過(guò)程控制技術(shù)

前言

本書是根據(jù)高職高專自動(dòng)化類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置要求而編寫的，是在學(xué)完計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論等課程后的應(yīng)用型專業(yè)教程。通過(guò)對(duì)本書的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握根據(jù)被控對(duì)象的特性選擇相應(yīng)的控制方法的能力，掌握組成過(guò)程控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表、過(guò)程控制儀表、過(guò)程計(jì)算機(jī)裝置等相關(guān)知識(shí)，掌握過(guò)程控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的一般知識(shí)。在本書的編寫過(guò)程中，編者根據(jù)過(guò)程控制技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展情況，充分考慮到了高職教育的特點(diǎn)，結(jié)合從事科研、教學(xué)和多年工程實(shí)踐工作的體會(huì)，依據(jù)教學(xué)規(guī)律，查閱了大量的資料，并吸取了國(guó)內(nèi)外相關(guān)著作的優(yōu)點(diǎn)，在內(nèi)容上進(jìn)行了精心編寫與多次修改。本書力圖抓住組成過(guò)程控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)間的聯(lián)系，循序漸進(jìn)講清系統(tǒng)的基本概念、原理、特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，力爭(zhēng)減少繁雜的理論推導(dǎo)過(guò)程，注重結(jié)論及應(yīng)用；對(duì)過(guò)程儀表的原理及內(nèi)部電路盡量簡(jiǎn)化，注重提高學(xué)生選擇過(guò)程儀表及計(jì)算機(jī)裝置組成過(guò)程控制系統(tǒng)的能力?？紤]到高職學(xué)生的接受能力和今后工作的實(shí)際情況，本書重點(diǎn)講述簡(jiǎn)單過(guò)程控制系統(tǒng)，沒(méi)有涉及復(fù)雜的過(guò)程控制系統(tǒng)。編寫本書的目的是力爭(zhēng)成為一部比較實(shí)用的過(guò)程控制系統(tǒng)快速入門教科書。胡邦南對(duì)本書的編寫思路與編寫大綱進(jìn)行了總體規(guī)劃，并編寫第2～3章；謝芳芳編寫第1章；彭志剛編寫第4章；張志田編寫第5章；李德堯編寫第6章；賀力克編寫第7章。譚耀輝、邱麗芳進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)地審閱，并提出了許多寶貴意見(jiàn)，作者在此對(duì)他們表示誠(chéng)摯的謝意！

內(nèi)容概要

本書介紹了簡(jiǎn)單過(guò)程控制系統(tǒng)的基本理論及組成過(guò)程控制系統(tǒng)的各種裝置。全書共分7章，內(nèi)容包括：緒論、對(duì)象特性和建立模型、基本控制規(guī)律、過(guò)程參數(shù)檢測(cè)與變送、過(guò)程控制儀表、過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及過(guò)程控制工程設(shè)計(jì)。本教材強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、應(yīng)用性，重點(diǎn)突出與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，盡量簡(jiǎn)化對(duì)理論推導(dǎo)和儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析。    本書為高等職業(yè)教育“十一五”規(guī)劃教材，可作為高等職業(yè)院校、高等?？茖W(xué)校、成人高等學(xué)校以及本科院校舉辦的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院和民辦高等學(xué)校的電氣、自動(dòng)化和機(jī)電等專業(yè)教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的科技人員參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  過(guò)程控制系統(tǒng)的組成    1.1.1  過(guò)程控制系統(tǒng)的組成    1.1.2  過(guò)程控制系統(tǒng)的框圖  1.2  過(guò)程控制系統(tǒng)的分類和性能指標(biāo)    1.2.1  過(guò)程控制系統(tǒng)的分類    1.2.2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與性能指標(biāo)  1.3  過(guò)程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、任務(wù)和要求    1.3.1  過(guò)程控制的特點(diǎn)    1.3.2  過(guò)程控制的任務(wù)  1.4  過(guò)程控制的發(fā)展歷史  習(xí)題第2章  對(duì)象特性和建立模型  2.1  數(shù)學(xué)模型及描述方法    2.1.1  被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型    2.1.2  數(shù)學(xué)模型的主要形式  2.2  機(jī)理建模    2.2.1  一階對(duì)象    2.2.2  積分對(duì)象    2.2.3  時(shí)滯對(duì)象    2.2.4  二階對(duì)象  2.3  描述對(duì)象特性的參數(shù)    2.3.1  放大系數(shù)K    2.3.2  時(shí)間常數(shù)T    2.3.3  滯后時(shí)間τ  2.4  實(shí)測(cè)建模  習(xí)題第3章  基本控制規(guī)律  3.1  位式控制    3.1.1  雙位控制    3.1.2  具有中間區(qū)的雙位控制  3.2  比例控制    3.2.1  比例控制規(guī)律及其特點(diǎn)    3.2.2  比例度及其對(duì)控制過(guò)程的影響    3.2.3  比例控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及余差    3.2.4  比例度對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響  3.3  積分控制    3.3.1  積分控制規(guī)律及其特點(diǎn)    3.3.2  比例積分控制規(guī)律與積分時(shí)間    3.3.3  積分時(shí)間對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響  3.4  微分控制    3.4.1  微分控制規(guī)律及其特點(diǎn)    3.4.2  實(shí)際的微分控制規(guī)律及微分時(shí)間    3.4.3  比例微分控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程    3.4.4  比例積分微分控制  3.5  調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定  習(xí)題第4章  過(guò)程參數(shù)檢測(cè)與變送  4.1  過(guò)程參數(shù)檢測(cè)儀表概述    4.1.1  基本概念    4.1.2  誤差概念與表述    4.1.3  儀表的防護(hù)等級(jí)  4.2  溫度檢測(cè)儀表    4.2.1  概述    4.2.2  熱電偶    4.2.3  熱電阻    4.2.4  帶溫度變送器的熱電偶（熱電阻）    4.2.5  雙金屬溫度計(jì)原理簡(jiǎn)述    4.2.6  溫度測(cè)量?jī)x表的選擇和安裝  4.3  壓力檢測(cè)與變送    4.3.1  概述    4.3.2  壓力計(jì)    4.3.3  壓力傳感器    4.3.4  壓力變送器    4.3.5  壓力表的選擇與安裝  4.4  流量檢測(cè)與變送  4.5  物位檢測(cè)儀表  習(xí)題第5章  過(guò)程控制儀表  5.1  控制器    5.1.1  基地式及自力式調(diào)節(jié)器    5.1.2  電動(dòng)單元式調(diào)節(jié)器    5.1.3  數(shù)字式控制器  5.2  執(zhí)行器    5.2.1  氣動(dòng)執(zhí)行器    5.2.2  電動(dòng)執(zhí)行器  5.3  閥門定位器和電-氣轉(zhuǎn)換器    5.3.1  閥門定位器    5.3.2  電-氣轉(zhuǎn)換器  5.4  單回路過(guò)程控制系統(tǒng)  習(xí)題第6章  過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)  6.1  集散控制系統(tǒng)    6.1.1  概述    6.1.2  集散控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)    6.1.3  現(xiàn)場(chǎng)控制站    6.1.4  操作站    6.1.5  DCS中的軟件技術(shù)  6.2  現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)    6.2.1  概述    6.2.2  幾種主要現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介    6.2.3  現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)    6.2.4  現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)信息集成的連接橋梁——OPC    6.2.5  以太網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展的影響  6.3  過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性技術(shù)    6.3.1  系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)    6.3.2  提高系統(tǒng)可靠性的措施第7章  過(guò)程控制工程設(shè)計(jì)  7.1  自控工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和方法    7.1.1  自控工程設(shè)計(jì)的任務(wù)    7.1.2  自控工程設(shè)計(jì)階段劃分    7.1.3  自控工程設(shè)計(jì)的方法  7.2  自控方案的確定    7.2.1  自控方案確定的原則    7.2.2  儀表流程圖的繪制    7.2.3  管道及儀表流程圖實(shí)例  7.3  自控設(shè)備的確定    7.3.1  控制裝置的選擇    7.3.2  檢測(cè)儀表（元件）及控制閥的選型  7.4  儀表的連接    7.4.1  系統(tǒng)的整體連接    7.4.2  電纜/管纜表  7.5  電纜敷設(shè)與儀表安裝    7.5.1  電纜的敷設(shè)    7.5.2  儀表的安裝  7.6  DCS系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和調(diào)試    7.6.1  可行性分析    7.6.2  方案設(shè)計(jì)    7.6.3  工程設(shè)計(jì)    7.6.4  DCS系統(tǒng)的安裝    7.6.5  DCS系統(tǒng)的調(diào)試    7.6.6  DCS系統(tǒng)維護(hù)與二次開(kāi)發(fā)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章對(duì)象特性和建立模型2.1數(shù)學(xué)模型及描述方法2.1.1被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型自動(dòng)控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器組成。系統(tǒng)的控制品質(zhì)與組成系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)的特性都有關(guān)系，特別是被控對(duì)象的特性對(duì)控制品質(zhì)的影響很大，往往是確定控制方案的重要依據(jù)。本章著重研究被控對(duì)象的特性及其數(shù)學(xué)模型的建立，其方法對(duì)于其他環(huán)節(jié)的研究也同樣適用。在過(guò)程控制系統(tǒng)中，各種被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)、原理千差萬(wàn)別，特性也不相同。有的對(duì)象很穩(wěn)定，操作很容易；有的對(duì)象則不然，只要稍不小心就會(huì)超越正常工藝條件，從而造成事故。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)運(yùn)用自動(dòng)化裝置來(lái)模擬人工操作時(shí)，首先必須深入了解對(duì)象的特性，找出其內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對(duì)控制品質(zhì)的要求，設(shè)計(jì)合理的控制方案，選用合適的檢測(cè)儀表及控制器。在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，必須根據(jù)對(duì)象特性選擇合適的控制器參數(shù)，使系統(tǒng)正常地運(yùn)行。特別是一些比較復(fù)雜的控制方案設(shè)計(jì)，如前饋控制、計(jì)算機(jī)最優(yōu)控制等更離不開(kāi)對(duì)象特性的研究。

編輯推薦

《過(guò)程控制技術(shù)》為高等職業(yè)教育“十一五”規(guī)劃教材，高職高專機(jī)電類教材系列之一。

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