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第0章 概述1

第1章 过程控制系统3

1.1单回路反馈控制系统3

1.1.1单回路控制系统结构组成3

1.1.2被控变量的选择3

1.1.3操作变量的选择原则4

1.1.4控制阀的选择4

1.2复杂调节系统7

1.2.1串级调节系统7

1.2.2比值控制系统9

1.2.3均匀控制系统12

1.2.4分程控制系统15

1.2.5前馈控制系统16

1.2.6施密斯（Smith）预估控制系统19

1.2.7解耦控制系统21

第2章 过程控制系统实验装置24

2.1过程控制系统实验装置介绍24

2.2被控对象柜设备概述25

2.3控制台设备概述27

2.4组态王软件及应用29

2.4.1组态王软件概述29

2.4.2应用案例30

2.5PLC编程软件46

2.5.1S7-300/400用户程序的模块化结构46

2.5.2STEP7的安装与图标说明49

2.5.3创建项目53

2.5.4在OB1中创建程序56

2.5.5创建一个具有功能块和数据块的程序57

2.5.6对功能块FC的编程61

2.5.7对共享数据块的编程63

2.5.8使用多重背景编程63

第3章 过程控制系统仪表认知与实验69

3.1调节器的认知和使用69

3.2变频器的认知和使用70

3.3水泵的工作原理及特性认识实验72

3.4电磁流量计的工作原理认识和校验实验73

3.5差压变送器的工作原理认识和校验实验75

3.6热电阻的工作原理认识和校验实验77

3.7电动调节阀的工作原理认识和校验实验79

3.8涡轮流量计的工作原理认识和校验实验80

3.9传感器的零点和迁移实验82

第4章 基于调节器控制的过程控制实验85

4.1对象特性测试85

4.1.1测试对象特性的方法85

4.1.2一阶液位特性测试系统实验87

4.1.3二阶液位特性测试系统实验88

4.1.4温度对象特性测试系统实验90

4.1.5调节阀流量特性测试系统实验92

4.2单闭环控制系统93

4.2.1单闭环控制系统中的调节器整定方法93

4.2.2压力单闭环控制系统实验96

4.2.3温度单闭环控制系统实验98

4.2.4液位单闭环控制系统实验100

4.2.5流量单闭环控制系统实验103

4.2.6双容液位控制系统实验105

4.3串级控制系统107

4.3.1串级控制系统的设计与整定107

4.3.2液位和流量串级控制系统实验109

4.3.3上、中水箱液位串级控制系统实验112

4.4比值控制系统115

4.4.1比值控制设计115

4.4.2流量比值控制系统实验115

4.5前馈控制系统117

4.5.1前馈控制系统的原理117

4.5.2前馈—反馈控制系统实验118

第5章 基于计算机控制的过程控制实验122

5.1对象特性测试122

5.1.1一阶液位特性测试系统实验122

5.1.2二阶液位特性测试系统实验124

5.1.3温度对象特性测试系统实验125

5.1.4调节阀流量特性测试系统实验127

5.2单闭环过程控制系统128

5.2.1压力单闭环控制系统实验128

5.2.2液位单闭环控制系统实验130

5.2.3流量单闭环控制系统实验132

5.3复杂过程控制系统134

5.3.1液位和流量串级控制系统实验134

5.3.2上、中水箱液位串级控制系统实验137

5.3.3流量比值控制系统实验139

5.3.4前馈—反馈控制系统实验141

5.3.5施密斯控制系统实验144

5.3.6解耦控制系统实验146

第6章 基于FCS控制的过程控制实验148

6.1软件组态及硬件系统的组成与认知实验148

6.1.1现场总线控制系统的组成与认识实验148

6.1.2下位机软件中的硬件组态和程序编写148

6.1.3上位机软件中的通信建立和界面组态149

6.2对象特性测试150

6.2.1上水箱液位特性测试系统实验150

6.2.2下水箱液位特性测试系统实验151

6.2.3二阶液位特性测试系统实验153

6.2.4温度对象特性测试系统实验154

6.3单闭环控制系统155

6.3.1压力单闭环控制系统实验155

6.3.2温度单闭环控制系统实验157

6.3.3液位单闭环控制系统实验159

6.3.4流量单闭环控制系统实验161

6.3.5二阶液位控制系统实验162

6.4串级控制系统164

6.4.1串级控制系统实验原理及其方法164

6.4.2上水箱液位和流量串级控制系统实验167

6.4.3上、下水箱液位串级控制系统实验169

6.5流量比值控制系统170

6.6前馈—反馈控制系统173

6.7施密斯控制系统175

第7章 过程控制工程设计案例180

7.1燃气锅炉控制系统工程设计180

7.1.1概述180

7.1.2控制方案制定180

7.1.3仪表及变送装置选型185

7.1.4调节阀计算与选型188

7.1.5仪表供源系统设计189

7.2甲醇回收过程控制系统工程设计案例189

7.2.1工艺流程介绍189

7.2.2控制方案制定190

7.2.3仪表及变送装置选择196

7.2.4调节阀199

参考文献202