過程自動化及儀表（非自動化專業適用）（第四版）

《過程自動化及儀表(非自動化專業適用)（第四版）》是2023年化學工業出版社出版的圖書，作者是孫自強、俞金壽。

基本介紹

• 中文名：過程自動化及儀表(非自動化專業適用)（第四版）
• 作者：孫自強、俞金壽
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2023年4月1日
• 頁數：287 頁
• 定價：58.00 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122426178

內容簡介

《過程自動化及儀表(非自動化專業適用)（第四版）》以自動控制系統為主體，輔以各種自動化儀表和控制裝置，深入淺出地敘述了生產過程有關變數的測量方法及套用特點，自動控制系統的組成和簡單、複雜、先進控制系統，以及在設計、運行中與工藝過程有關的知識要點,介紹了典型工業生產過程：流體輸送設備、傳熱設備、鍋爐設備、精餾塔、反應器、窯爐、生化過程、冶金過程、造紙過程等的控制，最後簡單介紹了安全儀表系統在過程工業中的套用。 本書可作為高等學校非自動化專業（工藝類專業）自動化儀表類課程教材，亦可供生產過程工藝技術人員參考。

圖書目錄

1自動控制系統概述1

1.1自動化及儀表發展狀況1

1.2自動控制系統2

1.2.1自動控制系統2

1.2.2閉環控制與開環控制4

1.2.3自動控制系統的組成及方框圖4

1.2.4自動控制系統的分類6

1.3自動控制系統的過渡過程及品質指標8

1.3.1靜態與動態8

1.3.2自動控制系統的過渡過程9

1.3.3自動控制系統的品質指標9

思考題與習題111

2過程特性12

2.1過程特性的類型12

2.2過程的數學描述14

2.3過程特性的一般分析15

2.3.1放大係數K16

2.3.2時間常數T17

2.3.3純滯後τ18

2.4過程特性參數的實驗測定方法19

思考題與習題220

3檢測變送22

3.1概述22

3.1.1測量誤差23

3.1.2儀表性能指標23

3.2溫度檢測25

3.2.1溫度檢測方法25

3.2.2熱電偶26

3.2.3熱電阻29

3.2.4熱電偶、熱電阻的選用30

3.3流量檢測31

3.3.1流量檢測的主要方法31

3.3.2速度式流量計32

3.3.3容積式流量計36

3.3.4質量流量計36

3.3.5流量儀表的選用38

3.4壓力檢測39

3.4.1壓力單位和壓力檢測方法39

3.4.2常用壓力檢測儀表41

3.4.3壓力表的選用44

3.5物位檢測44

3.5.1物位檢測方法45

3.5.2常用物位檢測儀表45

3.5.3物位檢測儀表的選用50

3.6成分和物性參數檢測50

3.6.1成分和物性參數檢測方法51

3.6.2成分、物性檢測的靜態特性56

3.6.3成分、物性檢測的動態特性57

3.7其他變數檢測57

3.7.1位移量檢測58

3.7.2轉速檢測59

3.7.3振動檢測60

3.7.4厚度檢測60

3.7.5火焰檢測60

3.7.6重量檢測60

3.8變送器61

3.8.1變送器量程遷移和零點遷移62

3.8.2溫度變送器63

3.8.3差壓變送器66

3.8.4智慧型變送器70

3.9現代感測器技術的發展73

思考題與習題375

4顯示儀表76

4.1模擬式顯示儀表77

4.1.1電子電位差計77

4.1.2電子自動平衡電橋79

4.2數字式顯示儀表80

4.2.1數顯儀表的分類80

4.2.2數顯儀表的主要技術指標80

4.2.3數顯儀表的基本組成80

4.3新型顯示儀表82

4.3.1顯示儀表發展動態82

4.3.2無紙記錄儀83

4.3.3虛擬顯示儀表84

思考題與習題４84

5執行器85

5.1執行機構86

5.1.1氣動執行機構86

5.1.2電動執行機構88

5.2控制閥88

5.2.1控制閥結構88

5.2.2控制閥類型89

5.3氣動薄膜控制閥的流量特性90

5.3.1理想流量特性91

5.3.2工作流量特性92

5.3.3動態特性93

5.4控制閥口徑的確定94

5.4.1控制閥流量係數KV的計算94

5.4.2控制閥口徑的確定94

5.5閥門定位器94

5.5.1電-氣閥門定位器95

5.5.2閥門定位器作用95

5.6氣動薄膜控制閥的選用96

5.6.1控制閥結構形式及材質的選擇96

5.6.2控制閥流量特性的選擇98

5.6.3氣動薄膜控制閥的安裝使用98

5.7智慧型控制閥99

思考題與習題５100

6控制器101

6.1控制器概述101

6.2控制器的基本控制規律102

6.2.1連續PID控制算法103

6.2.2離散PID控制算法112

6.3模擬式控制器113

6.3.1模擬式控制器基本結構113

6.3.2DDZ-Ⅲ型電動單元控制器114

6.4數字式控制器115

6.4.1數字式控制器主要特點116

6.4.2數字式控制器的基本構成116

6.4.3AI-759/759P控制器119

6.5可程式序控制器125

6.5.1可程式序控制器概述125

6.5.2可程式序控制器的工作原理127

6.5.3可程式序控制器的編程131

6.5.4可程式序控制器系統套用示例141

6.6集散控制系統143

6.6.1集散控制系統發展概況143

6.6.2集散控制系統特點144

6.6.3集散控制系統的硬體和軟體144

6.6.4TPS系統簡介145

6.6.5TPS系統套用舉例150

6.7現場匯流排控制系統155

6.7.1現場匯流排系統的特點155

6.7.2現場匯流排系統的發展156

6.7.3基金會現場匯流排156

6.7.4現場匯流排控制系統的套用158

6.8工業短程無線網路161

6.8.1概述161

6.8.2工業短程無線網路國際標準162

6.8.3工業短程無線技術的套用類別163

思考題與習題6164

7簡單控制系統166

7.1控制系統的組成166

7.2簡單控制系統的設計167

7.2.1控制系統設計概述167

7.2.2被控變數的選擇168

7.2.3操縱變數的選擇168

7.2.4控制規律及控制器作用方向的選擇168

7.2.5執行器(氣動薄膜控制閥)的選擇170

7.3簡單控制系統的參數整定171

7.3.1經驗整定法171

7.3.2臨界比例度法172

7.3.3衰減曲線法173

7.4控制系統的投運173

7.5簡單控制系統設計案例174

思考題與習題7175

8複雜控制系統177

8.1串級控制系統177

8.1.1串級控制系統的基本原理和結構177

8.1.2串級控制系統的特點178

8.1.3串級控制系統的設計179

8.1.4串級控制系統控制器參數的整定181

8.2比值控制系統181

8.2.1基本原理和結構181

8.2.2比值係數的計算182

8.3均勻控制系統183

8.3.1均勻控制系統的基本原理和結構183

8.3.2均勻控制系統的控制規律的選擇及參數整定185

8.4前饋控制系統185

8.4.1基本原理185

8.4.2前饋控制的主要結構形式186

8.4.3採用前饋控制系統的條件186

8.5選擇性控制系統187

8.6分程控制系統188

8.6.1不同工況需要不同的控制手段188

8.6.2擴大控制閥的可調範圍188

思考題與習題8188

9先進控制技術190

9.1基於模型的預測控制190

9.1.1預測控制的基本原理191

9.1.2預測控制的優良性質192

9.1.3預測控制的套用192

9.2推斷控制192

9.3軟測量技術194

9.3.1機理分析與輔助變數的選擇194

9.3.2數據採集和處理195

9.3.3軟測量模型的建立195

9.3.4軟測量模型的線上校正196

9.3.5軟測量技術工業套用196

9.4雙重控制系統196

9.5純滯後補償控制系統197

9.5.1史密斯預估補償控制197

9.5.2史密斯預估補償控制實施中若干問題198

9.6解耦控制系統198

9.6.1系統的關聯分析198

9.6.2減少與解除耦合途徑198

9.7差拍控制系統200

9.7.1差拍控制系統200

9.7.2達林控制算法200

9.7.3V.E.控制算法200

9.8自適應控制201

9.8.1簡單自適應控制系統201

9.8.2模型參考型自適應控制系統201

9.8.3自校正控制系統202

9.9魯棒控制202

9.10智慧型控制系統203

9.10.1智慧型控制簡介203

9.10.2專家系統203

9.10.3模糊邏輯控制204

9.10.4神經網路控制205

9.11故障檢測診斷和容錯控制206

9.11.1故障檢測和診斷206

9.11.2容錯控制207

9.12綜合自動化系統208

9.12.1綜合自動化的意義208

9.12.2綜合自動化系統的特點209

9.12.3工業生產過程計算機集成控制系統的構成210

思考題與習題9211

10生產過程控制212

10.1流體輸送設備的控制212

10.1.1泵的控制212

10.1.2壓縮機的控制214

10.1.3變頻調速器的套用215

10.1.4防喘振控制系統216

10.2傳熱設備的控制217

10.2.1傳熱設備的靜態數學模型217

10.2.2一般傳熱設備的控制218

10.2.3管式加熱爐的控制220

10.3鍋爐設備的控制221

10.3.1鍋爐汽包水位的控制222

10.3.2鍋爐燃燒系統的控制224

10.3.3蒸汽過熱系統的控制226

10.4工業窯爐過程的控制227

10.4.1電熱式工業窯爐控制227

10.4.2燃燒式工業窯爐控制228

10.5精餾塔的控制230

10.5.1精餾塔的控制要求231

10.5.2精餾塔的擾動分析232

10.5.3精餾塔被控變數的選擇232

10.5.4精餾塔的控制234

10.5.5精餾塔的先進控制236

10.6化學反應器的控制240

10.6.1化學反應器的控制要求240

10.6.2化學反應器的基本控制策略241

10.6.3化學反應器的基本控制241

10.7合成氨過程的控制245

10.7.1變換爐的控制245

10.7.2轉化爐水碳比控制245

10.7.3合成塔的控制246

10.8石油化工過程的控制248

10.8.1常減壓過程的控制248

10.8.2催化裂化過程的控制250

10.8.3乙烯生產過程的控制253

10.8.4聚合過程的控制255

10.9生化過程的控制259

10.9.1常用生化過程控制260

10.9.2青黴素髮酵過程控制261

10.9.3啤酒發酵過程控制262

10.10造紙過程的控制263

10.10.1紙漿濃度的控制263

10.10.2紙料配漿的比值控制264

10.10.3磨漿機的控制265

10.10.4白水回收控制266

10.11轉爐控制266

10.11.1頂吹供氧控制系統266

10.11.2底吹供氣控制系統267

10.11.3爐口微差壓及煤氣回收控制系統268

思考題與習題10269

11安全儀表系統在過程工業中的套用270

11.1功能安全標準簡介270

11.2安全儀表系統271

11.2.1安全儀表系統概念271

11.2.2過程工業中的風險降低機制271

11.2.3安全完整性等級272

11.2.4安全儀表的冗餘結構273

11.3安全儀表系統在過程工業中的套用案例276

11.3.1加熱爐安全停車系統276

11.3.2高完整性壓力保護系統278

11.3.3火災和氣體安全系統279

思考題與習題11281

附錄1自控工程設計字母代號282

附錄2部分熱電偶、熱電阻分度表283

參考文獻287