過程控制與自動化儀表（第3版）

內容簡介

本書是依據普通高等學校“過程控制與自動化儀表”教學大綱的要求，在白拳迎第1版（2000年）和第2版（2007年）的基礎上修訂而成。本書從當前生產過程自動化的實際需要和過程控制的新發展出發，在介紹了生產過程控制系統與自動化儀表的基本概念、工作原理及使用要求、簡單控制系統設計方案的基礎上，重點介紹了智慧型儀表、過程系統建模、特殊工藝及複雜過程控制系統的分析與設計、基於網路的計算機控制系統及工程套用等問題。本書取材適當、深度與廣度適中，能適應不同高校本科電氣信息類專業的教學需求；內容敘述簡明扼要、通俗易懂、循序漸進、方便自學；每淚只滲嫌章開始扼要提出了本章教學內容和應達到的基本要求；每章末編寫了基本練習題、綜合練習題和設計題，以適應學承循酷生不同的學習需求，也便於教師因材施教。本書可作為高等學校電氣信息類專業的教材，也可供相關專業師生和專業工程技術人員參考。

圖書目錄

序

前言

第1章緒論1

1.1過程控制概述1

1.1.1過程控制的特點、任務及要求1

1.1.2過程控制的發展概況6

1.1.3過程控制系統的組成、分類及性能指標7

1.2自動化儀表概述10

1.2.1自動化儀表的分類與發展10

1.2.2自動化儀表的信號制與能源供給12

1.2.3安全防爆儀表與安全防爆系統13

思考題與習題15

第2章過程參數的檢測與變送17

2.1參數檢測與變送概述17

2.1.1檢測儀表17

2.1.2檢測誤差18

2.1.3檢測儀表全阿雅體的基本特性20

2.1.4變送器的構成原理23

2.1.5變送器的信號傳輸方式25

2.2溫度的檢測與變送26

2.2.1溫度檢測方法26

2.2.2典型模擬式溫度變送器34

2.2.3智慧型式溫度變送器40

2.3壓力的檢測與變送42

2.3.1壓力的概念及其檢測42

2.3.2DDZ-Ⅲ型力矩平衡式差壓變送器44

2.3.3電容式差壓變送器48

2.3.4智慧型式差壓變送器50

2.4流量的檢測與變送53

2.4.1流量的概念與檢測方法53

2.4.2典型流量檢測儀表54

2.5物位的檢測與變送58

2.5.1物位檢測的主要方法58

2.5.2典型物位檢測儀表59

2.6成分的檢測與變送62

2.6.1概述62

2.6.2紅外式氣體成分的檢測及儀表63

2.6.3氧氣成分的檢測及儀表64

2.6.4多種組分的檢測及儀表70

思考題與習題71

第3章過程控制儀表74

3.1過程控制儀表概述74

3.2DDZ-Ⅲ型模擬式調節器75

3.2.1比例積分微分調節規律75

3.2.2DDZ-Ⅲ型PID基型調節器78

3.3數字式控制器87

3.3.1數提捆凶字式控制器的基本構成88

3.3.2數字式控制器實例89

3.4執行器94

3.4.1執行器的構成原理94

3.4.2氣動執行器的套用97

3.4.3電/氣轉換器與閥門定位器103

3.4.4智慧型式電動執行器105

3.5安全柵107

3.5.1齊納式安全柵107

3.5.2隔離式安全柵108

思考題與習題110

第4章被控過程的數學模型113

4.1過程建模的基本概念113

4.1.1被控過程的數學模型及其作用113

4.1.2被控過程的特性114

4.1.3過程建模方法117

4.2解析法建立過程的數學模型119

4.2.1解析法建模的一般步驟119

4.2.2單容過程的解析法建模119

4.2.3多容過程的解析法建模122

4.3試驗法建立過程的數學模型125

4.3.1回響曲線法126

4.3.2最小二乘法133

思考題與習題142

第5章簡單控制系統的設計146

5.1簡單控制系統設計概述拒夜146

5.1.1控制系統設計任務及開發步驟147

5.1.2設計中需要注意的有關問題148

5.2控制方案的確定149

5.2.1被控參數的選取149

5.2.2控制參數糊檔捉的選擇150

5.2.3被控參數的測量與變送153

5.2.4調節規律對控制質量的影響及其選擇154

5.2.5執行器的選擇 160

5.2.6調節器正/反作用方式的選擇160

5.3調節器的參數整定161

5.3.1調節器參數整定的理論基礎161

5.3.2調節器參數的整定163

5.3.3PID調節器參數的自整定168

5.4單迴路控制系統設計實例173

5.4.1乾燥過程的控制系統設計173

5.4.2儲槽液位過程控制系統的設計175

思考題與習題176

第6章常用高性能過程控制系統180

6.1串級控制系統180

6.1.1串級控制的基本概念180

6.1.2串級控制系統的控制效果181

6.1.3串級控制系統的適用範圍186

6.1.4串級控制系統的設計188

6.1.5串級控制系統的參數整定191

6.2前饋控制系統193

6.2.1前饋控制的基本概念193

6.2.2前饋控制的特點及局限性194

6.2.3靜態補償與動態補償195

6.2.4前饋-反饋複合控制195

6.2.5引入前饋控制的原則及套用實例196

6.3大滯後過程控制系統198

6.3.1大滯後過程概述198

6.3.2史密斯預估控制198

6.3.3改進型史密斯預估控制200

6.3.4內模控制202

思考題與習題205

第7章實現特殊工藝要求的過程控制系統208

7.1比值控制系統208

7.1.1比值控制概述208

7.1.2比值控制系統的設計211

7.1.3比值控制系統的參數整定215

7.2均勻控制系統215

7.2.1均勻控制的提出及其特點215

7.2.2均勻控制系統的設計217

7.3分程控制系統219

7.3.1分程控制概述219

7.3.2分程控制系統的設計220

7.3.3分程控制系統的套用222

7.4自動選擇性控制系統223

7.4.1自動選擇性控制概述223

7.4.2系統的類型及工作過程224

7.4.3自動選擇性控制系統的設計225

思考題與習題227

第8章複雜過程控制系統231

8.1序言231

8.2多變數解耦控制系統231

8.2.1耦合過程及其要解決的問題231

8.2.2相對增益與相對增益矩陣232

8.2.3解耦控制系統的設計237

8.3適應過程參數變化的控制系統242

8.3.1適應靜態增益變化的控制系統242

8.3.2適應純滯後時間變化的控制系統244

8.3.3適應時間常數變化的控制系統246

8.4推理控制系統248

8.4.1推理控制系統的組成248

8.4.2推理-反饋控制系統250

8.4.3輸出可測條件下的推理控制系統252

8.5預測控制系統255

8.5.1預測控制的基本思想255

8.5.2預測模型256

8.5.3典型預測控制算法259

思考題與習題267

第9章基於網路的過程計算機控制系統269

9.1集散控制系統269

9.1.1集散控制系統概述269

9.1.2集散控制系統的通信網路系統277

9.1.3集散控制系統的控制器280

9.1.4集散控制系統操作員站283

9.1.5集散控制系統工程師站與組態軟體285

9.1.6集散控制系統的設計實例296

9.2基於現場匯流排的過程控制系統299

9.2.1現場匯流排的基本概念299

9.2.2現場匯流排的通信模型300

9.2.3基於現場匯流排的控制系統的設計306

思考題與習題309

第10章典型生產過程控制與工程設計311

10.1典型生產過程控制311

10.1.1電廠鍋爐的過程控制311

10.1.2精餾塔的過程控制317

10.2過程控制系統的工程設計322

10.2.1工程設計的目的和主要內容322

10.2.2工程設計的具體步驟323

10.2.3控制系統的抗干擾和接地設計326

思考題與習題330

附錄333

參考文獻336

過程控制與自動化儀表（第3版）

基本介紹

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