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過程控制系統(tǒng)【本科教材】 版權信息
- ISBN：9787111250425
- 條形碼：9787111250425 ; 978-7-111-25042-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
過程控制系統(tǒng)【本科教材】 內容簡介
《過程控制系統(tǒng)/江蘇省高等學校精品教材建設立項項目·21世紀高等院校電氣信息類系列教材》詳細討論了過程控制系統(tǒng)的結構、原理、特點、系統(tǒng)分析和應用，并與實際工程應用相結合。在內容安排上，既強調了過程建模、參數(shù)測量與變送、簡單和先進控制策略等基礎知識，又增加了過程計算機控制軟硬件及網絡控制等新技術內容。考慮到行業(yè)需求，書中加入了涉及系統(tǒng)安全性的防爆知識。 讓讀者從應用的角度，理解過程控制問題的本質，掌握分析和設計過程控制系統(tǒng)的方法。 《過程控制系統(tǒng)/江蘇省高等學校精品教材建設立項項目·21世紀高等院校電氣信息類系列教材》可作為高等院校自動化及相近專業(yè)本科生教材，也可供煤炭、冶金、電力、化工等部門從事過程控制工作的工程技術人員參考。
過程控制系統(tǒng)【本科教材】 目錄
第1章 緒論
1.1 典型過程控制問題
1.1.1 連續(xù)過程
1.1.2 間歇過程
1.2 過程控制性能要求
1.2.1 時域控制性能指標
1.2.2 積分控制性能指標
1.3 過程控制系統(tǒng)組成
1.4 過程控制系統(tǒng)發(fā)展概況
1.4.1 過程控制系統(tǒng)體系結構的發(fā)展
1.4.2 過程控制檢測儀表和執(zhí)行機構的發(fā)展
1.4.3 過程控制策略的發(fā)展
1.5 過程控制系統(tǒng)的分類
1.6 本章小結
1.7 習題
第2章 被控過程特性及其數(shù)學模型
2.1 被控過程的特性
2.2 被控過程的數(shù)學模型
2.2.1 被控過程數(shù)學模型的類型
2.2.2 過程建模的基本方法
2.3 解析法建立過程的數(shù)學模型
2.3.1 解析法建模的一般步驟
2.3.2 單容過程的建模
2.3.3 多容過程的建模
2.4 實驗辨識法建立過程的數(shù)學模型
2.4.1 實驗辨識法建模的基本步驟與方法
2.4.2 響應曲線法辨識過程的模型
2.4.3 *小二乘法辨識過程的模型
2.5 本章小結
2.6 習題
第3章 過程參數(shù)檢測與變送儀表
3.1 概述
3.2 檢測儀表的工作特性
3.3 測量誤差
3.3.1 測量誤差的基本概念
3.3.2 檢測儀表的性能指標
3.4 溫度檢測與變送
3.4.1 溫度檢測方法
3.4.2 熱電偶
3.4.3 熱電阻
3.4.4 溫度變送器
3.4.5 溫度檢測儀表的選型
3.5 壓力檢測與變送
3.5.1 壓力的概念及其檢測
3.5.2 彈性式壓力檢測儀表
3.5.3 電氣式壓力檢測儀表
3.5.4 壓力變送器
3.5.5 壓力檢測儀表的選用
3.6 流量檢測與變送
3.6.1 流量的概念及其檢測
3.6.2 典型流量檢測儀表
3.7 物位檢測與變送
3.7.1 物位檢測的基本方法
3.7.2 常用物位檢測儀表
3.8 智能檢測儀表
3.8.1 智能流量積算儀
3.8.2 智能溫度變送器
3.9 煤礦常用檢測儀表
3.10 本章小結
3.11 習題
第4章 執(zhí)行器
4.1 執(zhí)行器的工作原理與分類
4.2 電動執(zhí)行機構
4.2.1 工作原理
4.2.2 伺服放大器
4.2.3 執(zhí)行機構
4.3 氣動執(zhí)行機構
4.4 調節(jié)機構
4.4.1 調節(jié)閥的結構
4.4.2 調節(jié)閥特性
4.5 電－氣轉換器
4.6 閥門定位器
4.7 執(zhí)行器的選擇
4.8 本章小結
4.9 習題
第5章 儀表本安防爆技術
5.1 防爆基礎理論
5.1.1 爆炸性物質分類
5.1.2 危險場所防爆技術
5.2 本質安全防爆技術
5.3 安全柵
5.3.1 安全柵的基本形式
5.3.2 輸入式安全柵
5.3.3 輸出式安全柵
5.4 本安防爆系統(tǒng)設計要求
5.4.1 本安防爆系統(tǒng)設計的一般要求
5.4.2 現(xiàn)場總線本安防爆技術
5.5 本章小結
5.6 習題
第6章 PID控制器設計及參數(shù)整定
6.1 PID控制原理
6.1.1 比例（P）控制算法
6.1.2 比例積分（PI）控制算法
6.1.3 比例微分（PD）控制算法
6.1.4 PID控制算法
6.1.5 比例－積分－微分控制算法的選擇
6.2 PID控制參數(shù)的整定方法
6.2.1 PID參數(shù)整定的一般原則
6.2.2 臨界比例度法
6.2.3 衰減曲線法
6.2.4 反應曲線法
6.2.5 三種常用工程整定方法的比較
6.2.6 PID參數(shù)的自整定
6.3 DDZ－Ⅲ型PID控制器
6.3.1 輸入電路
6.3.2 比例微分電路
6.3.3 比例積分電路
6.3.4 輸出電路
6.3.5 控制器的傳遞函數(shù)
6.3.6 手動操作電路及自動－手動切換
6.3.7 指示電路
6.4 本章小結
6.5 習題
第7章 復雜過程控制系統(tǒng)
7.1 串級控制系統(tǒng)
7.1.1 串級控制的基本原理
7.1.2 串級控制系統(tǒng)的特點與分析
7.1.3 串級控制系統(tǒng)的設計
7.1.4 串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定
7.1.5 串級控制系統(tǒng)的應用范圍
7.2 前饋控制系統(tǒng)
7.2.1 前饋控制的基本原理
7.2.2 前饋控制的特點及局限性
7.2.3 前饋控制系統(tǒng)的主要結構形式
7.2.4 前饋控制系統(tǒng)的選用原則及應用
7.3 大滯后過程控制系統(tǒng)
7.3.1 大滯后對控制品質的影響
7.3.2 史密斯預估補償控制
7.3.3 改進型史密斯預估補償控制
7.3.4 內模控制
7.4 比值控制系統(tǒng)
7.4.1 比值控制的常見類型
7.4.2 比值控制系統(tǒng)的設計
7.5 選擇性控制系統(tǒng)
7.5.1 選擇性控制的常見類型
7.5.2 選擇性控制系統(tǒng)的設計
7.6 分程控制系統(tǒng)
7.6.1 分程控制系統(tǒng)的基本原理
7.6.2 分程控制系統(tǒng)的設計
7.6.3 分程控制系統(tǒng)的應用
7.7 本章小結
7.8 習題
第8章 先進過程控制系統(tǒng)
8.1 預測控制
8.1.1 預測控制的基本原理
8.1.2 預測模型
8.1.3 參考軌跡
8.1.4 控制算法
8.2 自適應控制
8.2.1 自適應控制的基本原理
8.2.2 自校正控制系統(tǒng)
8.2.3 模型參考自適應控制系統(tǒng)
8.3 統(tǒng)計過程控制
8.3.1 統(tǒng)計過程控制的基本原理
8.3.2 質量控制圖
8.3.3 其他統(tǒng)計過程控制技術
8.4 控制系統(tǒng)故障診斷和容錯控制
8.4.1 故障檢測和診斷的基本概念
8.4.2 故障檢測和診斷的主要方法
8.4.3 容錯控制
8.5 軟測量和推理控制系統(tǒng)
8.5.1 軟測量技術
8.5.2 推理控制系統(tǒng)
8.6 本章小結
8.7 習題
第9章 計算機過程控制系統(tǒng)
9.1 計算機過程控制系統(tǒng)
9.1.1 計算機過程控制系統(tǒng)結構
9.1.2 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)轉換
9.1.3 控制系統(tǒng)軟件體系
9.1.4 數(shù)字PID控制算法
9.2 集散控制系統(tǒng)
9.2.1 集散控制系統(tǒng)組成
9.2.2 集散控制系統(tǒng)的遞階結構
9.2.3 集散控制系統(tǒng)的通信網絡
9.2.4 集散控制系統(tǒng)的設計
9.3 現(xiàn)場總線控制技術
9.3.1 現(xiàn)場總線簡介
9.3.2 常見現(xiàn)場總線
9.3.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
9.4 工業(yè)以太網控制系統(tǒng)
9.4.1 工業(yè)以太網技術
9.4.2 工業(yè)以太網與現(xiàn)場總線
9.4.3 基于網絡的控制系統(tǒng)
9.5 本章小結
9.6 習題
第10章 過程控制系統(tǒng)設計及應用實例
10.1 過程控制系統(tǒng)設計概述
10.1.1 過程控制系統(tǒng)設計的一般要求
10.1.2 過程控制系統(tǒng)設計的基本方法與開發(fā)步驟
10.1.3 控制方案的確定
10.1.4 系統(tǒng)的工程設計
10.2 干燥過程的控制系統(tǒng)設計
10.2.1 干燥過程的工藝要求
10.2.2 控制方案設計
10.3 電廠燃煤鍋爐控制
10.3.1 電廠生產過程及控制要求
10.3.2 鍋爐鍋筒水位控制
10.3.3 鍋爐燃燒過程控制
10.3.4 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)
10.3.5 機爐協(xié)調控制
10.4 選煤過程控制
10.4.1 選煤生產過程及控制要求
10.4.2 跳汰機自動控制系統(tǒng)
10.4.3 重介質選煤監(jiān)測與控制系統(tǒng)
10.4.4 真空過濾機液位控制系統(tǒng)
10.5 本章小結
10.6 習題
附錄
附錄A 儀表分度表
A.1 鉑銠10-鉑熱電偶分度表
A.2 鎳鉻－鎳硅（鎳鋁）熱電偶分度表
A.3 鉑銠30-鉑銠6熱電偶分度表
A.4 工業(yè)鉑熱電阻分度表
A.5 工業(yè)銅熱電阻分度表
附錄B 常用監(jiān)控軟件介紹
B.1 iFIX組態(tài)軟件
B.2 InTouch組態(tài)軟件
B.3 組態(tài)王軟件
參考文獻
1.1 典型過程控制問題
1.1.1 連續(xù)過程
1.1.2 間歇過程
1.2 過程控制性能要求
1.2.1 時域控制性能指標
1.2.2 積分控制性能指標
1.3 過程控制系統(tǒng)組成
1.4 過程控制系統(tǒng)發(fā)展概況
1.4.1 過程控制系統(tǒng)體系結構的發(fā)展
1.4.2 過程控制檢測儀表和執(zhí)行機構的發(fā)展
1.4.3 過程控制策略的發(fā)展
1.5 過程控制系統(tǒng)的分類
1.6 本章小結
1.7 習題
第2章 被控過程特性及其數(shù)學模型
2.1 被控過程的特性
2.2 被控過程的數(shù)學模型
2.2.1 被控過程數(shù)學模型的類型
2.2.2 過程建模的基本方法
2.3 解析法建立過程的數(shù)學模型
2.3.1 解析法建模的一般步驟
2.3.2 單容過程的建模
2.3.3 多容過程的建模
2.4 實驗辨識法建立過程的數(shù)學模型
2.4.1 實驗辨識法建模的基本步驟與方法
2.4.2 響應曲線法辨識過程的模型
2.4.3 *小二乘法辨識過程的模型
2.5 本章小結
2.6 習題
第3章 過程參數(shù)檢測與變送儀表
3.1 概述
3.2 檢測儀表的工作特性
3.3 測量誤差
3.3.1 測量誤差的基本概念
3.3.2 檢測儀表的性能指標
3.4 溫度檢測與變送
3.4.1 溫度檢測方法
3.4.2 熱電偶
3.4.3 熱電阻
3.4.4 溫度變送器
3.4.5 溫度檢測儀表的選型
3.5 壓力檢測與變送
3.5.1 壓力的概念及其檢測
3.5.2 彈性式壓力檢測儀表
3.5.3 電氣式壓力檢測儀表
3.5.4 壓力變送器
3.5.5 壓力檢測儀表的選用
3.6 流量檢測與變送
3.6.1 流量的概念及其檢測
3.6.2 典型流量檢測儀表
3.7 物位檢測與變送
3.7.1 物位檢測的基本方法
3.7.2 常用物位檢測儀表
3.8 智能檢測儀表
3.8.1 智能流量積算儀
3.8.2 智能溫度變送器
3.9 煤礦常用檢測儀表
3.10 本章小結
3.11 習題
第4章 執(zhí)行器
4.1 執(zhí)行器的工作原理與分類
4.2 電動執(zhí)行機構
4.2.1 工作原理
4.2.2 伺服放大器
4.2.3 執(zhí)行機構
4.3 氣動執(zhí)行機構
4.4 調節(jié)機構
4.4.1 調節(jié)閥的結構
4.4.2 調節(jié)閥特性
4.5 電－氣轉換器
4.6 閥門定位器
4.7 執(zhí)行器的選擇
4.8 本章小結
4.9 習題
第5章 儀表本安防爆技術
5.1 防爆基礎理論
5.1.1 爆炸性物質分類
5.1.2 危險場所防爆技術
5.2 本質安全防爆技術
5.3 安全柵
5.3.1 安全柵的基本形式
5.3.2 輸入式安全柵
5.3.3 輸出式安全柵
5.4 本安防爆系統(tǒng)設計要求
5.4.1 本安防爆系統(tǒng)設計的一般要求
5.4.2 現(xiàn)場總線本安防爆技術
5.5 本章小結
5.6 習題
第6章 PID控制器設計及參數(shù)整定
6.1 PID控制原理
6.1.1 比例（P）控制算法
6.1.2 比例積分（PI）控制算法
6.1.3 比例微分（PD）控制算法
6.1.4 PID控制算法
6.1.5 比例－積分－微分控制算法的選擇
6.2 PID控制參數(shù)的整定方法
6.2.1 PID參數(shù)整定的一般原則
6.2.2 臨界比例度法
6.2.3 衰減曲線法
6.2.4 反應曲線法
6.2.5 三種常用工程整定方法的比較
6.2.6 PID參數(shù)的自整定
6.3 DDZ－Ⅲ型PID控制器
6.3.1 輸入電路
6.3.2 比例微分電路
6.3.3 比例積分電路
6.3.4 輸出電路
6.3.5 控制器的傳遞函數(shù)
6.3.6 手動操作電路及自動－手動切換
6.3.7 指示電路
6.4 本章小結
6.5 習題
第7章 復雜過程控制系統(tǒng)
7.1 串級控制系統(tǒng)
7.1.1 串級控制的基本原理
7.1.2 串級控制系統(tǒng)的特點與分析
7.1.3 串級控制系統(tǒng)的設計
7.1.4 串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定
7.1.5 串級控制系統(tǒng)的應用范圍
7.2 前饋控制系統(tǒng)
7.2.1 前饋控制的基本原理
7.2.2 前饋控制的特點及局限性
7.2.3 前饋控制系統(tǒng)的主要結構形式
7.2.4 前饋控制系統(tǒng)的選用原則及應用
7.3 大滯后過程控制系統(tǒng)
7.3.1 大滯后對控制品質的影響
7.3.2 史密斯預估補償控制
7.3.3 改進型史密斯預估補償控制
7.3.4 內模控制
7.4 比值控制系統(tǒng)
7.4.1 比值控制的常見類型
7.4.2 比值控制系統(tǒng)的設計
7.5 選擇性控制系統(tǒng)
7.5.1 選擇性控制的常見類型
7.5.2 選擇性控制系統(tǒng)的設計
7.6 分程控制系統(tǒng)
7.6.1 分程控制系統(tǒng)的基本原理
7.6.2 分程控制系統(tǒng)的設計
7.6.3 分程控制系統(tǒng)的應用
7.7 本章小結
7.8 習題
第8章 先進過程控制系統(tǒng)
8.1 預測控制
8.1.1 預測控制的基本原理
8.1.2 預測模型
8.1.3 參考軌跡
8.1.4 控制算法
8.2 自適應控制
8.2.1 自適應控制的基本原理
8.2.2 自校正控制系統(tǒng)
8.2.3 模型參考自適應控制系統(tǒng)
8.3 統(tǒng)計過程控制
8.3.1 統(tǒng)計過程控制的基本原理
8.3.2 質量控制圖
8.3.3 其他統(tǒng)計過程控制技術
8.4 控制系統(tǒng)故障診斷和容錯控制
8.4.1 故障檢測和診斷的基本概念
8.4.2 故障檢測和診斷的主要方法
8.4.3 容錯控制
8.5 軟測量和推理控制系統(tǒng)
8.5.1 軟測量技術
8.5.2 推理控制系統(tǒng)
8.6 本章小結
8.7 習題
第9章 計算機過程控制系統(tǒng)
9.1 計算機過程控制系統(tǒng)
9.1.1 計算機過程控制系統(tǒng)結構
9.1.2 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)轉換
9.1.3 控制系統(tǒng)軟件體系
9.1.4 數(shù)字PID控制算法
9.2 集散控制系統(tǒng)
9.2.1 集散控制系統(tǒng)組成
9.2.2 集散控制系統(tǒng)的遞階結構
9.2.3 集散控制系統(tǒng)的通信網絡
9.2.4 集散控制系統(tǒng)的設計
9.3 現(xiàn)場總線控制技術
9.3.1 現(xiàn)場總線簡介
9.3.2 常見現(xiàn)場總線
9.3.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
9.4 工業(yè)以太網控制系統(tǒng)
9.4.1 工業(yè)以太網技術
9.4.2 工業(yè)以太網與現(xiàn)場總線
9.4.3 基于網絡的控制系統(tǒng)
9.5 本章小結
9.6 習題
第10章 過程控制系統(tǒng)設計及應用實例
10.1 過程控制系統(tǒng)設計概述
10.1.1 過程控制系統(tǒng)設計的一般要求
10.1.2 過程控制系統(tǒng)設計的基本方法與開發(fā)步驟
10.1.3 控制方案的確定
10.1.4 系統(tǒng)的工程設計
10.2 干燥過程的控制系統(tǒng)設計
10.2.1 干燥過程的工藝要求
10.2.2 控制方案設計
10.3 電廠燃煤鍋爐控制
10.3.1 電廠生產過程及控制要求
10.3.2 鍋爐鍋筒水位控制
10.3.3 鍋爐燃燒過程控制
10.3.4 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)
10.3.5 機爐協(xié)調控制
10.4 選煤過程控制
10.4.1 選煤生產過程及控制要求
10.4.2 跳汰機自動控制系統(tǒng)
10.4.3 重介質選煤監(jiān)測與控制系統(tǒng)
10.4.4 真空過濾機液位控制系統(tǒng)
10.5 本章小結
10.6 習題
附錄
附錄A 儀表分度表
A.1 鉑銠10-鉑熱電偶分度表
A.2 鎳鉻－鎳硅（鎳鋁）熱電偶分度表
A.3 鉑銠30-鉑銠6熱電偶分度表
A.4 工業(yè)鉑熱電阻分度表
A.5 工業(yè)銅熱電阻分度表
附錄B 常用監(jiān)控軟件介紹
B.1 iFIX組態(tài)軟件
B.2 InTouch組態(tài)軟件
B.3 組態(tài)王軟件
參考文獻
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過程控制系統(tǒng)【本科教材】 節(jié)選
2．流量檢測的主要方法 由于流量檢測條件的多樣性和復雜性，所以流量檢測手段多樣，種類繁多，目前還沒有統(tǒng)一的分類方法。按照檢測量的不同，可分為體積流量檢測和質量流量檢測；按照測量原理，又有容積式、速度式、節(jié)流式和電磁式等。 （1）體積流量檢測法 該法包含容積法和速度法兩類。 容積法：是在單位時間內以標準固定體積對流動介質連續(xù)不斷地進行測量，以排出流體固定容積數(shù)來計算流量。基于這種檢測方法的流量檢測儀表主要有：橢圓齒輪流量計、旋轉活塞式流量計、刮板式流量計等。容積法受流體狀態(tài)影響較小，適用于測量高粘度流體，測量精度高。 速度法：先測量管道內流體的平均流速，再乘以管道截面積求得流體的體積流量。基于該檢測方法的流量檢測儀表主要有：差壓式流量計、轉子式流量計、電磁式流量計、渦輪式流量計、靶式流量計、超聲波流量計等。 （2）質量流量檢測法 該法包含直接法和問接法兩類。 直接法：由測量儀表直接測量質量流量。其優(yōu)點在于精度不受流體的溫度、壓力、密度等變化的影響。目前已有的包括角動式流量計、量熱式流量計、科里奧力式流量計等。 間接法：用測得的體積流量乘以流體的密度自動計算得到質量流量。當流體密度隨流體的溫度、壓力等變化時，計算繁瑣，存在累計誤差，測量精度受限。 3．6．2 典型流量檢測儀表 下面著重闡述幾種工業(yè)上常用的流量檢測儀表。 1．差壓式流量計 差壓式流量計結構簡單、運行可靠、可以與差壓變送器直接配合，適用于多種介質流量檢測，因此，在工業(yè)過程中應用廣泛。該類流量檢測儀表基于伯努利方程和連續(xù)性原理：在流通管道上安裝節(jié)流元件，當流體通過節(jié)流元件時會產生流速變化，進而在節(jié)流元件前后產生壓力差，通過差壓測量即可求得被測流量。 節(jié)流元件使通過的流體流束收縮、流速加快、靜壓力降低，從而在其前后形成壓力差。 ……
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