緒論1
第一章自動控制系統(tǒng)基本概念3
第一節(jié)化工自動化的主要內(nèi)容3
第二節(jié)自動控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式4
一、自動控制系統(tǒng)的基本組成4
二、自動控制系統(tǒng)的表示形式5
第三節(jié)自動控制系統(tǒng)的分類10
第四節(jié)自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標11
一、控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)11
二、控制系統(tǒng)的過渡過程11
三、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標13
四、影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素15
習(xí)題與思考題16

第二章過程特性及其數(shù)學(xué)模型18
第一節(jié)化工過程的特點及其描述方法18
第二節(jié)對象數(shù)學(xué)模型的建立20
一、建模目的20
二、機理建模20
三、實驗建模24
第三節(jié)描述對象特性的參數(shù)26
一、放大系數(shù)K26
二、時間常數(shù)T27
三、滯后時間τ29
習(xí)題與思考題32

第三章檢測儀表與傳感器34
第一節(jié)概述34
一、測量過程與測量誤差34
二、儀表的性能指標34
三、工業(yè)儀表的分類37
第二節(jié)壓力檢測及儀表38
一、壓力單位及測壓儀表38
二、彈性式壓力計39
三、電氣式壓力計41
四、智能型壓力變送器44
五、壓力計的選用及安裝46
第三節(jié)流量檢測及儀表48
一、概述48
二、差壓式流量計49
三、轉(zhuǎn)子流量計54
四、橢圓齒輪流量計59
五、電磁流量計60
六、漩渦流量計61
七、質(zhì)量流量計62
八、流量測量儀表的選型63
第四節(jié)物位檢測及儀表65
一、概述65
二、差壓式液位變送器67
三、電容式物位傳感器69
四、核輻射物位計70
五、光纖式液位計71
六、稱重式液罐計量儀73
七、物位測量儀表的選型75
第五節(jié)溫度檢測及儀表76
一、溫度檢測方法76
二、熱電偶溫度計79
三、熱電阻溫度計86
四、光纖溫度傳感器87
五、電動溫度變送器89
六、一體化溫度變送器90
七、智能式溫度變送器91
八、測溫儀表的選用及安裝92
第六節(jié)現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展94
一、軟測量技術(shù)的發(fā)展94
二、現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展95
第七節(jié)顯示儀表97
一、數(shù)字式顯示儀表98
二、無筆、無紙記錄儀99
三、虛擬顯示儀表100
第八節(jié)安全儀表系統(tǒng)101
一、安全儀表系統(tǒng)的基本概念101
二、安全儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)102
三、安全儀表系統(tǒng)集成設(shè)計102
四、安全儀表系統(tǒng)中傳感器設(shè)計原則103
習(xí)題與思考題104
附錄一常用壓力表規(guī)格及型號107
附錄二鉑銠10-鉑熱電偶分度表107
附錄三鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表110
附錄四鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表111
附錄五鉑電阻分度表113
附錄六銅電阻(Cu50)分度表114
附錄七銅電阻(Cu100)分度表115

第四章自動控制儀表116
第一節(jié)概述116
第二節(jié)基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響116
一、雙位控制117
二、比例控制118
三、積分控制121
四、微分控制122
第三節(jié)數(shù)字式控制器123
一、數(shù)字式控制器的主要特點123
二、數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成124
三、KMM型可編程序調(diào)節(jié)器126
第四節(jié)可編程序控制器127
一、概述127
二、可編程序控制器的基本組成129
三、可編程序控制器的編程語言131
四、OMRON C系列PLC132
五、應(yīng)用示例136
習(xí)題與思考題140

第五章執(zhí)行器141
第一節(jié)氣動執(zhí)行器141
一、氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與分類141
二、控制閥的流量特性144
三、控制閥的選擇147
四、氣動執(zhí)行器的安裝和維護149
第二節(jié)電動執(zhí)行器149
第三節(jié)電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器150
一、電-氣轉(zhuǎn)換器150
二、電-氣閥門定位器151
第四節(jié)數(shù)字閥與智能控制閥151
一、數(shù)字閥151
二、智能控制閥152
習(xí)題與思考題152

第六章簡單控制系統(tǒng)154
第一節(jié)簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成154
第二節(jié)簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計155
一、被控變量的選擇155
二、操縱變量的選擇157
三、測量元件特性的影響159
四、控制器控制規(guī)律的選擇161
五、簡單控制系統(tǒng)設(shè)計實例164
第三節(jié)控制器參數(shù)的工程整定165
一、臨界比例度法166
二、衰減曲線法166
三、經(jīng)驗湊試法167
習(xí)題與思考題169

第七章復(fù)雜控制系統(tǒng)171
第一節(jié)串級控制系統(tǒng)171
一、概述171
二、串級控制系統(tǒng)的工作過程173
三、串級控制系統(tǒng)的特點175
四、串級控制系統(tǒng)中副回路的確定175
五、主、副控制器控制規(guī)律及正、反作用的選擇178
第二節(jié)均勻控制系統(tǒng)180
一、均勻控制的目的180
二、均勻控制方案181
第三節(jié)比值控制系統(tǒng)182
一、概述182
二、比值控制系統(tǒng)的類型182
三、比值控制系統(tǒng)的幾個問題185
第四節(jié)前饋控制系統(tǒng)186
一、前饋控制系統(tǒng)及其特點186
二、前饋控制的主要形式188
三、前饋控制的應(yīng)用場合190
第五節(jié)選擇性控制系統(tǒng)190
一、基本概念190
二、選擇性控制系統(tǒng)的類型191
三、積分飽和及其防止195
第六節(jié)分程控制系統(tǒng)196
一、概述196
二、分程控制的應(yīng)用場合197
三、分程控制中的幾個問題199
習(xí)題與思考題199

第八章新型控制系統(tǒng)201
第一節(jié)自適應(yīng)控制系統(tǒng)201
一、變增益自適應(yīng)控制201
二、模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)202
三、直接優(yōu)化目標函數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)202
四、自校正控制系統(tǒng)202
第二節(jié)預(yù)測控制203
一、預(yù)測控制的基本結(jié)構(gòu)203
二、預(yù)測控制的特點及應(yīng)用204
第三節(jié)其他新型控制系統(tǒng)205
一、智能控制205
二、專家控制系統(tǒng)206
三、模糊控制系統(tǒng)208
四、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制208
五、故障檢測與故障診斷210
六、解耦控制系統(tǒng)212
七、魯棒控制214
習(xí)題與思考題214

第九章計算機控制系統(tǒng)215
第一節(jié)概述215
一、計算機控制系統(tǒng)的組成215
二、計算機控制系統(tǒng)的特點216
三、計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程216
第二節(jié)集散控制系統(tǒng)218
一、集散控制系統(tǒng)的特點218
二、集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成219
三、JX-300XP集散控制系統(tǒng)219
第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)224
一、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點224
二、現(xiàn)場總線國際標準化226
三、主要的現(xiàn)場總線系統(tǒng)簡介226
第四節(jié)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)227
一、概述228
二、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分類229
習(xí)題與思考題231

第十章典型化工單元的控制方案232
第一節(jié)流體輸送設(shè)備的控制方案232
一、離心泵的控制方案232
二、往復(fù)泵的控制方案233
三、壓縮機的控制方案234
四、離心式壓縮機的防喘振控制235
第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制237
一、一般傳熱設(shè)備的控制237
二、鍋爐設(shè)備的自動控制241
第三節(jié)精餾塔的自動控制246
一、工藝要求246
二、精餾塔的干擾因素247
三、精餾塔的控制方案248
第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制251
一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求251
二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制252
三、固定床反應(yīng)器的自動控制253
四、流化床反應(yīng)器的自動控制254
第五節(jié)生化過程的控制255
一、常用生化過程控制255
二、青霉素發(fā)酵過程控制257
三、啤酒發(fā)酵過程控制257
習(xí)題與思考題258

參考文獻260