過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用（張早校）（第4版）
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- 作者：張早校、王毅 主編
- 出版時間：2025/7/1
- ISBN：9787122484543
- 出 版 社：化學工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP273
- 頁碼：289
- 紙張：
- 版次：04
- 開本：16開
本教材從過程裝備自動控制技術(shù)的應(yīng)用角度，主要介紹過程裝備控制系統(tǒng)的基本概念，基本組成、原理及應(yīng)用；常見過程參數(shù)如壓力、溫度、流量、液位、物質(zhì)成分等的測量方法原理及所用儀器、儀表的結(jié)構(gòu)；常用過程控制儀表的結(jié)構(gòu)原理；以及計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理和可編程控制器技術(shù)；簡要介紹適應(yīng)智能控制發(fā)展的幾種比較先進的過程控制技術(shù)基本知識。
本教材可供過程裝備與控制工程專業(yè)本科和研究生使用，以及有關(guān)院校石油、化工、制藥、能源、環(huán)境工程、安全工程等專業(yè)學生使用，也可供從事過程裝備與控制行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
1 控制系統(tǒng)的基本概念001
1.1 概述001
1.1.1 生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容002
1.1.2 過程裝備控制的任務(wù)和要求002
1.2 控制系統(tǒng)的組成003
1.2.1 過程裝備控制的基本概念003
1.2.2 系統(tǒng)組成004
1.3 控制系統(tǒng)的方框圖004
1.4 控制系統(tǒng)的分類006
1.4.1 按給定值的變化規(guī)律劃分006
1.4.2 按系統(tǒng)輸出信號對操縱變量影響的方式劃分007
1.4.3 按系統(tǒng)的復(fù)雜程度劃分007
1.4.4 按系統(tǒng)克服干擾的方法劃分007
1.4.5 按控制作用的形式劃分009
1.4.6 按控制系統(tǒng)的特性劃分009
1.5 控制系統(tǒng)的過渡過程及其性能指標009
1.5.1 控制系統(tǒng)的過渡過程009
1.5.2 控制系統(tǒng)的性能指標010
1.5.3 自動控制系統(tǒng)性能的基本要求012
思考題與習題013
2 過程控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)017
2.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型017
2.1.1 微分方程017
2.1.2 傳遞函數(shù)019
2.1.3 方框圖的簡化020
2.2 被控對象的動態(tài)特性025
2.2.1 被控對象的數(shù)學描述025
2.2.2 被控對象的特性參數(shù)029
2.2.3 對象特性的實驗測定031
2.3 控制器的動態(tài)特性035
2.3.1 控制器的基本控制規(guī)律035
2.3.2 控制規(guī)律的選取043
2.4 單回路控制系統(tǒng)044
2.4.1 單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計044
2.4.2 控制器參數(shù)的工程整定048
思考題與習題051
3 復(fù)雜控制系統(tǒng)055
3.1 串級控制系統(tǒng)056
3.1.1 基本原理056
3.1.2 主要特點及其應(yīng)用場合058
3.2 前饋控制系統(tǒng)059
3.2.1 基本原理059
3.2.2 主要結(jié)構(gòu)形式060
3.3 比值控制系統(tǒng)063
3.3.1 定比值控制系統(tǒng)064
3.3.2 變比值控制系統(tǒng)066
3.4 選擇性控制系統(tǒng)067
3.4.1 基本原理067
3.4.2 選擇性控制的類型068
3.4.3 選擇性控制中選擇器性質(zhì)的確定068
3.5 均勻控制系統(tǒng)069
3.5.1 基本原理及特點069
3.5.2 均勻控制的類型070
3.6 分程控制系統(tǒng)070
思考題與習題072
4 過程檢測技術(shù)075
4.1 測量與誤差的基本知識075
4.1.1 測量的基本概念075
4.1.2 誤差的基本概念078
4.1.3 儀器儀表的主要性能指標081
4.2 傳感器概述085
4.2.1 傳感器基本概念及組成085
4.2.2 傳感器分類087
4.2.3 傳感器特性及標定087
4.2.4 新型傳感器介紹088
4.2.5 傳感器選用089
4.3 壓力測量090
4.3.1 概述090
4.3.2 液柱式壓力計091
4.3.3 彈性式壓力計093
4.3.4 壓阻式壓力計095
4.3.5 壓電式壓力計096
4.3.6 壓力計的選用098
4.4 溫度測量099
4.4.1 概論099
4.4.2 熱膨脹式溫度計100
4.4.3 熱電偶測溫儀表101
4.4.4 熱電阻測溫儀表105
4.4.5 測溫儀表的選用106
4.5 流量測量107
4.5.1 概述107
4.5.2 壓差式流量計108
4.5.3 轉(zhuǎn)子式流量計111
4.5.4 渦街流量計112
4.5.5 電磁式流量計113
4.5.6 熱式氣體質(zhì)量流量計114
4.5.7 流量測量儀表的選用115
4.6 液位測量115
4.6.1 概述115
4.6.2 浮力式液位計116
4.6.3 靜壓式液位計118
4.6.4 電容式液位計120
4.6.5 光纖液位計121
4.6.6 液位計的選用122
4.7 物質(zhì)成分分析123
4.7.1 紅外線氣體分析儀123
4.7.2 氧化鋯氧氣分析儀125
4.7.3 工業(yè)電導(dǎo)儀128
4.7.4 氣相色譜儀131
4.8 過程檢測技術(shù)的新進展134
4.8.1 智能傳感器135
4.8.2 軟測量技術(shù)136
4.8.3 多傳感器信息融合136
4.8.4 虛擬儀器137
思考題與習題139
5 過程控制裝置143
5.1 變送器144
5.1.1 差壓變送器145
5.1.2 防爆安全柵156
5.1.3 溫度變送器160
5.1.4 標準儀表的信號標準以及與電源連接的方式163
5.1.5 典型系統(tǒng)的變送器選擇164
5.2 控制器165
5.2.1 控制器控制規(guī)律的實現(xiàn)方法165
5.2.2 PID 控制器的硬件結(jié)構(gòu)168
5.2.3 典型系統(tǒng)的控制器選擇179
5.3 執(zhí)行器180
5.3.1 氣動執(zhí)行器181
5.3.2 電動執(zhí)行器191
5.3.3 電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器192
5.3.4 典型系統(tǒng)執(zhí)行器的選擇194
思考題與習題196
6 計算機控制系統(tǒng)199
6.1 概述199
6.2 計算機控制系統(tǒng)的組成及分類201
6.2.1 計算機控制系統(tǒng)的組成201
6.2.2 數(shù)字閥門202
6.2.3 計算機控制系統(tǒng)的分類202
6.3 A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換器206
6.3.1 A/D 轉(zhuǎn)換器206
6.3.2 A/D 選擇原則207
6.3.3 D/A 轉(zhuǎn)換器208
6.3.4 D/A 選擇原則210
6.3.5 A/D、D/A 接口板介紹210
6.4 計算機測試系統(tǒng)211
6.4.1 計算機在測試技術(shù)中的作用211
6.4.2 計算機測試系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)211
6.4.3 數(shù)據(jù)采集213
6.4.4 計算機測試系統(tǒng)的設(shè)計215
6.5 直接數(shù)字控制系統(tǒng)216
6.5.1 DDC 系統(tǒng)概述216
6.5.2 DDC 的基本算法219
6.5.3 改進的PID 算法222
6.5.4 DDC 的PID 算法中參數(shù)的整定227
6.5.5 采樣周期的選擇227
6.6 可編程序控制器及其應(yīng)用* 228
6.6.1 概述228
6.6.2 可編程序控制器的基本組成與工作原理229
6.6.3 可編程序控制器的編程指令231
6.7 集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)233
6.7.1 集散控制系統(tǒng)233
6.7.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)236
6.8 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)238
6.8.1 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則238
6.8.2 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟239
6.9 提高計算機控制系統(tǒng)可靠性的措施241
6.9.1 提高元器件的可靠性241
6.9.2 冗余技術(shù)241
6.9.3 采取抗干擾措施242
思考題與習題245
7 典型過程控制系統(tǒng)應(yīng)用方案249
7.1 熱交換器溫度反饋——靜態(tài)前饋控制系統(tǒng)249
7.1.1 生產(chǎn)過程對系統(tǒng)設(shè)計的要求249
7.1.2 系統(tǒng)組成250
7.1.3 儀表靜態(tài)參數(shù)的設(shè)置250
7.2 單回路控制系統(tǒng)的應(yīng)用251
7.2.1 生產(chǎn)工藝簡況252
7.2.2 系統(tǒng)設(shè)計252
7.3 流體輸送設(shè)備的控制255
7.3.1 概述255
7.3.2 泵及壓縮機的典型控制方案255
7.4 反應(yīng)器的控制* 259
7.4.1 化學反應(yīng)的特點與基本規(guī)律259
7.4.2 化學反應(yīng)器的控制要求和手段261
7.4.3 反應(yīng)器溫度被控變量的選擇262
7.4.4 以溫度作為控制指標的控制方案264
7.5 精餾塔的控制266
7.5.1 概述266
7.5.2 精餾塔的基本關(guān)系266
7.5.3 精餾塔的控制要求及干擾因素267
7.5.4 被控變量的選擇267
7.5.5 精餾塔的控制268
7.6 計算機數(shù)字控制的典型實例——爐溫控制系統(tǒng)的計算機控制269
7.6.1 控制方案設(shè)計269
7.6.2 硬件線路271
7.6.3 控制算法的確定272
7.6.4 程序流程框圖273
7.6.5 控制系統(tǒng)的調(diào)試273
思考題與習題273
8 先進過程控制系統(tǒng)簡介275
8.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)276
8.1.1 基本概念276
8.1.2 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本類型276
8.2 推斷控制系統(tǒng)276
8.3 預(yù)測控制系統(tǒng)277
8.4 模糊控制系統(tǒng)279
8.5 數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能控制系統(tǒng)280
8.5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學模型281
8.5.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及學習算法282
8.5.3 常用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介283
8.5.4 深度學習網(wǎng)絡(luò)模型285
8.5.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與自動控制285
思考題與習題288
參考文獻289
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