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第1章 过程控制基础1

1.1过程控制的发展1

1.1.1过程控制装置与系统的发展1

1.1.2过程控制策略与算法的发展3

1.2过程控制的特点与难点3

1.3过程工业综合自动化5

1.3.1总体结构5

1.3.2工业控制网络6

1.3.3集散控制系统概述9

1.3.4过程控制系统PCS7简述17

1.3.5 PCS7与PLC的区别与联系22

1.4典型过程控制应用案例——火电厂23

1.4.1火电厂工艺介绍24

1.4.2火电厂自动控制系统25

1.4.3高级多功能过程控制实训系统SM PT-1000介绍28

第2章 过程仪表30

2.1检测仪表30

2.1.1温度测量31

2.1.2压力测量35

2.1.3流量测量40

2.1.4物位测量51

2.1.5过程分析仪器58

2.1.6新型测量仪表简介69

2.2执行器70

2.2.1执行器分类70

2.2.2控制阀选型71

2.2.3控制阀附件76

2.3本质安全型防爆设备78

2.3.1本安型防爆仪表的特征78

2.3.2安全栅78

2.4控制系统的信号流向81

第3章 液位控制系统设计与实施83

3.1液位对象特点83

3.2允许液位波动的控制方案83

3.2.1液位单回路控制系统结构83

3.2.2液位单回路控制系统设计85

3.2.3使用比例控制器的液位单回路控制88

3.3要求液位稳定的控制方案95

3.3.1使用比例-积分控制器的液位单回路控制95

3.3.2液位前馈-反馈控制96

3.4要求精确控制液位的方案102

3.4.1液位串级控制103

3.4.2液位前馈-串级控制108

第4章 流量控制系统设计与实施112

4.1流量对象特点112

4.2流量单回路控制系统设计与实施112

4.2.1控制系统设计113

4.2.2控制系统实施113

4.3流量比值控制系统设计与实施116

4.3.1比值控制系统116

4.3.2比值控制系统组态119

4.3.3比值控制系统投运和控制器参数整定123

4.3.4比值控制系统设计的相关问题125

第5章 压力控制系统设计与实施127

5.1压力对象特点127

5.2容器压力单回路控制系统127

5.3管道压力单回路控制系统130

5.4管道压力串级控制系统132

5.4.1控制系统设计132

5.4.2控制系统实施133

5.5管道压力选择控制系统135

5.5.1选择控制系统136

5.5.2选择控制系统设计与实施137

第6章 温度控制系统设计与实施140

6.1温度对象特点140

6.2使用比例积分微分控制器的温度单回路控制140

6.2.1控制系统设计与实施140

6.2.2比例积分微分控制器参数整定141

6.2.3控制器参数的工程整定方法143

6.3准确控制温度的串级控制系统145

6.4温度大滞后对象的前馈-反馈控制148

6.5增加温度可调节范围的分程控制151

6.5.1分程控制系统151

6.5.2分程控制系统设计与实施153

6.6大滞后系统的模型预测控制156

6.6.1模型预测控制基本原理156

6.6.2模型预测控制基本算法157

6.6.3模型预测控制系统组态与投运157

第7章 组分控制系统设计与实施163

7.1组分对象特点163

7.2烟气含氧量单回路控制系统163

7.3软测量技术及其应用165

7.3.1软测量技术166

7.3.2建立蒸发器出口浓度软测量模型167

第8章 顺序控制与批量控制171

8.1顺序控制171

8.1.1顺序控制系统171

8.1.2顺序功能图172

8.1.3 PLC中顺序控制系统的设计174

8.1.4 DCS中顺序控制系统的设计175

8.1.5 DCS中顺序控制系统的实施177

8.2批量控制185

8.2.1基本模型和关键技术185

8.2.2 DCS批量控制系统实现187

第9章 锅炉控制工程设计与实施192

9.1锅炉控制工程设计内容192

9.2控制系统设计193

9.2.1对象特性分析193

9.2.2确定控制方案193

9.2.3控制系统选型194

9.3工程项目组态196

9.3.1硬件组态和网络组态196

9.3.2控制方案组态197

9.3.3监控环境组态202

9.4系统调试203

第10章 饼干供料控制改造项目设计与实施206

10.1控制需求分析206

10.1.1系统规模206

10.1.2硬件配置207

10.1.3软件配置208

10.1.4控制功能209

10.2控制系统设计209

10.2.1系统网络设计209

10.2.2控制系统规模选择210

10.2.3系统总体方案211

10.3工程项目组态212

10.3.1硬件组态和网络组态212

10.3.2控制回路组态213

10.3.3监控环境组态213

10.4项目实施与系统调试217

10.4.1项目实施218

10.4.2系统调试219

附录A 典型工艺过程简介222

A.1 SMPT-1000锅炉及蒸发器生产工艺222

A.1.1 SMPT-1000锅炉生产工艺222

A.1.2 SMPT-1000蒸发器生产工艺225

A.2饼干供料生产工艺226

附录B 案例-知识点映射表231

附录C PCS7快速入门233

C.1创建项目233

C.2硬件组态与网络组态236

C.2.1 AS硬件组态236

C.2.2 OS硬件组态242

C.2.3网络组态243

C.2.4编译与下载246

C.3连续功能图（CFC）247

C.3.1 CFC图表编辑器247

C.3.2单回路控制系统组态示例248

C.4顺序功能图（SFC）258

C.4.1 SFC图表编辑器258

C.4.2 SFC的基本操作258

C.5 OS编译266

C.5.1组态前的准备工作266

C.5.2编译OS数据268

C.6 WinCC快速使用269

C.6.1 WinCC项目管理器269

C.6.2创建过程画面271

C.6.3监控画面组态示例277

C.7运行OS281

C.7.1 OS过程模式281

C.7.2单回路控制系统投运与参数整定283

参考文献286