本書是在基本保持第五版體系結構的基礎上，對其內容進行除舊添新，適當修改而成的。本書內容分為兩篇。第一篇是化工檢測儀表，講述檢測儀表的基本知識，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表結構選用，并介紹了工廠中常用的顯示儀表。第二篇是化工自動化基礎，介紹工業生產過程中的自動控制系統方面的知識，以及構成自動控制系統的被控對象、控制儀表及裝置。在簡單、復雜控制系統的基礎上，還介紹了高級控制系統與計算機控制系統，最后結合生產過程介紹了典型化工單元操作的控制方案。
本書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教材，并可供廣大化工行業中的工藝技術人員參考。
緒論1
一、化工自動化的意義及目的1
二、化工自動化的發展概況1
三、化工儀表及自動化系統的分類2
第一篇化工檢測儀表
第一章檢測儀表基本知識5
一、測量過程與測量誤差5
二、檢測儀表的品質指標6
三、檢測儀表的分類8
四、現代檢測技術與傳感器的發展9
例題分析10
習題與思考題12
第二章壓力檢測13
第一節壓力單位及測壓儀表13
第二節彈性式壓力計14
一、彈性元件14
二、彈簧管壓力表15
第三節電氣式壓力計16
一、應變片式壓力傳感器17
二、壓阻式壓力傳感器17
三、電容式壓力傳感器18
第四節智能式變送器19
一、智能變送器的特點19
二、智能變送器的結構原理19
三、HART475手持通信器21
第五節壓力計的選用及安裝21
一、壓力計的選用21
二、壓力計的安裝23
例題分析24
習題與思考題25
附錄常用彈簧管壓力表型號與規格26
第三章流量檢測28
第一節概述28
一、流量和總量28
二、流量測量儀表28
第二節差壓式流量計29
一、節流現象與流量基本方程式29
二、標準節流裝置31
三、差壓變送器32
四、差壓式流量計的測量誤差33
第三節轉子流量計35
一、工作原理35
二、電遠傳式轉子流量計37
三、轉子流量計的指示值修正38
第四節漩渦流量計40
第五節質量流量計41
一、直接式質量流量計41
二、間接式質量流量計42
第六節其他流量計43
一、靶式流量計43
二、橢圓齒輪流量計44
三、渦輪流量計45
四、電磁流量計46
第七節流量測量儀表的選型47
例題分析48
習題與思考題49
第四章物位檢測51
第一節概述51
一、物位檢測的意義51
二、物位檢測儀表的主要類型51
第二節差壓式液位計52
一、工作原理52
二、零點遷移問題53
三、用法蘭式差壓變送器測量液位54
第三節其他物位計54
一、電容式物位計55
二、核輻射物位計56
三、雷達式液位計57
四、稱重式液罐計量儀58
五、光纖式液位計59
第四節物位測量儀表的選型62
例題分析63
習題與思考題66
第五章溫度檢測67
第一節概述67
一、測溫儀表的分類67
二、溫度檢測的基本原理67
第二節熱電偶溫度計69
一、熱電偶69
二、補償導線與冷端溫度補償74
第三節熱電阻溫度計77
一、測溫原理77
二、常用熱電阻77
第四節光纖溫度傳感器78
第五節溫度變送器80
一、電動溫度變送器80
二、一體化溫度變送器80
三、智能式溫度變送器81
第六節溫度測量儀表的選用及安裝82
一、溫度測量儀表的選用82
二、測溫元件的安裝82
例題分析84
習題與思考題86
附錄一鉑銠10-鉑熱電偶分度表87
附錄二鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表90
附錄三鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表90
附錄四鉑電阻分度表93
附錄五銅電阻分度表95
第六章顯示儀表96
第一節數字式顯示儀表96
一、數字式顯示儀表的類型96
二、數字式顯示儀表的主要技術指標97
三、數字式顯示儀表的結構組成97
第二節新型顯示儀表99
一、無紙記錄儀99
二、虛擬顯示儀表100
例題分析100
習題與思考題101
第二篇化工自動化基礎
第七章自動控制系統概述102
第一節自動控制系統的組成102
第二節自動控制系統的方塊圖103
一、信號和變量103
二、自動控制系統方塊圖104
三、反饋105
四、自動控制系統的分類106
第三節過渡過程和品質指標107
一、控制系統的靜態與動態107
二、控制系統的過渡過程108
三、控制系統的品質指標109
四、影響控制品質的主要因素112
第四節工藝管道及控制流程圖112
一、圖形符號113
二、字母代號114
三、儀表位號115
例題分析115
習題與思考題116
第八章對象特性和建模119
第一節數學模型及描述方法119
一、被控對象數學模型119
二、數學模型的主要形式120
第二節機理建模121
一、一階對象121
二、積分對象123
三、時滯對象123
第三節描述對象特性的參數124
一、放大系數Ｋ124
二、時間常數Ｔ126
三、滯后時間τ128
第四節實驗建模130
一、階躍反應曲線法130
二、矩形脈沖法131
例題分析131
習題與思考題132
第九章基本控制規律133
第一節位式控制133
一、雙位控制133
二、具有中間區的雙位控制134
第二節比例控制135
一、比例控制規律及其特點135
二、比例度及其對控制過程的影響136
第三節積分控制138
一、積分控制規律及其特點138
二、比例積分控制規律與積分時間140
三、積分時間對系統過渡過程的影響141
第四節微分控制142
一、微分控制規律及其特點142
二、實際的微分控制規律及微分時間142
三、比例微分控制系統的過渡過程143
四、比例積分微分控制144
例題分析145
習題與思考題147
第十章控制器148
第一節控制器概述148
第二節數字式控制器148
一、數字式控制器的主要特點148
二、數字式控制器的基本構成149
三、KMM型可編程序調節器150
四、C3000數字控制器151
例題分析155
習題與思考題155
第十一章執行器156
第一節氣動執行器156
一、氣動執行器的組成與分類156
二、控制閥的流量特性158
三、控制閥的選擇163
四、氣動執行器的安裝和維護164
第二節閥門定位器與電-氣轉換器165
一、電-氣閥門定位器165
二、智能式閥門定位器166
三、電-氣轉換器166
第三節電動執行器167
一、概述167
二、角行程電動執行機構167
三、直行程電動執行機構168
第四節數字閥與智能控制閥168
一、數字閥168
二、智能控制閥168
例題分析169
習題與思考題170
第十二章簡單控制系統171
第一節概述171
第二節被控變量的選擇172
第三節操縱變量的選擇174
第四節控制器控制規律的選擇及參數整定175
一、控制規律的選擇175
二、控制器參數的工程整定176
第五節控制系統的投運及操作中的常見問題179
一、控制系統的投運179
二、控制系統操作中的常見問題182
例題分析185
習題與思考題186
第十三章復雜控制系統188
第一節串級控制系統188
一、串級控制系統概述188
二、串級控制系統的特點及應用190
三、主、副控制器控制規律的選擇193
四、主、副控制器正反作用的選擇193
五、控制器參數整定與系統投運194
第二節其他復雜控制系統195
一、均勻控制系統195
二、比值控制系統197
三、前饋控制系統199
四、選擇性控制系統200
五、分程控制系統201
六、多沖量控制系統203
例題分析204
習題與思考題206
第十四章高級控制系統207
第一節自適應控制系統207
一、參考模型自適應控制系統207
二、具有被控對象數學模型在線辨識的自適應控制系統208
第二節預測控制系統209
一、預測控制系統的基本結構209
二、預測控制的特點及應用210
第三節智能控制系統210
第四節神經元網絡控制212
第五節模糊控制系統213
第六節最優控制系統214
習題與思考題216
第十五章計算機控制系統217
第一節概述217
一、計算機控制系統的組成217
二、計算機控制系統的特點218
三、計算機控制系統的分類218
第二節集散控制系統概述221
一、集散控制系統的基本構成221
二、集散控制系統的特點222
第三節CENTUM-CS集散控制系統222
一、CENTUM-CS系統的構成223
二、基本操作方法223
三、顯示畫面及操作224
第四節JX-300XP集散控制系統226
一、JX-300XP系統結構226
二、現場控制站認識與安裝227
三、操作站認識與安裝229
四、通信網絡及安裝229
五、機柜內安裝230
六、系統軟件及系統組態230
第五節現場總線控制系統232
一、 現場總線系統的產生和特征232
二、現場總線國際標準化233
三、幾種有影響的現場總線技術233
第六節安全儀表系統235
一、安全儀表系統的基本概念235
二、安全儀表系統的結構236
三、安全儀表系統集成設計236
四、安全儀表系統中傳感器設計原則237
例題分析238
習題與思考題239
第十六章可編程控制器240
第一節概述240
一、可編程控制器的基本組成240
二、可編程控制器的編程語言242
三、可編程控制器的分類243
第二節OMRON C系列PLC244
一、簡介245
二、OMRON PLC指令245
第三節SIEMENS S7-200249
一、S7-200系列的基本構成249
二、 S7-200指令應用250
三、編程軟件STEP7-Micro/WIN252
第四節應用示例253
一、水箱液位控制253
二、變量越限報警控制254
三、送料小車自動控制256
習題與思考題260
第十七章典型化工單元的控制方案261
第一節流體輸送設備的自動控制261
一、離心泵的自動控制方案261
二、往復泵的自動控制方案262
三、壓縮機的自動控制方案263
第二節傳熱設備的自動控制265
一、兩側均無相變化的換熱器控制方案265
二、載熱體進行冷凝的加熱器自動控制267
三、冷卻劑進行汽化的冷卻器自動控制269
第三節精餾塔的自動控制270
一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求270
二、精餾塔的控制方案271
第四節化學反應器的自動控制274
一、化學反應器的控制要求274
二、釜式反應器的溫度自動控制275
三、固定床反應器的自動控制275
四、流化床反應器的自動控制277
第五節生化過程的控制278
一、常用生化過程控制278
二、青霉素發酵過程控制280
三、啤酒發酵過程控制280
例題分析281
習題與思考題283
參考文獻284
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