本書根據(jù)求是公司推出的PCT系列過程控制系統(tǒng)實驗裝置的相關(guān)內(nèi)容進行編寫。按照教學(xué)大綱的要求，根據(jù)典型的工業(yè)過程中壓力、流量、液位、溫度等過程量的控制，進行工業(yè)過程控制系統(tǒng)的實踐模擬與仿真，可以滿足“過程控制”、“過程檢測及儀表”、“自動控制理論”、“計算機控制”、“化工儀表及自動化”、“傳感器原理及應(yīng)用”等課程的實驗教學(xué)要求，也可滿足“過程控制系統(tǒng)大實驗”等綜合性實踐課程的教學(xué)要求。同時結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，編寫具體工業(yè)設(shè)計案例。本書主要內(nèi)容包括概述、過程控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)實驗裝置介紹、過程控制系統(tǒng)儀表認(rèn)知與實驗、基于調(diào)節(jié)器控制的過程控制實驗、基于計算機控制的過程控制實驗、基于FCS控制的過程控制實驗、過程控制工程設(shè)計案例。 本書可作為電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、化學(xué)工藝與工程等專業(yè)相關(guān)課程的教材，也可供專業(yè)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)、參考。
劉星萍，齊魯工業(yè)大學(xué)教授，主要從事工業(yè)過程控制、電子測量技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)的研究。近年來主持山東省省級科研課題4項，省級教改立項2項，授權(quán)發(fā)明專利5項，發(fā)表高水平研究論文10余篇。
第0章 概述 1
第1章 過程控制系統(tǒng) 3
1．1 單回路反饋控制系統(tǒng) 3
1．1．1 單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 3
1．1．2 被控變量的選擇 3
1．1．3 操作變量的選擇原則 4
1．1．4 控制閥的選擇 4
1．2 復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng) 7
1．2．1 串級調(diào)節(jié)系統(tǒng) 7
1．2．2 比值控制系統(tǒng) 9
1．2．3 均勻控制系統(tǒng) 12
1．2．4 分程控制系統(tǒng) 15
1．2．5 前饋控制系統(tǒng) 16
1．2．6 施密斯（Smith）預(yù)估控制系統(tǒng) 19
1．2．7 解耦控制系統(tǒng) 21
第2章 過程控制系統(tǒng)實驗裝置介紹 24
2．1 過程控制系統(tǒng)實驗裝置 24
2．2 被控對象柜設(shè)備概述 25
2．3 控制臺設(shè)備概述 27
2．4 組態(tài)王軟件及應(yīng)用 29
2．4．1 組態(tài)軟件概述 29
2．4．2 應(yīng)用案例 30
2．5 PLC編程軟件 46
2．5．1 S7-300/400用戶程序的模塊化結(jié)構(gòu) 46
2．5．2 STEP 7的安裝與圖標(biāo)說明 49
2．5．3 創(chuàng)建項目 53
2．5．4 在OB1中創(chuàng)建程序 56
2．5．5 創(chuàng)建一個具有功能塊和數(shù)據(jù)塊的程序 57
2．5．6 對功能塊FC的編程 61
2．5．7 對共享數(shù)據(jù)塊的編程 63
2．5．8 使用多重背景編程 63
第3章 過程控制系統(tǒng)儀表認(rèn)知與實驗 69
3．1 調(diào)節(jié)器的認(rèn)知和使用 69
3．2 變頻器的認(rèn)知和使用 70
3．3 水泵的工作原理及特性認(rèn)識實驗 72
3．4 電磁流量計的工作原理認(rèn)識和校驗實驗 73
3．5 差壓變送器的工作原理認(rèn)識和校驗實驗 75
3．6 熱電阻的工作原理認(rèn)識和校驗實驗 77
3．7 電動調(diào)節(jié)閥的工作原理認(rèn)識和校驗實驗 79
3．8 渦輪流量計的工作原理認(rèn)識和校驗實驗 80
3．9 傳感器的零點和遷移實驗 82
第4章 基于調(diào)節(jié)器控制的過程控制實驗 85
4．1 對象特性測試（調(diào)節(jié)器控制） 85
4．1．1 測試對象特性的方法 85
4．1．2 一階液位特性測試系統(tǒng)實驗 87
4．1．3 二階液位特性測試系統(tǒng)實驗 88
4．1．4 溫度對象特性測試系統(tǒng)實驗 90
4．1．5 調(diào)節(jié)閥流量特性測試系統(tǒng)實驗 92
4．2 單回路控制實驗（調(diào)節(jié)器控制） 93
4．2．1 單回路控制中的調(diào)節(jié)器整定方法 93
4．2．2 壓力單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 96
4．2．3 溫度單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 98
4．2．4 液位單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 100
4．2．5 流量單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 103
4．2．6 雙容液位控制系統(tǒng)實驗 105
4．3 串級控制系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器控制） 107
4．3．1 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計與整定 107
4．3．2 液位和流量串級控制系統(tǒng)實驗 109
4．3．3 上、中水箱液位串級控制系統(tǒng)實驗 112
4．4 比值控制系統(tǒng) 115
4．4．1 比值控制設(shè)計 115
4．4．2 流量比值控制系統(tǒng)實驗 115
4．5 前饋控制系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器控制） 117
4．5．1 前饋控制系統(tǒng)的原理 117
4．5．2 前饋-反饋控制系統(tǒng)實驗 118
第5章 基于計算機控制的過程控制實驗 122
5．1 對象特性測試（計算機控制） 122
5．1．1 一階液位特性測試系統(tǒng)實驗 122
5．1．2 二階液位特性測試系統(tǒng)實驗 124
5．1．3 溫度對象特性測試系統(tǒng)實驗 125
5．1．4 調(diào)節(jié)閥流量特性測試系統(tǒng)實驗 127
5．2 單閉環(huán)過程控制（計算機控制） 128
5．2．1 壓力單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 128
5．2．2 液位單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 130
5．2．3 流量單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 132
5．3 復(fù)雜過程控制（計算機控制） 134
5．3．1 液位和流量串級控制系統(tǒng)實驗 134
5．3．2 上、中水箱液位串級控制系統(tǒng)實驗 137
5．3．3 流量比值控制系統(tǒng)實驗 139
5．3．4 前饋―反饋控制系統(tǒng)實驗 141
5．3．5 施密斯控制系統(tǒng)實驗 144
5．3．6 解耦控制系統(tǒng)實驗 146
第6章 基于FCS控制的過程控制實驗 148
6．1 軟件組態(tài)及硬件系統(tǒng)組成認(rèn)知實驗 148
6．1．1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組成與認(rèn)識實驗 148
6．1．2 下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫 148
6．1．3 上位機軟件中的通信建立和界面組態(tài) 149
6．2 對象特性測試實驗（FCS控制） 150
6．2．1 上水箱液位特性測試系統(tǒng)實驗 150
6．2．2 下水箱液位特性測試系統(tǒng)實驗 151
6．2．3 二階液位特性測試系統(tǒng)實驗 153
6．2．4 溫度對象特性測試系統(tǒng)實驗 154
6．3 單回路控制系統(tǒng)實驗（FCS控制） 155
6．3．1 壓力單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 155
6．3．2 溫度單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 157
6．3．3 液位單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 159
6．3．4 流量單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗 161
6．3．5 二階液位控制系統(tǒng)實驗 162
6．4 串級控制系統(tǒng)實驗（FCS控制） 164
6．4．1 串級控制系統(tǒng)實驗原理及其方法 164
6．4．2 上水箱液位和流量串級控制系統(tǒng)實驗 167
6．4．3 上、下水箱液位串級控制系統(tǒng)實驗 169
6．5 流量比值控制系統(tǒng)實驗（FCS控制） 170
6．6 前饋―反饋控制系統(tǒng)實驗（FCS控制） 173
6．7 施密斯控制系統(tǒng)實驗（FCS控制） 175
第7章 過程控制工程設(shè)計案例 180
7．1 燃?xì)忮仩t控制系統(tǒng)工程設(shè)計 180
7．1．1 概述 180
7．1．2 控制方案制定 180
7．1．3 儀表及變送裝置選型 185
7．1．4 調(diào)節(jié)閥計算與選型 188
7．1．5 儀表供源系統(tǒng)設(shè)計 189
7．2 甲醇回收過程控制系統(tǒng)工程設(shè)計案例 189
7．2．1 工藝流程介紹 189
7．2．2 控制方案制定 190
7．2．3 儀表及變送裝置選擇 196
7．2．4 調(diào)節(jié)閥 199
參考文獻 202
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