本書以一個具體流程裝置對象的檢測、控制與仿真工程項目為例，從工程項目實施執(zhí)行的角度，依據(jù)該裝置的檢測與控制要求，講述了儀表的選用、控制系統(tǒng)方案設(shè)計、DCS系統(tǒng)配置、DCS系統(tǒng)組態(tài)、以及項目的調(diào)試與投運。并針對該對象裝置進行了建模與仿真，做到了虛實結(jié)合。
本書以工程項目實施的工作過程，按工作任務(wù)對內(nèi)容進行分解序化，將知識點融于項目實施的過程中。以加強實踐能力培養(yǎng)為原則，力求還原實際過程控制工程項目實施的真實工作過程。對于對象裝置中沒有涉及而實際工業(yè)生產(chǎn)過程中又經(jīng)常用到的儀表和過程控制系統(tǒng)也做了介紹。
本書所選控制對象裝置的I/O點數(shù)適中，所用DCS為自動化行業(yè)國內(nèi)一流的和利時公司最新HOLLiAS MACS-K系統(tǒng)硬件與MACS V6版本軟件，用于教學(xué)、培訓(xùn)或工程控制技術(shù)人員的學(xué)習(xí)，初學(xué)者比較容易上手。
本書有配套的電子教案，可在化學(xué)工業(yè)出版社的官方網(wǎng)站上免費下載。
本書可作為高等院校自動化及其相關(guān)專業(yè)“教·學(xué)·做”一體化的教科書、教學(xué)參考書或畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)用書，也可作為廣大科技工作者和工程技術(shù)人員的參考用書。
武平麗，黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授/高工，1991.7畢業(yè)于南京化工學(xué)院生產(chǎn)過程自動化專業(yè)，在1991.7至2005.6之間先后在開封東大化工（集團）有限公司計量處、擴建辦、河南省石化系統(tǒng)生產(chǎn)自控工程中心、開封市化工設(shè)計室、開封市化工研究所工作。主要從事化工項目自控專業(yè)設(shè)計、安裝、調(diào)試及維護。主持完成的項目有微機生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、5000噸/年氯乙酸、2萬噸/年離子膜法燒堿、2000噸/年氣相法氯化亞砜、300萬立方米變壓吸附法制純H2等項目。主要完成的可研項目有《2萬噸/年自然循環(huán)法離子膜燒堿可行性研究報告》、《1萬噸/年氯磺酸可行性研究報告》和《1萬噸/年氯乙酸可行性研究報告》等。
2005.6至今，在黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院從事教學(xué)與科研工作。主要教授《電路》、《集散控制系統(tǒng)》、《過程控制與自動化儀表》、《自動化專業(yè)英語》等課程。
發(fā)表的論文有：《電容式物位開關(guān)在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用》、《燒堿密度的在線檢測》、《DCS對樹脂塔的程序控制》、《PH值的在線檢測與控制》、《現(xiàn)場總線技術(shù)在DCS中的應(yīng)用》、《MACS-V在鹽化工中的應(yīng)用》等。
緒論
0.1對象裝置簡介1
0.2過程檢測技術(shù)基礎(chǔ)3
0.2.1檢測儀表的組成與結(jié)構(gòu)形式4
0.2.2檢測儀表的測量誤差4
0.2.3檢測儀表的性能指標5
0.3過程控制技術(shù)基礎(chǔ)6
0.3.1過程控制系統(tǒng)的分類7
0.3.2過程自動檢測系統(tǒng)7
0.3.3過程自動控制系統(tǒng)8
0.3.4控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標10
0.3.5對象特性12
0.4傳遞函數(shù)與方塊圖14
0.4.1傳遞函數(shù)14
0.4.2方塊圖15
第1章儀表的選用
1.1溫度儀表的選用18
1.1.1測溫儀表分類與性能特點18
1.1.2雙金屬溫度計20
1.1.3熱電阻21
1.1.4熱電偶24
1.1.5測溫儀表的選用原則27
1.1.6測溫儀表選型示例28
1.1.7測溫元件及儀表的安裝29
1.2壓力儀表的選用31
1.2.1壓力的概念、單位及表示方法31
1.2.2壓力檢測的主要方法33
1.2.3彈簧管壓力表34
1.2.4智能壓力變送器35
1.2.5現(xiàn)場總線壓力變送器39
1.2.6壓力儀表的選用原則41
1.2.7壓力儀表選型示例43
1.2.8壓力儀表的安裝44
1.3流量儀表的選用47
1.3.1流量檢測概述47
1.3.2流量儀表的分類48
1.3.3差壓流量計48
1.3.4電磁流量計53
1.3.5渦輪流量計56
1.3.6流量儀表選型示例58
1.4物位儀表的選用59
1.4.1物位檢測概述59
1.4.2物位儀表的分類60
1.4.3差壓式液位變送器61
1.4.4浮球式液位計62
1.4.5電容式物位計63
1.4.6超聲波物位計65
1.4.7物位儀表選型示例66
1.4.8物位儀表的安裝68
1.5分析儀表的選用70
1.5.1分析儀表的基本知識70
1.5.2水質(zhì)濁度計71
1.5.3工業(yè)酸度計72
1.5.4工業(yè)電導(dǎo)儀72
1.5.5分析儀表的選型73
1.5.6分析儀表選型示例73
1.6執(zhí)行器的選用74
1.6.1執(zhí)行器基礎(chǔ)知識74
1.6.2氣動調(diào)節(jié)閥76
1.6.3電動調(diào)節(jié)閥76
1.6.4調(diào)節(jié)閥的流量特性77
1.6.5執(zhí)行器的附件79
1.6.6調(diào)節(jié)閥的選擇80
1.6.7調(diào)節(jié)閥選型示例82
1.6.8調(diào)節(jié)閥的安裝和維護83
第2章控制系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1自控工程識圖87
2.1.1自控工程設(shè)計中常用圖形符號87
2.1.2字母代號89
2.1.3儀表位號90
2.1.4控制符號圖表示方法示例91
2.1.5簡單控制系統(tǒng)符號圖識圖92
2.1.6管道及儀表流程圖的識圖92
2.2簡單控制系統(tǒng)設(shè)計93
2.2.1簡單控制系統(tǒng)的組成93
2.2.2系統(tǒng)被控變量與操縱變量的選擇94
2.2.3執(zhí)行器的選擇95
2.2.4控制規(guī)律的選取95
2.2.5水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計96
2.3串級控制系統(tǒng)設(shè)計98
2.3.1串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)98
2.3.2串級控制系統(tǒng)的特點及應(yīng)用范圍99
2.3.3串級控制系統(tǒng)主、副變量的選擇102
2.3.4主、副控制器控制規(guī)律的選擇103
2.3.5主、副控制器正反作用的確定104
2.3.6鍋爐液位與流量串級控制系統(tǒng)設(shè)計105
2.4比值控制系統(tǒng)設(shè)計106
2.4.1比值控制系統(tǒng)概述106
2.4.2常見的比值控制方案106
2.4.3比值控制系統(tǒng)的實施方案108
2.4.4燃料與空氣比值控制系統(tǒng)設(shè)計109
2.5前饋控制系統(tǒng)設(shè)計110
2.5.1前饋控制的基本概念110
2.5.2前饋控制的特點和局限性111
2.5.3前饋控制系統(tǒng)的幾種結(jié)構(gòu)形式112
2.5.4前饋控制系統(tǒng)的選用113
2.5.5前饋控制系統(tǒng)的設(shè)計114
第3章DCS系統(tǒng)配置
3.1DCS系統(tǒng)概述116
3.1.1DCS系統(tǒng)定義116
3.1.2DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能117
3.1.3國內(nèi)常見DCS現(xiàn)狀117
3.1.4和利時一體化過程解決方案118
3.1.5設(shè)備管理系統(tǒng)（HAMS）122
3.2MACS-K系統(tǒng)介紹124
3.2.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成124
3.2.2系統(tǒng)網(wǎng)、控制網(wǎng)節(jié)點功能說明125
3.2.3項目與域126
3.2.4信息安全129
3.2.5MACS-K系統(tǒng)的時鐘同步132
3.3DCS系統(tǒng)硬件配置133
3.3.1硬件配置的冗余技術(shù)與原則133
3.3.2現(xiàn)場控制站組成135
3.3.3現(xiàn)場控制站硬件配置141
3.3.4操作站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置146
3.3.5系統(tǒng)配置總圖155
3.4DCS系統(tǒng)軟件配置156
3.4.1軟件配置的基本要求156
3.4.2系統(tǒng)軟件配置清單156
第4章DCS系統(tǒng)組態(tài)
4.1DCS系統(tǒng)組態(tài)概述158
4.1.1DCS系統(tǒng)組態(tài)的含義158
4.1.2MACS系統(tǒng)軟件組成及安裝159
4.1.3HOLLiAS MACS V6.5系統(tǒng)組態(tài)步驟162
4.1.4組態(tài)輸入文件162
4.1.5系統(tǒng)的硬件配置166
4.2新建工程167
4.2.1設(shè)置工程基本信息167
4.2.2添加操作站168
4.2.3添加控制站168
4.2.4操作站用戶組態(tài)168
4.2.5歷史站組態(tài)168
4.2.6工程備份與恢復(fù)169
4.2.7項目管理170
4.2.8工程管理171
4.3控制站I/O組態(tài)174
4.3.1控制站硬件配置組態(tài)174
4.3.2I/O測點組態(tài)175
4.3.3第三方DP/PA設(shè)備配置177
4.4控制邏輯組態(tài)180
4.4.1POU介紹180
4.4.2CFC語言應(yīng)用與流量積算181
4.4.3CFC語言應(yīng)用與PID控制182
4.4.4CFC語言應(yīng)用與順序控制185
4.4.5PA儀表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換邏輯186
4.4.6工程編譯和下裝188
4.5圖形組態(tài)188
4.5.1圖形組態(tài)概述188
4.5.2添加靜態(tài)圖形190
4.5.3添加動態(tài)圖形190
4.6報警組態(tài)192
4.6.1報警聲音配置192
4.6.2報警發(fā)聲設(shè)置193
4.7報表組態(tài)194
4.7.1報表組態(tài)步驟194
4.7.2報表打印組態(tài)196
第5章建模與仿真
5.1仿真概述198
5.1.1仿真基本概念198
5.1.2模型及建模199
5.1.3仿真的應(yīng)用200
5.2仿真軟件200
5.2.1軟件組成200
5.2.2功能說明201
5.2.3軟件使用204
5.3建模與仿真過程典型應(yīng)用案例209
5.3.1仿真的基本步驟209
5.3.2建立系統(tǒng)模型209
5.4仿真工程實例224
5.4.1二階水箱仿真系統(tǒng)224
5.4.2反應(yīng)釜仿真工程225
第6章調(diào)試與投運
6.1DCS系統(tǒng)調(diào)試227
6.1.1調(diào)試的一般步驟227
6.1.2系統(tǒng)接地230
6.2系統(tǒng)投運234
6.2.1系統(tǒng)投運概述234
6.2.2PID基本原理介紹235
6.2.3PID參數(shù)整定方法236
6.2.4自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量指標240
參考文獻
書單推薦
