本書以計算機(jī)類控制工具（DCS、FCS、PLC）為主，講述過程控制工程設(shè)計的整體情況。主要內(nèi)容包括：自控工程設(shè)計任務(wù)與方法步驟、自控方案、信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計、順序控制系統(tǒng)的設(shè)計、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)、自控設(shè)備的選擇、控制室的設(shè)計原則、系統(tǒng)連接、電纜的敷設(shè)與儀表的安裝、儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計、節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥及差壓式液位計的計算、自控設(shè)計中的安全及防護(hù)措施、自控設(shè)計中涉及的其他文件、自控工程的施工、試運(yùn)行及驗收。
本書以工程設(shè)計的問題為主線介紹相關(guān)的設(shè)計內(nèi)容，優(yōu)先介紹國際通用設(shè)計體制工程表達(dá)和設(shè)計文件的繪制（編制），同時介紹了老設(shè)計體制。書中的工程表達(dá)方法以國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，兼顧一些工程界的習(xí)慣表達(dá)。
本書可作為高等院校過程自動化和測控技術(shù)與儀器專業(yè)過程控制工程設(shè)計教材，也可作為過程自動化工程技術(shù)人員的參考用書。
《過程控制工程設(shè)計》前兩版多次重印，深受讀者好評。
前言
自2013年成為華盛頓協(xié)議預(yù)備會員開始，我國工科專業(yè)開始向國際工程教育標(biāo)準(zhǔn)靠攏，并于2016年成為華盛頓協(xié)議正式成員，于是，國內(nèi)高校工科專業(yè)的工程教育變得越來越重要�！哆^程控制工程設(shè)計》一書是自動化專業(yè)工程教育比較成熟的教材之一，自成書以來被許多院校采用。由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工程理念的變化，該書有些內(nèi)容需要重新調(diào)整。特別是自動化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更新之后，一些基本概念發(fā)生了變化，所以編者對該書進(jìn)行重新修訂。
作為自動化與測控專業(yè)的學(xué)生，要有系統(tǒng)理論知識，還要有工程方面的知識，這是其工程素養(yǎng)的重要組成部分。本書的目的就是使學(xué)生建立起過程控制工程設(shè)計的概念，對過程控制工程設(shè)計有一整體的了解。
由于化工自動化標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新到2014年標(biāo)準(zhǔn)，所以本書中的相應(yīng)內(nèi)容需要進(jìn)行更新�？紤]到一些小項目還可能采用常規(guī)儀表作為控制裝置來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，所以化工自動化標(biāo)準(zhǔn)仍然保留了《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》（HG 205061992）,也就是說該標(biāo)準(zhǔn)仍然是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。
與第二版相比，本次修訂依據(jù)HG/T 205052014，重點(diǎn)更新了自控工程圖例符號，增加了儀表保溫基本計算、接地基本原理和基本計算、工程監(jiān)理部分內(nèi)容，提供一些工程項目進(jìn)行中的調(diào)試記錄模板以供參考。
該書為自動化專業(yè)控制工程課程設(shè)計用教材，全書為40課時。
全書共14章，孫洪程修訂緒論、第1章、第4～11章、第13章、第14章；李大字修訂第2章、第3章和第12章，其中第5章內(nèi)容由李大字增補(bǔ)。全書由孫洪程統(tǒng)稿。
由于編者水平有限，書中難免出現(xiàn)不足之處，懇請讀者批評指正。
編者
2019年3月
第一版前言
《過程控制工程設(shè)計》一書是針對自動化專業(yè)、測控技術(shù)及儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置要求而編寫的。
作為自動化與測控專業(yè)的學(xué)生，除了要有堅實理論基礎(chǔ)之外，還必須掌握一些工程方面的知識，才可能成為合格的自動化工程技術(shù)人員。要實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，必須經(jīng)過過程控制工程設(shè)計才能實現(xiàn)，這是一個必不可少的環(huán)節(jié)。本書的目的就是使學(xué)生建立起過程控制工程設(shè)計的概念，對過程控制工程設(shè)計有一整體的了解。
由于早期的過程自動化主要是由儀表作為控制裝置來實現(xiàn)的，所以原化學(xué)工業(yè)部推出的早期標(biāo)準(zhǔn)（例如CD 50A21984）是針對儀表制定的。由于計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是這些技術(shù)在自動化領(lǐng)域的大量應(yīng)用，使得自動化發(fā)生了根本性的變化，原標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不適用了，為此，原化學(xué)工業(yè)部在老設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上又推出了新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，即《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》（HG 205061992），該標(biāo)準(zhǔn)是目前正在使用的標(biāo)準(zhǔn)。近些年來由于改革開放，對外合作工程項目越來越多，需要制定出與國際接軌的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為此，中國于1998年推出了國際通用設(shè)計體制的標(biāo)準(zhǔn)，即化工裝置自控工程設(shè)計規(guī)定（上、下卷）。一般稱國際通用設(shè)計體制為新設(shè)計體制，稱以前的標(biāo)準(zhǔn)為老設(shè)計體制�？紤]到目前設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的狀況，本書中對于這兩種體制都做了介紹。
本書中以工程設(shè)計所涉及的內(nèi)容為線索，分別介紹了相關(guān)的基本概念、原理、計算方法、設(shè)計原則、工程表達(dá)和設(shè)計文件的繪制（編制），工程表達(dá)和設(shè)計文件的繪制（編制）中分別介紹了兩種設(shè)計體制下的內(nèi)容。
該書為自動化專業(yè)控制工程課程設(shè)計用教材，授課時數(shù)為40。
全書共14章，翁唯勤編寫了緒論、第一～第四章，孫洪程編寫了第五～第十四章和前言，全書由孫洪程統(tǒng)稿。本書由北京化工大學(xué)化新教材建設(shè)基金提供贊助，在此表示感謝。
由于編者水平有限，書中難免會出現(xiàn)疏漏，懇切希望使用本書的各方人士提出批評意見，編者將不勝感激。
編者
2000年8月
第二版前言
《過程控制工程設(shè)計》一書成書之后，經(jīng)過多次重印，已經(jīng)被多所院校采用。由于技術(shù)的快速發(fā)展，使得該書有些內(nèi)容需要重新整合，內(nèi)容偏老、偏舊的需要刪除，新內(nèi)容需要添加，有些新的觀念、思路需要替換老的內(nèi)容，所以對該書進(jìn)行修訂。
作為工科學(xué)生，作為自動化與測控專業(yè)的學(xué)生，既要有系統(tǒng)的理論知識，還要有工程方面的知識，這是其工程素養(yǎng)的重要組成部分。本書的目的就是使學(xué)生建立起過程控制工程設(shè)計的概念，對過程控制工程設(shè)計有一個整體的了解。
由于早期的過程自動化主要是由儀表作為控制裝置來實現(xiàn)的，所以原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是針對儀表制定的。隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的控制工具在自動化領(lǐng)域的大量應(yīng)用，使得自動化工程發(fā)生了根本性的變化，為此《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》（HG 205061992）中兼顧了傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)兩個方面，但該標(biāo)準(zhǔn)還是一個過渡性標(biāo)準(zhǔn)。為此，又推出了與國際接軌的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，此即1998年推出的化工裝置自控工程設(shè)計規(guī)定（上、下卷）國際通用設(shè)計體制。一般稱國際通用設(shè)計體制為新設(shè)計體制，稱以前的標(biāo)準(zhǔn)為老設(shè)計體制。修訂后，本書以新體制為主，附帶介紹一些老體制。
該書為自動化專業(yè)控制工程課程設(shè)計用教材，全書的課時數(shù)為40課時。
全書共14章，孫洪程修訂緒論、第一章、第四章、第六章～第十一章、第十三章、第十四章；李大字修訂第二章、第三章和第十二章，增補(bǔ)第五章內(nèi)容；全書由孫洪程統(tǒng)稿。
本書獲得北京化工大學(xué)精品教材立項和北京市高等教育精品教材立項贊助，在此表示感謝。
由于編者水平有限，書中難免會出現(xiàn)疏漏，懇切希望使用本書的各方人士提出批評意見，編者將不勝感激。
編者
2008年10月
孫洪程，北京化工大學(xué)，高工，多年來從事過程自動化專業(yè)科研、教學(xué)等工作，重點(diǎn)在過程自動化工程教育，包括過程控制工程課程本科教學(xué)、控制理論與控制工程方向研究生教學(xué)工作、企業(yè)培訓(xùn)等工作。
緒論1
第1章自控工程設(shè)計的任務(wù)和方法步驟5
1.1自控工程設(shè)計的任務(wù)5
1.1.1工程項目的劃分及參與各方5
1.1.2自控工程設(shè)計工作內(nèi)容與任務(wù)6
1.2自控工程設(shè)計的體制7
1.2.1國際通用設(shè)計體制（HG/T 20636～20639）7
1.2.2過渡設(shè)計體制8
1.3自控工程設(shè)計的階段劃分和設(shè)計內(nèi)容9
1.3.1國際通用設(shè)計體制中的階段劃分和設(shè)計內(nèi)容10
1.3.2老設(shè)計體制中的階段劃分和設(shè)計內(nèi)容16
1.4自控工程設(shè)計的方法和程序17
1.4.1自控工程設(shè)計的方法17
1.4.2自控工程設(shè)計的程序18
1.5自控設(shè)計與其他專業(yè)的協(xié)作關(guān)系23
1.5.1自控專業(yè)與工藝專業(yè)的設(shè)計條件關(guān)系23
1.5.2自控專業(yè)與系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計條件關(guān)系24
1.5.3自控專業(yè)與管道專業(yè)的設(shè)計分工24
1.5.4自控專業(yè)與電氣專業(yè)的設(shè)計分工25
1.5.5自控專業(yè)與電信、機(jī)泵及安全（消防）專業(yè)的設(shè)計分工26
1.6自控專業(yè)工程設(shè)計中常用規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)27
第2章自控方案30
2.1自控方案的確定30
2.1.1可靠性與先進(jìn)性的關(guān)系31
2.1.2自控與工藝、設(shè)備的關(guān)系31
2.1.3技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系31
2.2圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定32
2.2.1儀表回路號與儀表位號32
2.2.2圖形符號46
2.3管道儀表流程圖（P&ID）的繪制57
2.3.1P&ID的主要內(nèi)容57
2.3.2P&ID的設(shè)計過程58
2.3.3P&ID設(shè)計所需資料58
2.3.4P&ID的圖面布置和制圖要求59
2.3.5P&ID的安全分析61
第3章信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計62
3.1信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計原則62
3.2信號報警系統(tǒng)設(shè)計63
3.2.1信號報警系統(tǒng)的組成63
3.2.2信號報警系統(tǒng)的功能及動作67
3.2.3用DCS/PLC實現(xiàn)的信號報警68
3.3安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）的設(shè)計68
3.3.1安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能和要求69
3.3.2安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的附加功能70
3.4信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程表達(dá)72
3.4.1信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯表達(dá)72
3.4.2信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯功能的表達(dá)符號75
第4章順序控制系統(tǒng)的設(shè)計79
4.1順序控制概述79
4.1.1順序控制的概念79
4.1.2順序控制系統(tǒng)分類與組成80
4.2順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計81
4.2.1順序控制系統(tǒng)邏輯功能的表達(dá)81
4.2.2順序控制系統(tǒng)邏輯功能的實現(xiàn)83
第5章計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)84
5.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）84
5.1.1SCADA系統(tǒng)概述84
5.1.2SCADA系統(tǒng)組成85
5.1.3SCADA系統(tǒng)功能85
5.1.4SCADA系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計86
5.2計算機(jī)信息管理系統(tǒng)89
5.2.1ERP系統(tǒng)90
5.2.2MES系統(tǒng)設(shè)計92
5.2.3MIS系統(tǒng)94
5.2.4信息系統(tǒng)工程實施設(shè)計95
第6章自控設(shè)備的選擇99
6.1控制裝置的選擇99
6.1.1控制裝置的類型和特點(diǎn)99
6.1.2控制裝置的選擇101
6.2檢測儀表（元件）、控制閥的選擇108
6.2.1溫度測量儀表的選型109
6.2.2壓力測量儀表的選型112
6.2.3流量測量儀表的選型114
6.2.4物位測量儀表的選型121
6.2.5過程分析儀表的選型123
6.2.6控制閥的選型127
6.3儀表數(shù)據(jù)表131
6.4自控設(shè)備表136
第7章控制室的設(shè)計原則139
7.1概述139
7.2采用DCS系統(tǒng)的控制室設(shè)計139
7.2.1位置選擇139
7.2.2布局和面積141
7.2.3環(huán)境條件143
7.2.4建筑要求144
7.2.5照明及其他145
7.3常規(guī)儀表控制室的設(shè)計146
7.3.1控制室設(shè)計的一般要求146
7.3.2控制室的平面布置147
7.3.3儀表盤的設(shè)計147
第8章系統(tǒng)連接154
8.1系統(tǒng)的整體連接154
8.1.1采用DCS系統(tǒng)的整體連接154
8.1.2采用常規(guī)儀表系統(tǒng)的整體連接161
8.2電纜的連接170
8.2.1電纜表171
8.2.2外部系統(tǒng)連接圖173
8.2.3接線箱接線圖175
8.3控制室內(nèi)電纜連接的表達(dá)176
第9章電纜的敷設(shè)與儀表的安裝178
9.1電纜的敷設(shè)178
9.1.1電纜敷設(shè)所要解決的問題178
9.1.2電纜敷設(shè)圖181
9.2儀表的安裝191
9.2.1控制室儀表的安裝191
9.2.2現(xiàn)場儀表的安裝192
第10章儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計200
10.1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計200
10.1.1儀表供電要求200
10.1.2儀表供電配電設(shè)計203
10.1.3儀表供電系統(tǒng)的工程表達(dá)204
10.1.4工程中自動化與電氣專業(yè)的設(shè)計分界206
10.1.5電器選擇206
10.2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計208
10.2.1儀表供氣系統(tǒng)的要求208
10.2.2儀表供氣系統(tǒng)設(shè)計210
10.2.3儀表供氣系統(tǒng)工程表達(dá)213
第11章節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥與差壓式液位計的計算218
11.1節(jié)流裝置的計算218
11.1.1節(jié)流裝置計算的基本公式及取壓方法218
11.1.2計算中有關(guān)參數(shù)的確定220
11.2調(diào)節(jié)閥流通能力的計算226
11.2.1調(diào)節(jié)閥C值計算公式的推導(dǎo)226
11.2.2調(diào)節(jié)閥C值的計算227
11.2.3流量系數(shù)C的具體計算公式229
11.3差壓式液位計的計算241
第12章自控設(shè)計中的安全及防護(hù)措施244
12.1儀表防爆設(shè)計244
12.1.1防爆設(shè)計的重要性244
12.1.2危險環(huán)境的分類245
12.1.3防爆電氣設(shè)備的類型及標(biāo)志247
12.1.4防爆電氣設(shè)備的選擇250
12.1.5過程控制系統(tǒng)工程中的安全問題252
12.2儀表及管線的保溫問題254
12.2.1保溫設(shè)計的目的254
12.2.2保溫對象254
12.2.3保溫方法255
12.2.4保溫、伴熱計算256
12.2.5設(shè)計中需注意的問題258
12.3表的隔離和吹洗設(shè)計258
12.3.1隔離258
12.3.2吹洗261
12.4儀表接地設(shè)計262
12.4.1接地原理262
12.4.2接地作用和要求263
12.4.3接地系統(tǒng)的設(shè)計原則與方法265
12.4.4接地系統(tǒng)電阻計算267
第13章自控設(shè)計中涉及的其他文件269
13.1電氣設(shè)備材料表269
13.2綜合材料表270
13.3測量管路表271
13.4絕熱伴熱表272
13.5儀表安裝材料表273
第14章自控工程的施工、試運(yùn)行及驗收274
14.1自控工程的施工275
14.1.1工程監(jiān)理過程276
14.1.2施工條件276
14.1.3施工工作內(nèi)容及相互關(guān)系277
14.2自控工程的試運(yùn)行和驗收278
14.2.1儀表調(diào)試、安裝及機(jī)柜就位278
14.2.2施工階段自動化系統(tǒng)調(diào)試288
14.2.3試運(yùn)行階段自動化系統(tǒng)調(diào)試292
14.2.4自控工程的交工驗收297
附錄301
附錄1DCS工程設(shè)計程序301
附錄2DCS技術(shù)規(guī)格書編制大綱303
附錄3PLC技術(shù)規(guī)格書編制大綱313
附錄4SIS、ESD技術(shù)規(guī)格書編制大綱314
參考文獻(xiàn)317
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