化工儀錶及自動化

本書為滿足應用型本科院校的教學要求，全面系統地介紹了化工過程式控制制系統的基本概念、過程檢測與控制儀錶、控制系統的設計方法等基礎知識，並配有典型的應用實例。

全書共分八章。內容包括：緒論、過程參數的檢測方法與儀錶、過程式控制制儀錶與裝置、簡單控制系統、複雜控制系統、過程計算機控制系統、典型生產過程式控制制和過程式控制制系統工程設計。

本書可作為應用型本科院校石油、化工、製藥、冶金、輕工、機械、生物、環境等專業儀錶及自動控制課程的教材，也可作為高職高專院校相關專業同類課程的教材，還可供工程技術人員參考。

本書是在基本保持第三版的體系結構基礎上，對其內容進行除舊添新、適當修改而成的，除介紹工業生產過程中自動控制系統方面的基本知識外，還分別介紹了構成自動控制系統的被控對象、檢測元件與感測器、自動控制儀錶、顯示儀錶及執行器等。在簡單、複雜控制系統的基礎上，還介紹了新型控制系統與計算機控制系統，最後結合生產過程介紹了典型化工單元操作的控制方案。

本書適用於高等學校化學工程與工藝專業，也適用於其他一些類型(例如石油、醫藥、輕工、食品、林業、冶金、煤礦、生物、環境……)高校相關專業，還可供從事連續生產過程的工藝技術人員參考。

《化工儀錶及自動化(化工類專業適用)(第4版)》是在基本保持第三版的體系結構基礎上，對其內容進行除舊添新，適當修改而成的。《化工儀錶及自動化(化工類專業適用)(第4版)》內容分為兩篇。第一篇是化工檢測儀錶，講述檢測儀錶的基本知識，重點介紹工業生產過程中的壓力、流量、物位、溫度的檢測原理及相應的儀錶結構選用，並介紹了工廠中常用的顯示儀錶。第二篇是化工自動化基礎，除介紹工業生產過程中的自動控制系統方面的知識，還分別介紹了構成自動控制系統的被控對象、控制儀錶及裝置，在簡單、複雜控制系統的基礎上，介紹了高級控制系統與計算機控制系統，最後結合生產過程介紹了典型化工單元操作的控制方案。

《化工儀錶及自動化(化工類專業適用)(第4版)》可作為高等職業技術學院、大專和成人繼續教育的化工類專業相關課程的教材，也可作為化工、煉油、冶金、輕工、林業等院校及有關企業、單位的職工教育學校、函大、夜大等的教材，並可供廣大化工行業中的工藝技術人員參考。

緒論

第一章自動控制系統基本概念

第一節化工自動化的主要內容

第二節自動控制系統的基本組成及方塊圖

第三節自動控制系統的分類

第四節自動控制系統的過渡過程和品質指標

一、控制系統的靜態與動態

二、控制系統的過渡過程

三、控制系統的品質指標

四、影響控制系統過渡過程品質的主要因素

第五節工藝管道及控制流程圖

一、圖形符號

二、字母代號

三、儀錶位號

習題與思考題

第二章過程特性及其數學模型

第一節化工過程的特點及其描述方法

第二節對象數學模型的建立

一、建模目的

二、機理建模

三、實驗建模

第三節描述對象特性的參數

一、放大係數K

二、時間常數T

三、滯后時間τ

習題與思考題

第三章檢測儀錶與感測器

第一節概述

一、測量過程與測量誤差

二、儀錶的性能指標

三、工業儀錶的分類

第二節壓力檢測及儀錶

一、壓力單位及測壓儀錶

二、彈性式壓力計

三、電氣式壓力計

四、智能型壓力變送器

五、壓力計的選用及安裝

第三節流量檢測及儀錶

一、概述

二、差壓式流量計

三、轉子流量計

四、橢圓齒輪流量計

五、渦輪流量計

六、電磁流量計

七、漩渦流量計

八、質量流量計

第四節物位檢測及儀錶

一、概述

二、差壓式液位變送器

三、電容式物位感測器

四、核輻射物位計

五、稱重式液罐計量儀

第五節溫度檢測及儀錶

一、溫度檢測方法

二、熱電偶溫度計

三、熱電阻溫度計

四、電動溫度變送器

五、一體化溫度變送器

六、智能式溫度變送器

七、測溫元件的安裝

第六節現代檢測技術與感測器的發展

一、軟測量技術的發展

二、現代感測器技術的發展

習題與思考題

附錄一常用壓力表規格及型號

附錄二鉑銠10-鉑熱電偶分度表

附錄三鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表

附錄四鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表

附錄五鉑電阻分度表

附錄六銅電阻(Cu50)分度表

附錄七銅電阻(Cu100)分度表

第四章顯示儀錶

第一節模擬式顯示儀錶

一、自動電子電位差計

二、自動電子平衡電橋

第二節數字式顯示儀錶

一、數字式顯示儀錶的特點及分類

二、數字式顯示儀錶的基本組成

第三節新型顯示儀錶

一、無筆、無紙記錄儀

二、虛擬顯示儀錶

習題與思考題

第五章自動控制儀錶

第一節概述

第二節基本控制規律及其對系統過渡過程的影響

一、雙位控制

二、比例控制

三、積分控制

四、微分控制

第三節模擬式控制器

一、基本構成原理及部件

二、DDZ�Ⅲ型電動控制器

第四節數字式控制器

一、數字式控制器的主要特點

二、數字式控制器的基本構成

三、KMM型可編程序調節器

第五節可編程序控制器

一、概述

二、可編程序控制器的基本組成

三、可編程序控制器的編程語言

四、OMRON C系列PLC

五、應用示例

習題與思考題

第六章執行器

第一節氣動執行器

一、氣動執行器的結構與分類

二、控制閥的流量特性

三、控制閥的選擇

四、氣動執行器的安裝和維護

第二節電動執行器

第三節電-氣轉換器及電-氣閥門定位器

一、電-氣轉換器

二、電-氣閥門定位器

第四節數字閥與智能控制閥

一、數字閥

二、智能控制閥

習題與思考題

第七章簡單控制系統

第一節簡單控制系統的結構與組成

第二節簡單控制系統的設計

一、被控變數的選擇

二、操縱變數的選擇

三、測量元件特性的影響

四、控制器控制規律的選擇

第三節控制器參數的工程整定

一、臨界比例度法

二、衰減曲線法

三、經驗湊試法

習題與思考題

第八章複雜控制系統

第一節串級控制系統

一、概述

二、串級控制系統的工作過程

三、串級控制系統的特點

四、串級控制系統中副迴路的確定

五、主、副控制器控制規律及正、反作用的選擇

六、控制器參數的工程整定

第二節均勻控制系統

一、均勻控制的目的

二、均勻控制方案

第三節比值控制系統

一、概述

二、比值控制系統的類型

第四節前饋控制系統

一、前饋控制系統及其特點

二、前饋控制的主要形式

三、前饋控制的應用場合

第五節選擇性控制系統

一、基本概念

二、選擇性控制系統的類型

三、積分飽和及其防止

第六節分程式控制制系統

一、概述

二、分程式控制制的應用場合

三、分程式控制制中的幾個問題

第七節多衝量控制系統

習題與思考題

第九章新型控制系統

第一節自適應控制系統

一、變增益自適應控制

二、模型參考自適應控制系統

三、直接優化目標函數的自適應控制系統

四、自校正控制系統

第二節預測控制

一、預測控制的基本結構

二、預測控制的特點及應用

第三節其他新型控制系統

一、智能控制

二、專家控制系統

三、模糊控制系統

四、神經元網路控制

五、故障檢測與故障診斷

六、解耦控制系統

七、推斷控制系統

八、魯棒控制

習題與思考題

第十章計算機控制系統

第一節概述

一、計算機控制系統的組成

二、計算機控制系統的特點

三、計算機控制系統的發展過程

第二節集散控制系統

一、集散控制系統的特點

二、集散控制系統的基本構成

三、CENTUM�CS集散控制系統

第三節現場匯流排控制系統

一、現場匯流排控制系統的特點

二、現場匯流排國際標準化

三、主要的現場匯流排系統簡介

習題與思考題

第十一章典型化工單元的控制方案

第一節流體輸送設備的控制方案

一、離心泵的控制方案

二、往複泵的控制方案

三、壓氣機的控制方案

四、離心式壓縮機的防喘振控制

第二節傳熱設備的自動控制

一、兩側均無相變化的換熱器控制方案

二、載熱體進行冷凝的加熱器自動控制

三、冷卻劑進行汽化的冷卻器自動控制

第三節精餾塔的自動控制

一、工藝要求

二、精餾塔的干擾因素

三、精餾塔的控制方案

第四節化學反應器的自動控制

一、化學反應器的控制要求

二、釜式反應器的溫度自動控制

三、固定床反應器的自動控制

四、流化床反應器的自動控制

第五節生化過程的控制

一、常用生化過程式控制制

二、青霉素發酵過程式控制制

三、啤酒發酵過程式控制制

習題與思考題

參考文獻