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上篇 自动化仪表1

自动化仪表概述2

0.1自动化仪表及其发展概况2

0.2电动单元组合仪表及其控制系统的组成3

0.3仪表的基本技术指标5

复习思考题6

第1章 检测仪表7

1.1温度检测仪表7

测量温度的主要方法7

热电偶8

热电阻10

半导体热敏电阻12

热电偶温度变送器的基本结构12

DDZ—Ⅲ型热电偶温度变送器的实际线路16

1.2压力检测仪表18

弹性式压力测量元件19

力平衡式压力（差压）变送器20

位移式差压（压力）变送器24

固态测压仪表27

1.3流量检测仪表28

节流式流量计28

容积式流量计31

涡轮流量计32

电磁流量计33

漩涡式流量计34

1.4液位检测仪表36

浮力式液位计和静压式液位计36

电容式液位计37

超声波液位计38

1.5成分分析仪表39

热导式气体分析仪39

红外线气体分析仪41

色谱分析仪43

氧化锆氧分析仪46

复习思考题48

第2章 调节器49

2.1调节器的调节规律49

2.2 PID运算电路50

比例积分运算电路51

比例微分运算电路53

PID运算电路55

2.3 PID调节器的阶跃响应和频率特性57

PID调节器的阶跃响应57

PID调节器的频率特性58

2.4 PID调节器的线路实例60

输入电路62

PID运算电路63

输出电路64

手动操作电路及自动—手动切换65

2.5数字控制算法67

基本PID的离散表达式68

采样周期的选择69

变形的PID控制算法70

混合过程PID算法73

字长的考虑74

2.6可编程序调节器74

可编程序调节器的电路75

数字调节器的工作时序79

用户程序结构及数据格式81

运算模块82

控制模块及编程90

程序的写入和调试101

数字调节器的通信103

复习思考题104

第3章 集散控制系统与现场总线控制系统105

3.1集散控制系统的发展及其组成105

集散控制系统的发展105

CENTUM CS3000基本组成110

CENTUM CS3000的现场总线网络113

CENTUM CS3000子系统的一体化功能116

3.2 DCS现场控制站的功能117

反馈控制功能118

顺序控制功能127

3.3 DCS操作站的功能136

3.4现场总线技术142

现场总线技术的发展143

开放系统互连参考模型144

HART通信技术145

基金会现场总线通信技术146

3.5基金会现场总线的用户应用155

用户应用模块155

系统管理166

设备信息文件167

现场总线控制系统的设计169

3.6典型现场总线控制系统举例171

现场总线控制系统System 302的组成171

系统System 302中现场设备与网络的组态175

系统System 302中人机界面的组态177

小结177

复习思考题177

第4章 执行器和防爆栅179

4.1执行器179

气动执行器179

电—气转换器184

阀门定位器185

电动执行器187

4.2防爆栅189

安全火花防爆系统的概念189

安全火花防爆的等级190

防爆栅的基本工作原理191

隔离式防爆栅192

复习思考题196

下篇 过程控制197

第5章 过程控制对象动态特性及其数学模型199

5.1单容对象动态特性及其数学描述200

水槽水位的动态特性200

对象的自衡特性202

5.2多容对象的特性、容量滞后、纯滞后203

双容对象的特性203

纯滞后204

5.3对象特性的实验测定、时域法205

实验测定方法描述205

测定动态特性的时域方法206

5.4 测定动态特性的频域方法209

正弦波方法209

频率特性的相关测试法210

闭路测定法212

5.5测定动态特性的统计方法213

相关分析法识别对象动态特性的原理213

基于M序列信号测定对象的动态特性215

复习思考题227

第6章 单回路调节系统的设计及调节器参数整定方法228

6.1概述228

6.2对象动态特性对调节质量的影响及调节方案的确定230

干扰通道动态特性对调节质量的影响230

调节通道动态特性对调节质量的影响231

调节方案的确定233

6.3调节规律对系统动特性的影响、调节规律的选择235

在干扰作用下双容对象的比例调节235

系统调节性能指标、PI、PD调节作用分析239

调节规律的选择244

6.4调节器参数的实验整定方法245

稳定边界法245

反应曲线法246

衰减曲线法247

三种整定方法的比较248

复习思考题249

第7章 常用过程控制系统250

7.1串级调节系统250

串级调节系统的组成250

串级调节系统的特点和效果分析252

调节器的选型和整定方法254

7.2比值调节系统255

比值调节系统的组成原理256

比值调节系统的整定257

7.3均匀调节系统259

均匀调节系统的组成259

调节器的选型和参数整定260

7.4前馈调节系统262

前馈控制的工作原理263

扰动补偿规律及其局限性264

复合调节系统的特性分析265

复合调节系统参数的选择267

自治调节系统269

自治调节系统解耦装置的综合271

复习思考题273

第8章 复杂过程控制系统274

8.1多变量解耦控制系统274

多变量过程的基本描述274

相对增益与相对增益矩阵275

解耦控制系统的设计278

解耦控制中的一些问题280

8.2推理控制系统281

推理控制的基本原理281

推理—反馈控制系统283

辅助控制量的选择284

控制作用的限幅284

8.3预测控制系统285

预测模型285

参考轨迹287

控制算法288

预测控制的优点及存在问题289

复习思考题291

第9章 自动调节系统在生产过程中的应用举例292

9.1石油加工蒸馏装置的仪表控制系统292

石油加工中的仪表控制系统概要292

蒸馏塔的仪表控制系统292

9.2钢铁工业中加热炉的控制系统298

钢铁生产过程概要298

加热炉的燃烧控制299

燃烧控制的串级比值调节系统301

交叉限幅并联副回路的串级调节302

9.3锅炉的自动调节系统305

汽包水位的调节306

燃烧过程的调节309

锅炉控制系统举例311

复习思考题313

参考文献314