本書全面介紹了石油化工、煉油、化工等流程工業(yè)工程設計所涉及的自動控制標準、自動化儀表、自動控制系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)和工程設計導則，突出自動化和信息化集成系統(tǒng)及工程實施。本次修訂對第三版的內(nèi)容進行了較大幅度的增訂和更新，增加了安全儀表系統(tǒng)等新的設計規(guī)范，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、無線儀表系統(tǒng)等計算機控制系統(tǒng)，以及儲運自動化系統(tǒng)設計、液化天然氣自動化系統(tǒng)設計、海上油氣生產(chǎn)自動化系統(tǒng)設計、油氣長輸管線自動化系統(tǒng)設計等，對提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量、保障人身安全、提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約原材料消耗等具有重要的指導意義。
本書是石油化工、煉油、化工、輕工、冶金、紡織、電力等工業(yè)部門從事儀表及自動控制的工程技術(shù)人員必備的參考書。
黃步余，中國石化工程建設有限公司副總工程師，高級工程師，五十多年來一直奮斗在石油化工儀表及過程控制工程設計的一線，作為自控設計負責人或?qū)徍巳藚⑴c了中國石化燕山、齊魯、茂名、上海賽科、天津、鎮(zhèn)海、武漢、惠州等大型100萬噸/年乙烯工程的可研、總體設計、基礎(chǔ)工程設計、詳細工程設計工作。作為中國石化聚丙烯裝置APC應用項目的技術(shù)總負責人，先后實施完成了燕山、揚子、九江、武漢、福建等多套聚丙烯裝置APC項目
第一篇設 計 標 準
第一章國內(nèi)標準1
第一節(jié)概述1
第二節(jié)自動控制工程設計技術(shù)標準體系2
第三節(jié)自動控制工程設計常用中國國家標準明細表3
第四節(jié)自動控制工程設計常用中國行業(yè)標準明細表13
第二章國外標準17
第一節(jié)自動控制工程設計常用國際國外標準化組織名稱17
第二節(jié)常用國外自動控制工程標準明細表17
第三章自動控制專業(yè)設計內(nèi)容32
第一節(jié)工藝包設計32
第二節(jié)總體設計32
第三節(jié)基礎(chǔ)工程設計32
第四節(jié)詳細工程設計35
第二篇工業(yè)自動化儀表及選用
第一章工業(yè)自動化儀表概述37
第二章溫度測量儀表及選用39
第一節(jié)溫度測量儀表概述39
第二節(jié)壓力式溫度計41
第三節(jié)雙金屬溫度計42
第四節(jié)熱電阻45
第五節(jié)熱電偶50
第六節(jié)溫度計套管強度計算及選擇58
第七節(jié)現(xiàn)場溫度變送器70
第八節(jié)溫度測量儀表選用71
第三章流量測量儀表及選用73
第一節(jié)流量測量儀表概述73
第二節(jié)差壓流量計74
第三節(jié)渦街流量計81
第四節(jié)電磁流量計84
第五節(jié)超聲流量計86
第六節(jié)質(zhì)量流量計89
第七節(jié)轉(zhuǎn)子流量計94
第八節(jié)容積式流量計96
第九節(jié)渦輪流量計100
第十節(jié)其他流量儀表102
第十一節(jié)流量儀表的選用108
第四章物位測量儀表及選用114
第一節(jié)物位測量儀表概述114
第二節(jié)直讀式液位計115
第三節(jié)差壓式液位計117
第四節(jié)雷達物位計119
第五節(jié)浮力式液位計125
第六節(jié)電氣式物位計130
第七節(jié)放射性物位計136
第八節(jié)超聲波物位計140
第九節(jié)物位儀表的選用143
第五章壓力測量儀表及選用145
第一節(jié)壓力測量儀表概述145
第二節(jié)壓力表146
第三節(jié)特殊壓力測量儀表150
第四節(jié)壓力儀表的選用159
第六章在線分析儀表及選用161
第一節(jié)在線分析儀表概述161
第二節(jié)樣品處理系統(tǒng)162
第三節(jié)光譜分析儀166
第四節(jié)氣相色譜分析儀176
第五節(jié)質(zhì)譜分析儀180
第六節(jié)氧分析儀184
第七節(jié)微量水和露點分析儀188
第八節(jié)水質(zhì)分析儀195
第九節(jié)油品分析儀204
第十節(jié)可燃和有毒氣體檢測器209
第十一節(jié)煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)214
第十二節(jié)揮發(fā)性有機物監(jiān)測系統(tǒng)216
第十三節(jié)在線分析儀系統(tǒng)集成218
第七章變送器223
第一節(jié)變送器的測量原理223
第二節(jié)變送器的分類和性能指標226
第三節(jié)變送器的特點及應用229
第四節(jié)變送器的選用231
第八章控制閥及選用234
第一節(jié)控制閥的工作原理234
第二節(jié)控制閥的分類234
第三節(jié)控制閥材料及選用255
第四節(jié)控制閥泄漏量的等級分類260
第五節(jié)執(zhí)行機構(gòu)265
第六節(jié)控制閥附件273
第七節(jié)控制閥的性能測試和診斷285
第八節(jié)控制閥選型原則292
第九章泄壓設施的選擇與應用296
第一節(jié)泄壓設施基礎(chǔ)知識296
第二節(jié)設置泄壓設施的場合297
第三節(jié)安全閥的結(jié)構(gòu)形式及分類298
第四節(jié)安全閥的選擇300
第五節(jié)安全閥的定壓、積聚壓力和背壓的確定304
第六節(jié)安全閥的安裝308
第七節(jié)爆破片313
第十章其他儀表322
第一節(jié)速度測量儀表322
第二節(jié)位移檢測儀表326
第三節(jié)振動測量儀表330
第四節(jié)過程控制流變儀（在線熔融指數(shù)儀）335
第十一章機柜（盤）、操作臺、箱340
第一節(jié)機柜（盤）通用要求340
第二節(jié)機柜技術(shù)要求342
第三節(jié)操作臺通用要求351
第四節(jié)接線箱、保溫（護）箱通用要求352
第十二章校驗儀表356
第一節(jié)溫度校驗儀表356
第二節(jié)壓力校驗儀表359
第三節(jié)現(xiàn)場過程校驗儀表361
第四節(jié)實驗室校驗儀表362
第五節(jié)其他校驗儀表363
第三篇自動控制系統(tǒng)的設計
第一章簡單控制系統(tǒng)365
第一節(jié)對象特性及PID參數(shù)整定指標365
第二節(jié)被控變量及操縱變量的選擇367
第三節(jié)滯后對控制系統(tǒng)的影響368
第四節(jié)控制器特性及它對調(diào)節(jié)過程品質(zhì)的影響368
第五節(jié)調(diào)節(jié)閥流量特性及開關(guān)方式、定位器的選用371
第六節(jié)控制器正反作用的選擇379
第七節(jié)一些常見控制系統(tǒng)的分析380
第二章復雜控制系統(tǒng)383
第一節(jié)串級控制系統(tǒng)384
第二節(jié)比值控制系統(tǒng)387
第三節(jié)均勻控制系統(tǒng)393
第四節(jié)分程控制系統(tǒng)395
第五節(jié)采用計算單元的控制系統(tǒng)399
第六節(jié)自動選擇性控制系統(tǒng)411
第七節(jié)前饋控制系統(tǒng)417
第八節(jié)非線性控制系統(tǒng)422
第九節(jié)采樣控制系統(tǒng)426
第十節(jié)模糊控制系統(tǒng)429
第十一節(jié)控制系統(tǒng)的相關(guān)及解耦432
第三章典型生產(chǎn)單元的控制方案444
第一節(jié)流體輸送設備的控制444
第二節(jié)傳熱設備的控制460
第三節(jié)鍋爐設備的控制484
第四節(jié)化學反應器的控制502
第五節(jié)精餾塔的控制527
第四章先進過程控制555
第一節(jié)軟測量技術(shù)555
第二節(jié)推斷控制559
第三節(jié)預測控制561
第四節(jié)自適應控制564
第五節(jié)模糊控制566
第六節(jié)解耦控制568
第七節(jié)先進過程控制應用實施570
第八節(jié)先進過程控制應用舉例574
第四篇數(shù)字控制系統(tǒng)
第一章概述583
第二章分散控制系統(tǒng)586
第一節(jié)ABB Ability System 800xA系統(tǒng)586
第二節(jié)Emerson Delta V系統(tǒng)593
第三節(jié)Foxboro Evo（I/A）系統(tǒng)600
第四節(jié)HollySys MACS系統(tǒng)609
第五節(jié)Honeywell Experion PKS系統(tǒng)618
第六節(jié)Rockwell PlantPAx系統(tǒng)625
第七節(jié)Siemens SIMATIC PCS 7系統(tǒng)633
第八節(jié)SUPCON ECS-700系統(tǒng)641
第九節(jié)Yokogawa CENTUM VP系統(tǒng)648
第三章安全儀表系統(tǒng)656
第一節(jié)ABB 800xA Safety系統(tǒng)656
第二節(jié)Emerson DeltaV SIS系統(tǒng)661
第三節(jié)HIMA安全儀表系統(tǒng)670
第四節(jié)HollySys HiaGuard系統(tǒng)679
第五節(jié)Honeywell SM系統(tǒng)684
第六節(jié)Rockwell Trusted系統(tǒng)690
第七節(jié)Siemens SIMATIC S7 F/FH過程安全系統(tǒng)699
第八節(jié)SUPCON TCS-900系統(tǒng)708
第九節(jié)TRICONEX安全控制系統(tǒng)715
第十節(jié)Yokogawa Prosafe-RS系統(tǒng)726
第四章可編程序控制器734
第一節(jié)HollySys LK PLC 734
第二節(jié)Rockwell ControlLogix PLC739
第三節(jié)Siemens SIMATIC PLC743
第四節(jié)SUPCON G3&G5 PLC749
第五節(jié)ZC系列PLC755
第五章壓縮機控制系統(tǒng)763
第一節(jié)HollySys ITCC-T880系統(tǒng)763
第二節(jié)Rockwell Trusted系統(tǒng)766
第三節(jié)康吉森 TSx Plus系統(tǒng)772
第四節(jié)CCS系統(tǒng)技術(shù)要求778
第五節(jié)機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)780
第六章氣體檢測報警系統(tǒng)787
第一節(jié)火災及氣體檢測系統(tǒng)787
第二節(jié)氣體檢測報警系統(tǒng)791
第三節(jié)氣體報警控制器795
第四節(jié)氣體檢測系統(tǒng)設計797
第七章數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)802
第一節(jié)概述802
第二節(jié)技術(shù)要求805
第三節(jié)網(wǎng)絡架構(gòu)809
第五篇工程設計導則
第一章控制室的設計814
第一節(jié)概述814
第二節(jié)設置模式815
第三節(jié)總圖位置815
第四節(jié)布置和面積816
第五節(jié)建筑和結(jié)構(gòu)821
第六節(jié)采光和照明826
第七節(jié)暖通和空調(diào)827
第八節(jié)健康安全環(huán)保828
第九節(jié)現(xiàn)場機柜室828
第十節(jié)進線和密封方式831
第二章環(huán)境適應性技術(shù)834
第一節(jié)環(huán)境試驗和環(huán)境適應性技術(shù)概論834
第二節(jié)控制工程防爆安全技術(shù)835
第三節(jié)工業(yè)自動化儀表和系統(tǒng)電磁兼容適應性842
第四節(jié)工業(yè)自動化儀表防塵和防水845
第五節(jié)工業(yè)自動化儀表防腐蝕和防侵蝕849
第六節(jié)工業(yè)自動化儀表系統(tǒng)防雷854
第三章儀表供電供氣設計857
第一節(jié)供電設計857
第二節(jié)供氣設計860
第四章儀表及控制系統(tǒng)防雷設計865
第一節(jié)概述865
第二節(jié)儀表防雷工程接地系統(tǒng)867
第三節(jié)控制室儀表系統(tǒng)防雷869
第四節(jié)電涌防護器的類型和參數(shù)869
第五節(jié)現(xiàn)場儀表防雷871
第六節(jié)電纜的屏蔽與接地872
第七節(jié)本質(zhì)安全系統(tǒng)防雷873
第八節(jié)現(xiàn)場總線系統(tǒng)防雷874
第九節(jié)控制室建筑物防雷設計876
第五章調(diào)節(jié)閥計算877
第一節(jié)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算877
第二節(jié)調(diào)節(jié)閥噪聲及其估算932
第三節(jié)調(diào)節(jié)閥不平衡力（力矩）與允許壓差計算972
第六章儀表及控制系統(tǒng)接地設計977
第一節(jié)概述977
第二節(jié)儀表及控制系統(tǒng)接地的抗干擾作用979
第三節(jié)接地系統(tǒng)的設計979
第七章節(jié)流裝置及流量儀表計算985
第一節(jié)通用表985
第二節(jié)流體物性參數(shù)計算式988
第三節(jié)差壓式流量計992
第四節(jié)轉(zhuǎn)子流量計1014
第五節(jié)容積式流量計1016
第六節(jié)渦輪流量計1018
第七節(jié)電磁流量計1019
第八節(jié)渦街流量計1023
第九節(jié)插入式流量計1025
第八章儀表配管配線設計1029
第一節(jié)概述1029
第二節(jié)測量管線的選用及配管要求1029
第三節(jié)電線電纜的選用及配線要求1031
第四節(jié)氣動信號管線的選用及配管要求1037
第五節(jié)電纜電線的敷設方式1038
第六節(jié)光纜的選用及敷設1041
第七節(jié)儀表及管線保溫設計1042
第九章自控工程設計軟件簡介1053
第一節(jié)SPI軟件1053
第二節(jié)世宏軟件（SHS）1077
第十章儲運自動化系統(tǒng)設計1098
第一節(jié)儲罐計量與測量儀表方案1098
第二節(jié)罐區(qū)自動化儀表1106
第三節(jié)罐區(qū)自控工程設計1111
第四節(jié)罐區(qū)安全防護1113
第五節(jié)罐區(qū)自動控制系統(tǒng)1113
第六節(jié)罐區(qū)庫存統(tǒng)計和信息管理1117
第七節(jié)罐區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)1118
第八節(jié)液化烴裝車發(fā)運系統(tǒng)1120
第十一章液化天然氣設施自動化系統(tǒng)設計1129
第一節(jié)液化天然氣設施1129
第二節(jié)LNG接收站工藝簡介1130
第三節(jié)接收站工藝過程控制1132
第四節(jié)接收站工藝過程聯(lián)鎖保護1137
第五節(jié)LNG液化站自動化系統(tǒng)設計1140
第六節(jié)自動控制系統(tǒng)1144
第十二章海上油氣生產(chǎn)設施自動化系統(tǒng)設計1153
第一節(jié)海上油氣生產(chǎn)設施自動化系統(tǒng)1153
第二節(jié)油氣生產(chǎn)控制系統(tǒng)1154
第三節(jié)平臺安全保護系統(tǒng)1163
第四節(jié)儲油及外輸計量系統(tǒng)1170
第五節(jié)平臺輔助系統(tǒng)1173
第六節(jié)平臺自動化系統(tǒng)設計應用1179
第十三章油氣長輸管線自動化系統(tǒng)設計1185
第一節(jié)SCADA系統(tǒng)1185
第二節(jié)輸油管道站場控制方案1185
第三節(jié)輸氣管道站場控制方案1192
第四節(jié)SCADA系統(tǒng)設計1197
第五節(jié)站控系統(tǒng)設計1199
第六節(jié)安全儀表系統(tǒng)設計1200
第七節(jié)計量系統(tǒng)1201
第八節(jié)火氣系統(tǒng)設計1205
第九節(jié)泄漏檢測系統(tǒng)1206
第十節(jié)油氣長輸管線自動化展望1207
第六篇自動化和信息化集成系統(tǒng)及工程實施
第一章集成系統(tǒng)概述1208
第二章工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡基礎(chǔ)知識1213
第一節(jié)工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)概述1213
第二節(jié)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡通信協(xié)議1219
第三節(jié)網(wǎng)絡硬件及選用1223
第四節(jié)網(wǎng)絡互聯(lián)與網(wǎng)絡管理1230
第三章集成系統(tǒng)設計原則1232
第一節(jié)集成系統(tǒng)設計概述1232
第二節(jié)集成系統(tǒng)的總體架構(gòu)1232
第三節(jié)基礎(chǔ)控制層與監(jiān)視控制層1235
第四節(jié)操作管理層1251
第五節(jié)工廠信息層與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)1258
第六節(jié)一體化工程實施與企業(yè)精益管理1262
第四章集成系統(tǒng)網(wǎng)絡安全1266
第一節(jié)集成系統(tǒng)網(wǎng)絡安全概述1266
第二節(jié)網(wǎng)絡安全生命周期管理1267
第三節(jié)集成系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)1269
第四節(jié)網(wǎng)絡隔離及邊界防護1270
第五節(jié)工程實施與應用1276
第五章分散控制系統(tǒng)設計與集成1287
第一節(jié)分散控制系統(tǒng)概述1287
第二節(jié)分散控制系統(tǒng)集成網(wǎng)絡架構(gòu)1288
第三節(jié)分散控制系統(tǒng)的設計1291
第四節(jié)分散控制系統(tǒng)集成化設計1305
第五節(jié)分散控制系統(tǒng)工程實施與應用1317
第六章現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計1324
第一節(jié)現(xiàn)場總線概述1324
第二節(jié)FF現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)要求1325
第三節(jié)FF現(xiàn)場總線系統(tǒng)的工程設計1327
第四節(jié)FF現(xiàn)場總線系統(tǒng)的工程實施與應用1342
第七章安全儀表系統(tǒng)設計與集成1345
第一節(jié)安全生命周期與安全完整性等級1345
第二節(jié)安全儀表系統(tǒng)的設計1350
第三節(jié)安全儀表系統(tǒng)的驗證1363
第四節(jié)安全儀表系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)及系統(tǒng)集成1375
第五節(jié)安全儀表系統(tǒng)的工程實施1381
第八章智能設備管理系統(tǒng)1385
第一節(jié)IDM概述1385
第二節(jié)智能設備集成技術(shù)1385
第三節(jié)智能設備管理系統(tǒng)的構(gòu)成及功能1387
第四節(jié)智能設備管理系統(tǒng)的工程應用1396
第九章操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)1402
第一節(jié)ODS概述1402
第二節(jié)操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能1402
第三節(jié)操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的構(gòu)成1409
第四節(jié)操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用實例1410
第十章先進報警管理系統(tǒng)1419
第一節(jié)報警生命周期管理1419
第二節(jié)先進報警管理系統(tǒng)的構(gòu)成1422
第三節(jié)先進報警管理系統(tǒng)的工程設計1424
第四節(jié)報警歸檔與合理化分析1440
第五節(jié)工程實施與應用1443
第十一章操作員培訓仿真系統(tǒng)1451
第一節(jié)培訓仿真系統(tǒng)概述1451
第二節(jié)操作員培訓仿真系統(tǒng)的構(gòu)成1452
第三節(jié)工藝模型仿真1456
第四節(jié)控制模型仿真1460
第五節(jié)工程實施與應用 1462
第十二章無線儀表系統(tǒng)1471
第一節(jié)工業(yè)無線系統(tǒng)概述1471
第二節(jié)WirelessHART無線儀表系統(tǒng)1473
第三節(jié)ISA 100無線儀表系統(tǒng)1479
第四節(jié)無線儀表系統(tǒng)的工程應用1489
第十三章集成系統(tǒng)工程實施與應用案例1493
第一節(jié)集成系統(tǒng)的工程實施1493
第二節(jié)集成系統(tǒng)的應用案例1498
第十四章企業(yè)管理信息系統(tǒng)1532
第一節(jié)企業(yè)管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)1532
第二節(jié)生產(chǎn)執(zhí)行層設計1534
第三節(jié)經(jīng)營管理層設計1537
第四節(jié)信息技術(shù)基礎(chǔ)設施設計1539
第十五章數(shù)字化工廠和智能工廠1541
第一節(jié)石油化工行業(yè)數(shù)字化與智能化概念1541
第二節(jié)數(shù)字化設計轉(zhuǎn)型與智慧工程1543
第三節(jié)新信息技術(shù)推動石油化工智能工廠建設1548
第四節(jié)人工智能在石油化工行業(yè)的發(fā)展前景1551
附錄1553
附錄一常用計量單位換算1553
附錄二物性數(shù)據(jù)表1557
附錄三工程數(shù)據(jù)1561
附錄四儀表自控常用縮略語1568
附錄五儀表及自動化系統(tǒng)制造廠1572
參考文獻1579
索引1581
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