容對象的特性、容量滯後、純滯後

5.2.1 雙容對象的特性

5.2.2 純滯後

5.3 對象特性的實驗測定、時域法

5.3.1 實驗測定方法描述

5.3.2 測定動您坑挨態特性的時域方法

5.4 測定動態特性的頻域方法

5.4.1 正弦波方法

5.4.2 頻率特性的相關測試法

5.4.3 閉路測定法

5.5 測定動態特性的統計方法

5.5.1 相關分析法識別對象動態特性的原理

5.5.2 基於M序列信號測定對象的動態特性

複習思考題

第6章單迴路調節系統的設計及調節器參數整定方法

6.1 概述

6.2 對象動態特性對調節質量的影響及調節方案的確定

6.2.1 干擾通道動態特性對調節質量的影響

6.2.2 調節通道動態特性對調節質量的影響

6.2.3 調節方案的確定

6.3 調節規律對系統動態特性的影響、調節規律的選擇

6.3.1 在干擾作用下雙容對象的比例調節

6.3.2 系統調節性能指標、PI、PD調節作用分析

6.3.3 調節規律的選擇

6.4 調節器參數的實驗整定方法

6.4.1 穩定邊界法

6.4.2 反應曲線法

6.4.3 衰減曲線法

6.4.4 三種整定方法的比較

複習思考題

第7章常用過程控制系統

7.1 串級調節系統

7.1.1 串級調節系統的組成

7.1.2 串級調節系統的特點和效果分析

7.1.3 調節器的選型和整定方法

7.2 比值調節系統

7.2.1 比值調節系統的組成原理

7.2.2 比值調節系統的整定

7.3 均勻調節系統

7.3.1 均勻調節系統的組成

7.3.2 調節器的選型和參數整定

7.4 前饋調節系統

7.4.1 前饋控制的工作原理

7.4.2 擾動補償規律及其局限性

7.4.3 複合調節系統的特性分析

7.4.4 複合調節系統參數的選擇

7.4.5 自治調節系統

7.4.6 自治調節系統解耦裝置的綜合

複習思考題

第8章複雜過程控制系統

8.1 多變數解耦控制系統

8.1.1 多變數過程的基本描述

8.1.2 相對增益與相對增益矩陣

8.1.3 解耦控制系統的設計

8.1.4 解耦控制中的一些問題

8.2 推理控制系統

8.2.1 推理控制的基本原理

8.2.2 推理—反饋控制系統

8.2.3 輔助控制量的選擇

8.2.4 控制作用的限幅

8.3 預測控制系統

8.3.1 預測模型

8.3.2 參考軌跡

8.3.3 控制算法

8.3.4 預測控制的優點及存在問題

8.3.5 基於Laguerre函式的預測控制方法

複習思考題

第9章自動調節系統在生產過程中的套用舉例

9.1 石油加工蒸餾裝置的儀表控制系統

9.1.1 石油加工中的儀表控制系統概要

9.1.2 蒸餾塔的儀表控制系統

9.2 鋼鐵工業中加熱爐的控制系統

9.2.1 鋼鐵生產過程概要

9.2.2 加熱爐的燃燒控制

9.2.3 燃燒控制的串級比值調節系統

9.2.4 交叉限幅並聯副迴路的串級調節

9.3 鍋爐的自動調節系統

9.3.1 汽包水位的調節

9.3.2 燃燒過程的調節

9.3.3 鍋爐控制系統舉例

9.4 火電機組的脫硝控制系統

9.4.1 火力電廠生產過程

9.4.2 煙氣脫硝過程

9.4.3 煙氣脫硝技術

9.4.4 基於模型預測控制的煙氣脫硝控制系統

複習思考題

參考文獻

自動化儀表與過程控制（第6版）

基本介紹

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