過程控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書以過程控制系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)為線索，介紹了過程控制的基本概念，過程控制常用儀表的原理和工程選用，過程對象及建模方法，過程執(zhí)行器的原理和選擇，過程控制器的設(shè)計和整定及先進過程控制策略，串級過程控制系統(tǒng)，各種復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的控制方案與工程設(shè)計，計算機過程控制系統(tǒng)的原理、組成與應(yīng)用等。
本書除過程控制的基礎(chǔ)知識外，還介紹了基于計算機及先進控制理論等在內(nèi)的過程控制新技術(shù)，如現(xiàn)場總線技術(shù)、組態(tài)軟件以及控制與管理信息集成技術(shù)等。
本書可作為高等院校自動控制、工業(yè)自動化及相關(guān)專業(yè)高年級本科生的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第二版前言
第1章過程控制系統(tǒng)概述
1．1過程控制系統(tǒng)組成及特點
1．1．1過程控制認識
1．1．2過程控制系統(tǒng)組成
1．1．3過程控制的特點
1．2過程控制系統(tǒng)分類?性能指標
1．2．1過程控制系統(tǒng)的分類
1．2．2過程控制的性能指標
1．3過程控制技術(shù)的發(fā)展
1．3．1過程控制儀表的發(fā)展
1．3．2計算機在過程控制中的應(yīng)用及發(fā)展
1．3．3過程控制理論的發(fā)展
1．3．4我國過程控制技術(shù)的發(fā)展
1．4本課程的地位和任務(wù)
1．4．1本課程的地位
1．4．2本課程的任務(wù)
1．4．3過程控制的設(shè)計
習(xí)題與思考題
第2章過程檢測儀表
2．1檢測儀表組成及接線方式
2．1．1檢測儀表組成
2．1．2過程檢測儀表的接線方式
2．2測量誤差及處理
2．2．1測量誤差的基本概念
2．2．2測量變送中的幾個問題
2．2．3測量信號的處理
2．3安全防爆基礎(chǔ)
2．3．1危險場所劃分
2．3．2防爆安全柵
2．4溫度檢測
2．4．1接觸式與非接觸式測溫
2．4．2熱電偶
2．4．3熱電阻
2．4．4集成式溫度傳感器
2．4．5接觸式測溫元件的選型與安裝
2．5壓力檢測
2．5．1彈性式壓力檢測
2．5．2應(yīng)變片式壓力檢測
2．5．3壓阻式壓?檢測
2．5．4壓力表的選擇與安裝
2．6流量檢測
2．6．1容積式流量計
2．6．2節(jié)流式流量計
2．6．3浮子式流量計
2．6．4渦輪流量計
2．6．5漩渦(渦街)流量計
2．6．6電磁流量計
2．6．7超聲波流量計
2．6．8質(zhì)量流量計
2．6．9多相流體的流量測量
2．7物位測量
2．7．1浮力式液位測量
2．7．2靜壓式液位測量
2．7．3電容式物位測量
2．7．4超聲波式物位測量
2．7．5雷達式物位測量
2．7．6核輻射式物位計
2．7．7光纖式液位測量
2．7．8多相界面的測量
2．8成分測量
2．8．1熱導(dǎo)式氣體成分測量
2．8．2紅外式氣體成分測量
2．8．3氧化鋯氧量成分測量
2．8．4氣相色譜成分測量
2．8．5工業(yè)電導(dǎo)儀
2．8．6工業(yè)酸度計
2．8．7濁度的檢測
2．9過程控制中的軟測量技術(shù)
2．9．1軟測量技術(shù)
2．9．2軟測量方法
2．9．3基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量
習(xí)題與思考題
第3章過程執(zhí)行器
3．1調(diào)節(jié)閥
3．1．1電動執(zhí)行機構(gòu)
3．1．2氣動執(zhí)行機構(gòu)
3．1．3調(diào)節(jié)閥的流通能力
3．1．4調(diào)節(jié)閥的流量特性
3．1．5調(diào)節(jié)閥的選擇
3．2變頻器
3．2．1變頻器原理
3．2．2變頻器在過程控制中的應(yīng)用
習(xí)題與思考題
第4章被控過程
4．1被控過程特性
4．1．1自衡過程與非自衡過程
4．1．2單容和多容過程
4．1．3振蕩和非振蕩過程
4．1．4具有反向特性的過程
4．2過程特性對控制品質(zhì)的?響
4．2．1增益(放大系數(shù))K的影響
4．2．2時間常數(shù)T的影響
4．2．3時滯r的影響
4．3被控過程數(shù)學(xué)模型
4．3．1建立過程數(shù)學(xué)模型的目的
4．3．2過程數(shù)學(xué)模型的求取方法
4．3．3過程被控變量的選擇
4．3．4過程輸入變量的選擇
4．3．5數(shù)學(xué)模型的無因次化
4．4過程建模
4．4．1機理建模
4．4．2時域法建模
4．4．3頻域法建模
4．4．4最小二乘法建模
習(xí)題與思考題
第5章常規(guī)過程控制策略
5．1開關(guān)控制
5．1．1可編程序邏輯控制器簡介
5．1．2PLC在過程控制中的應(yīng)用
5．2PID控制
5．2．1模擬式PID調(diào)節(jié)器
5．2．2數(shù)字式PID調(diào)節(jié)器
5．2．3改進的PID算法
5．3PID參數(shù)的整定
5．3．1參數(shù)整定原則
5．3．2參數(shù)整定方法
5．4PID調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇
5．4．1根據(jù)過程特性選擇調(diào)節(jié)器控制規(guī)律
5．4．2根據(jù)ro／To比值選擇調(diào)節(jié)器控制規(guī)律
5．4．3控制器正／反作用選擇
5．5過程控制系統(tǒng)的投運與維護
習(xí)題與思考題
第6章先進過程控制策略
6．1??？刂?br />6．1．1理想內(nèi)?？刂破?br />6．1．2實際內(nèi)?？刂破?br />6．2模型預(yù)測控制
6．2．1模型預(yù)測控制的特點
6．2．2模型算法控制
6．2．3動態(tài)矩陣控制
6．3模糊控制
6．3．1模糊邏輯基礎(chǔ)
6．3．2模糊控制系統(tǒng)
6．3．3模糊控制器設(shè)計
6．4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
6．4．1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概念
6．4．2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
6．5專家控制
6．5．1專家系統(tǒng)概述
6．5．2專家控制系統(tǒng)
6．5．3專?控制器
習(xí)題與思考題
第7章串級控制系統(tǒng)
7．1串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
7．1．1串級控制問題的提出
7．1．2串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
7．2串級控制系統(tǒng)分析
7．2．1減小了被控對象的等效時間常數(shù)
7．2．2提高了系統(tǒng)工作頻率
7．2．3對負載變化具有一定的自適應(yīng)能力
7．3串級控制系統(tǒng)設(shè)計
7．3．1設(shè)計原則
7．3．2主、副控制器選擇
7．3．3串級控制系統(tǒng)的整定
7．4串級控制系統(tǒng)設(shè)計舉例
習(xí)題與思考題
第8章復(fù)雜過程控制系統(tǒng)
8．1前饋控制系統(tǒng)
8．1．1前饋控制的原理和特點
8．1．2前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
8．1．3前饋控制的應(yīng)用
8．2時間滯后控制系統(tǒng)
8．2．1史密斯預(yù)估補償方案
8．2．2采樣控制方案
8．3解耦控制系統(tǒng)
8．3．1多變量系統(tǒng)中的耦合與解耦
8．3．2相對增益
8．3．3耦合系統(tǒng)的解耦設(shè)計方法
8．3．4解耦系統(tǒng)的簡化
8．4比值控制系統(tǒng)
8．4．1單閉環(huán)比值控制
8．4．2雙閉環(huán)比值控制
8．4．3變比值控制
8．5均勻控制系統(tǒng)
8．6超弛控制系統(tǒng)
8．7分程控制系統(tǒng)
8．8閥位控制系統(tǒng)
習(xí)題與思考題
第9章計算機過程控制系統(tǒng)
9．1計算機過程控制系統(tǒng)的特點和構(gòu)成
9．1．1計算機過程控制系統(tǒng)的特點
9．1．2計算機過程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
9．1．3計算機過程控制系統(tǒng)的構(gòu)成
9．2計算機過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用型式
9．2．1巡回檢測與數(shù)據(jù)處理
9．2．2直接數(shù)字控制系統(tǒng)
9．2．3監(jiān)督控制系統(tǒng)
9．2．4集散控制系統(tǒng)
9．3集散控制系統(tǒng)
9．3．1DCS的體系結(jié)構(gòu)
9．3．2DCS的基本組成
9．3．3典型DCS簡介
9．4基于PLC的監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
9．4．1PLC-SCADA系統(tǒng)和DCS的比較
9．4．2組態(tài)軟件
9．4．3基于Web的遠程監(jiān)控
9．5現(xiàn)場總線技術(shù)
9．5．1現(xiàn)場總線及其特點
9．5．2現(xiàn)場總線通信模型
9．5．3常見現(xiàn)場總線簡介
9．5．4現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
9．6計算機信息集成技術(shù)
9．6．1計算機信息集成概述
9．6．2實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的集成
9．6．3企業(yè)信息集成系統(tǒng)
習(xí)題與思考題
參考文獻
附錄A過程控制SAMA圖
附錄B過程控制儀表?號
附錄C過程控制部分專業(yè)術(shù)語中英文對照表

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：同其他自動控制系統(tǒng)相比，過程控制具有如下明顯特點。（1）被控過程形形色色由于生產(chǎn)規(guī)模大小不同，工藝要求各異，產(chǎn)品多種多樣，過程控制中被控過程的形式很多，比如化學(xué)反應(yīng)器、精餾塔、鍋爐、壓力容器以及像例1.1中的給礦設(shè)備和例1.2中的丙烯冷卻器等。（2）控制過程多屬緩慢過程和參量控制形式許多工業(yè)生產(chǎn)過程設(shè)備體積大，工藝反應(yīng)過程緩慢，具有大慣性大滯后等特點。通常是用一些物理量和化學(xué)量來表征其生產(chǎn)過程是否正常，因此需要對表征生產(chǎn)過程的溫度、壓力、流量、物位、成分等過程參量進行控制，即過程控制多半為參量控制。（3）控制方案多種多樣由于被控過程的多樣性、復(fù)雜性，且控制要求各異，使得控制方案多種多樣，除最常見的單回路和串級控制外，還有前饋、比值、均勻、分程、超弛、閥位等多種過程控制系統(tǒng)。在這些控制系統(tǒng)中，單回路控制約占總數(shù)的一半以上，串級控制約占20％左右。所以本書前幾章均以單回路控制為主線介紹，串級控制作為一章詳細介紹，其他控制系統(tǒng)將在第8章集中闡述。（4）定值控制是過程控制的一種主要控制形式在大部分工業(yè)生產(chǎn)中，控制的目的在于克服外界擾動對被控過程的影響，使生產(chǎn)指標或工藝參數(shù)保持在設(shè)定值不變，或只允許小范圍內(nèi)波動。如例1.2中，乙烯裂解氣的溫度要求定值在15℃，只允許在±1.5℃范圍內(nèi)變化。

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