緒論 1
一、化工自動化的意義及目的 1
二、化工自動化的發(fā)展概況 1
三、化工儀表及自動化系統(tǒng)的分類 2


第一篇 化工檢測儀表
第一章 檢測儀表基本知識 5
一、測量過程與測量誤差 5
二、檢測儀表的品質(zhì)指標(biāo) 6
三、檢測儀表的分類 8
四、現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展 9
例題分析 10
習(xí)題與思考題 12

第二章 壓力檢測 13
第一節(jié) 壓力單位及測壓儀表 13
第二節(jié) 彈性式壓力計(jì) 14
一、彈性元件 14
二、彈簧管壓力表 15
第三節(jié) 電氣式壓力計(jì) 16
一、應(yīng)變片式壓力傳感器 17
二、壓阻式壓力傳感器 18
三、電容式壓力傳感器 18
第四節(jié) 智能式變送器 19
一、智能變送器的特點(diǎn) 19
二、智能變送器的結(jié)構(gòu)原理 19
三、HART475手持通信器 21
第五節(jié) 壓力計(jì)的選用及安裝 21
一、壓力計(jì)的選用 22
二、壓力計(jì)的安裝 23
第六節(jié) 壓力測量儀表的維修 24
一、彈簧管壓力表的故障判斷及處理 24
二、壓力變送器的故障判斷及處理 24
例題分析 26
習(xí)題與思考題 27
附錄 常用彈簧管壓力表型號與規(guī)格 28

第三章 流量檢測 29
第一節(jié) 概述 29
一、流量和總量 29
二、流量測量儀表 29
第二節(jié) 差壓式流量計(jì) 31
一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 31
二、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 32
三、差壓變送器 33
四、差壓式流量計(jì)的測量誤差 34
第三節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 37
一、工作原理 37
二、電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì) 38
三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正 39
第四節(jié) 漩渦流量計(jì) 41
第五節(jié) 質(zhì)量流量計(jì) 42
一、直接式質(zhì)量流量計(jì) 43
二、間接式質(zhì)量流量計(jì) 43
第六節(jié) 其他流量計(jì) 44
一、靶式流量計(jì) 44
二、橢圓齒輪流量計(jì) 45
三、渦輪流量計(jì) 46
四、電磁流量計(jì) 47
第七節(jié) 流量測量儀表的選型 48
第八節(jié) 流量測量儀表的維修 50
一、流量測量儀表故障檢查方法 50
二、差壓式流量計(jì)的故障檢查及處理 50
例題分析 52
習(xí)題與思考題 53

第四章 物位檢測 54
第一節(jié) 概述 54
一、物位檢測的意義 54
二、物位檢測儀表的主要類型 54
第二節(jié) 差壓式液位計(jì) 55
一、工作原理 55
二、零點(diǎn)遷移問題 56
三、用法蘭式差壓變送器測量液位 57
第三節(jié) 其他物位計(jì) 58
一、電容式物位計(jì) 58
二、核輻射物位計(jì) 59
三、雷達(dá)式液位計(jì) 60
四、稱重式液罐計(jì)量儀 61
五、光纖式液位計(jì) 62
第四節(jié) 物位測量儀表的選型 65
第五節(jié) 液位測量儀表的維修 66
一、液位測量儀表的故障檢查方法 66
二、差壓式液位計(jì)常見故障及處理 67
三、雷達(dá)式液位計(jì)常見故障及處理 67
例題分析 67
習(xí)題與思考題 70

第五章 溫度檢測 71
第一節(jié) 概述 71
一、測溫儀表的分類 71
二、溫度檢測的基本原理 71
第二節(jié) 熱電偶溫度計(jì) 73
一、熱電偶 73
二、補(bǔ)償導(dǎo)線與冷端溫度補(bǔ)償 78
第三節(jié) 熱電阻溫度計(jì) 81
一、測溫原理 81
二、常用熱電阻 81
第四節(jié) 光纖溫度傳感器 82
第五節(jié) 溫度變送器 84
一、一體化溫度變送器 84
二、智能式溫度變送器 84
第六節(jié) 溫度測量儀表的選用及安裝 85
一、溫度測量儀表的選用 85
二、測溫元件的安裝 86
第七節(jié) 溫度測量儀表的維修 87
一、溫度測量儀表的故障檢查方法 87
二、熱電偶常見故障及處理方法 87
三、熱電阻常見故障及處理方法 88
例題分析 89
習(xí)題與思考題 91
附錄一 鉑銠10-鉑熱電偶分度表 91
附錄二 鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表 91
附錄三 鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表 92
附錄四 鉑電阻分度表 92
附錄五 銅電阻分度表 92

第六章 顯示儀表 93
第一節(jié) 數(shù)字式顯示儀表 93
一、數(shù)字式顯示儀表的類型 93
二、數(shù)字式顯示儀表的主要技術(shù)指標(biāo) 94
三、數(shù)字式顯示儀表的結(jié)構(gòu)組成 94
第二節(jié) 新型顯示儀表 95
一、無紙記錄儀 96
二、虛擬顯示儀表 97
例題分析 97
習(xí)題與思考題 97


第二篇 化工自動化基礎(chǔ)
第七章 自動控制系統(tǒng)概述 98
第一節(jié) 自動控制系統(tǒng)的組成 98
第二節(jié) 自動控制系統(tǒng)的方塊圖 99
一、信號和變量 99
二、自動控制系統(tǒng)方塊圖 100
三、反饋 101
四、自動控制系統(tǒng)的分類 102
第三節(jié) 過渡過程和品質(zhì)指標(biāo) 103
一、控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài) 103
二、控制系統(tǒng)的過渡過程 104
三、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 105
四、影響控制品質(zhì)的主要因素 108
第四節(jié) 工藝管道及控制流程圖 108
一、圖形符號 109
二、字母代號 110
三、儀表位號 111
例題分析 111
習(xí)題與思考題 112

第八章 對象特性和建模 114
第一節(jié) 數(shù)學(xué)模型及描述方法 114
一、被控對象數(shù)學(xué)模型 114
二、數(shù)學(xué)模型的主要形式 115
第二節(jié) 機(jī)理建模 116
一、一階對象 116
二、積分對象 118
三、時(shí)滯對象 118
第三節(jié) 描述對象特性的參數(shù) 119
一、放大系數(shù)K 120
二、時(shí)間常數(shù)T 121
三、滯后時(shí)間τ 123
第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)建模 125
一、階躍反應(yīng)曲線法 125
二、矩形脈沖法 126
例題分析 127
習(xí)題與思考題 127

第九章 基本控制規(guī)律 128
第一節(jié) 位式控制 128
一、雙位控制 128
二、具有中間區(qū)的雙位控制 129
第二節(jié) 比例控制 130
一、比例控制規(guī)律及其特點(diǎn) 130
二、比例度及其對控制過程的影響 131
第三節(jié) 積分控制 133
一、積分控制規(guī)律及其特點(diǎn) 134
二、比例積分控制規(guī)律與積分時(shí)間 135
三、積分時(shí)間對系統(tǒng)過渡過程的影響 136
第四節(jié) 微分控制 137
一、微分控制規(guī)律及其特點(diǎn) 137
二、實(shí)際的微分控制規(guī)律及微分時(shí)間 137
三、比例微分控制系統(tǒng)的過渡過程 139
四、比例積分微分控制 140
例題分析 140
習(xí)題與思考題 142

第十章 控制器 143
第一節(jié) 控制器概述 143
第二節(jié) 數(shù)字式控制器 143
一、數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn) 143
二、數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成 144
三、KMM 型可編程序調(diào)節(jié)器 145
四、C3000數(shù)字控制器 146
例題分析 150
習(xí)題與思考題 150

第十一章 執(zhí)行器 151
第一節(jié) 氣動執(zhí)行器 151
一、氣動執(zhí)行器的組成與分類 151
二、控制閥的流量特性 154
三、控制閥的選擇 158
四、氣動執(zhí)行器的安裝和維護(hù) 160
第二節(jié) 閥門定位器與電-氣轉(zhuǎn)換器 160
一、電-氣閥門定位器 160
二、智能式閥門定位器 161
三、電-氣轉(zhuǎn)換器 162
第三節(jié) 電動執(zhí)行器 162
一、概述 163
二、角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 163
三、直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 163
第四節(jié) 數(shù)字閥與智能控制閥 163
一、數(shù)字閥 163
二、智能控制閥 164
第五節(jié) 氣動執(zhí)行器與閥門定位器的維修 164
一、執(zhí)行器的故障檢查方法 164
二、氣動執(zhí)行器的常見故障檢查及處理 165
三、閥門定位器的故障檢查及處理 166
例題分析 166
習(xí)題與思考題 167

第十二章 簡單控制系統(tǒng) 168
第一節(jié) 概述 168
第二節(jié) 被控變量的選擇 169
第三節(jié) 操縱變量的選擇 171
第四節(jié) 控制器控制規(guī)律的選擇及參數(shù)整定 172
一、控制規(guī)律的選擇 172
二、控制器參數(shù)的工程整定 173
第五節(jié) 控制系統(tǒng)的投運(yùn)及操作中的常見問題 176
一、控制系統(tǒng)的投運(yùn) 176
二、控制系統(tǒng)操作中的常見問題 179
例題分析 182
習(xí)題與思考題 183

第十三章 復(fù)雜控制系統(tǒng) 185
第一節(jié) 串級控制系統(tǒng) 185
一、串級控制系統(tǒng)概述 185
二、串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 187
三、主、副控制器控制規(guī)律的選擇 190
四、主、副控制器正反作用的選擇 190
五、控制器參數(shù)整定與系統(tǒng)投運(yùn) 191
第二節(jié) 其他復(fù)雜控制系統(tǒng) 192
一、均勻控制系統(tǒng) 192
二、比值控制系統(tǒng) 194
三、前饋控制系統(tǒng) 196
四、選擇性控制系統(tǒng) 197
五、分程控制系統(tǒng) 199
六、多沖量控制系統(tǒng) 200
例題分析 201
習(xí)題與思考題 203

第十四章 高級控制系統(tǒng) 204
第一節(jié) 自適應(yīng)控制系統(tǒng) 204
一、參考模型自適應(yīng)控制系統(tǒng) 204
二、具有被控對象數(shù)學(xué)模型在線辨識的自適應(yīng)控制系統(tǒng) 205
第二節(jié) 預(yù)測控制系統(tǒng) 206
一、預(yù)測控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 206
二、預(yù)測控制的特點(diǎn)及應(yīng)用 207
第三節(jié) 智能控制系統(tǒng) 207
第四節(jié) 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制 209
第五節(jié) 模糊控制系統(tǒng) 210
第六節(jié) 最優(yōu)控制系統(tǒng) 211
習(xí)題與思考題 213

第十五章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 214
第一節(jié) 概述 214
一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 214
二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 215
三、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類 215
第二節(jié) 集散控制系統(tǒng)概述 218
一、集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成 218
二、集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 219
第三節(jié) CENTUM-CS集散控制系統(tǒng) 219
一、CENTUM-CS系統(tǒng)的構(gòu)成 220
二、基本操作方法 220
三、顯示畫面及操作 221
第四節(jié) JX-300XP集散控制系統(tǒng) 223
一、JX-300XP系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 223
二、現(xiàn)場控制站認(rèn)識與安裝 224
三、操作站認(rèn)識與安裝 226
四、通信網(wǎng)絡(luò)及安裝 226
五、機(jī)柜內(nèi)安裝 227
六、系統(tǒng)軟件及系統(tǒng)組態(tài) 227
第五節(jié) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 229
一、 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的產(chǎn)生和特征 229
二、現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)化 230
三、幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù) 230
第六節(jié) 安全儀表系統(tǒng) 232
一、安全儀表系統(tǒng)的基本概念 232
二、安全儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 233
三、安全儀表系統(tǒng)集成設(shè)計(jì) 233
四、安全儀表系統(tǒng)中傳感器設(shè)計(jì)原則 234
例題分析 235
習(xí)題與思考題 236

第十六章 可編程控制器 237
第一節(jié) 概述 237
一、可編程控制器的基本組成 237
二、可編程控制器的編程語言 239
三、可編程控制器的分類 240
第二節(jié) OMRON C系列PLC 241
一、簡介 242
二、OMRON PLC指令 242
第三節(jié) SIEMENS S7-200 245
一、S7-200系列的基本構(gòu)成 246
二、 S7-200指令應(yīng)用 247
三、編程軟件STEP7-Micro/WIN 249
第四節(jié) 應(yīng)用示例 250
一、水箱液位控制 250
二、變量越限報(bào)警控制 251
三、送料小車自動控制 253
習(xí)題與思考題 257

第十七章 典型化工單元的控制方案 258
第一節(jié) 流體輸送設(shè)備的自動控制 258
一、離心泵的自動控制方案 258
二、往復(fù)泵的自動控制方案 260
三、壓縮機(jī)的自動控制方案 261
第二節(jié) 傳熱設(shè)備的自動控制 262
一、兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案 263
二、載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制 265
三、冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制 267
第三節(jié) 精餾塔的自動控制 268
一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求 268
二、精餾塔的控制方案 269
第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)器的自動控制 272
一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求 272
二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制 273
三、固定床反應(yīng)器的自動控制 273
四、流化床反應(yīng)器的自動控制 275
第五節(jié) 生化過程的控制 276
一、常用生化過程控制 276
二、青霉素發(fā)酵過程控制 278
三、啤酒發(fā)酵過程控制 278
例題分析 279
習(xí)題與思考題 281


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本書配套文檔資源對照表 283

參考文獻(xiàn) 284