過程控制系統(tǒng)

前言

流程工業(yè)（Process Industlrv）是指連續(xù)不間斷或半連續(xù)批量的生產(chǎn)過程，在石油、電力、冶金、煤礦、化工、造紙、橡膠、陶瓷、玻璃、制藥等行業(yè)中大量存在，對國民經(jīng)濟有著舉足輕重的作用。流程工業(yè)是一類高度復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)，不僅伴隨有物理、化學(xué)反應(yīng)過程，還有物質(zhì)、能量的傳遞和轉(zhuǎn)換過程，其系統(tǒng)特征多表現(xiàn)為大范圍連續(xù)性和不確定性、高度非線性和強耦合性，給控制好這類工業(yè)系統(tǒng)的品質(zhì)帶來相當(dāng)?shù)碾y度。過程控制系統(tǒng)（Process Control System）是針對流程工業(yè)的特點而構(gòu)成的自動控制系統(tǒng)，涉及的研究范疇包括過程動態(tài)特性、傳感與變送、檢測信號調(diào)理、控制器與控制規(guī)律、執(zhí)行機構(gòu)、控制參數(shù)調(diào)整、系統(tǒng)組成與投運等，并涉及計算機硬件技術(shù)和軟件工程。它是保障流程工業(yè)安全、高效生產(chǎn)，節(jié)能減排，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，增加經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本的重要手段。本書是作者多年教學(xué)經(jīng)驗和科研實踐的積累，具有自己特有的教學(xué)套路，適量結(jié)合了煤礦行業(yè)的特色，按過程控制系統(tǒng)的組成與設(shè)計思路組織編寫的。首先，概要論述了過程控制系統(tǒng)的組成、性能指標(biāo)及流程對象共有特征的環(huán)節(jié)特性，包括難控的純遲延環(huán)節(jié)和自衡與非自衡慣性環(huán)節(jié)，以建立起過程控制的基本概念；其次，有選擇性地討論了流程對象的建模方法，為過程控制系統(tǒng)的整定和高等過程控制方法的應(yīng)用做了鋪墊；接著，用明顯的篇幅闡述了過程參數(shù)的檢測、變送和控制器的設(shè)計，以及控制執(zhí)行機構(gòu)和系統(tǒng)本安防爆技術(shù)，尤其突出討論了PID控制規(guī)律及其整定方法，同時介紹了一些高等控制方法和復(fù)雜控制系統(tǒng)的組成，包括串級控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、大滯后控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)等；之后，又簡明介紹了計算機過程控制系統(tǒng)的組成和原理，包括集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等；最后，重點分析了一些典型生產(chǎn)過程和部分煤礦工業(yè)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計。全書知識覆蓋面廣，內(nèi)容介紹有輕有重，契合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢。

內(nèi)容概要

　　《21世紀(jì)高等學(xué)院校電氣信息類系列教材：過程控制系統(tǒng)》詳細(xì)討論了過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、特點、系統(tǒng)分析和應(yīng)用，并與實際工程應(yīng)用相結(jié)合。在內(nèi)容安排上，既強調(diào)了過程建模、參數(shù)測量與變送、簡單和先進控制策略等基礎(chǔ)知識，又增加了過程計算機控制軟硬件及網(wǎng)絡(luò)控制等新技術(shù)內(nèi)容?？紤]到行業(yè)需求，書中加入了涉及系統(tǒng)安全性的防爆知識?！　∽屪x者從應(yīng)用的角度，理解過程控制問題的本質(zhì)，掌握分析和設(shè)計過程控制系統(tǒng)的方法?！　　?1世紀(jì)高等學(xué)院校電氣信息類系列教材：過程控制系統(tǒng)》可作為高等院校自動化及相近專業(yè)本科生教材，也可供煤炭、冶金、電力、化工等部門從事過程控制工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

出版說明序前言第1章 緒論1.1 典型過程控制問題1.1.1 連續(xù)過程1.1.2 間歇過程1.2 過程控制性能要求1.2.1 時域控制性能指標(biāo)1.2.2 積分控制性能指標(biāo)1.3 過程控制系統(tǒng)組成1.4 過程控制系統(tǒng)發(fā)展概況1.4.1 過程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展1.4.2 過程控制檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展1.4.3 過程控制策略的發(fā)展1.5 過程控制系統(tǒng)的分類1.6 本章小結(jié)1.7 習(xí)題第2章 被控過程特性及其數(shù)學(xué)模型2.1 被控過程的特性2.2 被控過程的數(shù)學(xué)模型2.2.1 被控過程數(shù)學(xué)模型的類型2.2.2 過程建模的基本方法2.3 解析法建立過程的數(shù)學(xué)模型2.3.1 解析法建模的一般步驟2.3.2 單容過程的建模2.3.3 多容過程的建模2.4 實驗辨識法建立過程的數(shù)學(xué)模型2.4.1 實驗辨識法建模的基本步驟與方法2.4.2 響應(yīng)曲線法辨識過程的模型2.4.3 最小二乘法辨識過程的模型2.5 本章小結(jié)2.6 習(xí)題第3章 過程參數(shù)檢測與變送儀表3.1 概述3.2 檢測儀表的工作特性3.3 測量誤差3.3.1 測量誤差的基本概念3.3.2 檢測儀表的性能指標(biāo)3.4 溫度檢測與變送3.4.1 溫度檢測方法3.4.2 熱電偶3.4.3 熱電阻3.4.4 溫度變送器3.4.5 溫度檢測儀表的選型3.5 壓力檢測與變送3.5.1 壓力的概念及其檢測3.5.2 彈性式壓力檢測儀表3.5.3 電氣式壓力檢測儀表3.5.4 壓力變送器3.5.5 壓力檢測儀表的選用3.6 流量檢測與變送3.6.1 流量的概念及其檢測3.6.2 典型流量檢測儀表3.7 物位檢測與變送3.7.1 物位檢測的基本方法3.7.2 常用物位檢測儀表3.8 智能檢測儀表3.8.1 智能流量積算儀3.8.2 智能溫度變送器3.9 煤礦常用檢測儀表3.10 本章小結(jié)3.11 習(xí)題第4章執(zhí)行器4.1 執(zhí)行器的工作原理與分類4.2 電動執(zhí)行機構(gòu)4.2.1 工作原理4.2.2 伺服放大器4.2.3 執(zhí)行機構(gòu)4.3 氣動執(zhí)行機構(gòu)4.4 調(diào)節(jié)機構(gòu)4.4.1 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)4.4.2 調(diào)節(jié)閥特性4.5 電氣轉(zhuǎn)換器4.6 閥門定位器4.7 執(zhí)行器的選擇4.8 本章小結(jié)4.9 習(xí)題第5章 儀表本安防爆技術(shù)5.1 防爆基礎(chǔ)理論5.1.1 爆炸性物質(zhì)分類5.1.2 危險場所防爆技術(shù)5.2 本質(zhì)安全防爆技術(shù)5.3 安全柵5.3.1 安全柵的基本形式5.3.2 輸入式安全柵5.3.3 輸出式安全柵5.4 本安防爆系統(tǒng)設(shè)計要求5.4.1 本安防爆系統(tǒng)設(shè)計的一般要求5.4.2 現(xiàn)場總線本安防爆技術(shù)5.5 本章小結(jié)5.6 習(xí)題第6章 PID控制器設(shè)計及參數(shù)整定6.1 PID控制原理6.1.1 比例（P）控制算法6.1.2 比例積分（PI）控制算法6.1.3 比例微分（PD）控制算法6.1.4 PID控制算法6.1.5 比例一積分一微分控制算法的選擇6.2 PID控制參數(shù)的整定方法6.2.1 PID參數(shù)整定的一般原則6.2.2 臨界比例度法6.2.3 衰減曲線法6.2.4 反應(yīng)曲線法6.2.5 三種常用工程整定方法的比較6.2.6 PID參數(shù)的自整定6.3 DDZ.Ⅲ型PID控制器6.3.1 輸入電路6.3.2 比例微分電路6.3.3 比例積分電路6.3.4 輸出電路6.3.5 控制器的傳遞函數(shù)6.3.6 手動操作電路及自動一手動切換6.3.7 指示電路6.4 本章小結(jié)6.5 習(xí)題第7章 復(fù)雜過程控制系統(tǒng)7.1 串級控制系統(tǒng)7.1.1 串級控制的基本原理7.1.2 串級控制系統(tǒng)的特點與分析7.1.3 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計7.1.4 串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定7.1.5 串級控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍7.2 前饋控制系統(tǒng)7.2.1 前饋控制的基本原理7.2.2 前饋控制的特點及局限性7.2.3 前饋控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式7.2.4 前饋控制系統(tǒng)的選用原則及應(yīng)用7.3 大滯后過程控制系統(tǒng)7.3.1 大滯后對控制品質(zhì)的影響7.3.2 史密斯預(yù)估補償控制7.3.3 改進型史密斯預(yù)估補償控制7.3.4 內(nèi)?？刂?.4 比值控制系統(tǒng)7.4.1 比值控制的常見類型7.4.2 比值控制系統(tǒng)的設(shè)計7.5 選擇性控制系統(tǒng)7.5.1 選擇性控制的常見類型7.5.2 選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計7.6 分程控制系統(tǒng)7.6.1 分程控制系統(tǒng)的基本原理7.6.2 分程控制系統(tǒng)的設(shè)計7.6.3 分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用7.7 本章小結(jié)7.8 習(xí)題第8章 先進過程控制系統(tǒng)8.1 預(yù)測控制8.1.1 預(yù)測控制的基本原理8.1.2 預(yù)測模型8.1.3 參考軌跡8.1.4 控制算法8.2 自適應(yīng)控制8.2.1 自適應(yīng)控制的基本原理8.2.2 自校正控制系統(tǒng)8.2.3 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)8.3 統(tǒng)計過程控制8.3.1 統(tǒng)計過程控制的基本原理8.3.2 質(zhì)量控制圖8.3.3 其他統(tǒng)計過程控制技術(shù)8.4 控制系統(tǒng)故障診斷和容錯控制8.4.1 故障檢測和診斷的基本概念8.4.2 故障檢測和診斷的主要方法8.4.3 容錯控制8.5 軟測量和推理控制系統(tǒng)8.5.1 軟測量技術(shù)8.5.2 推理控制系統(tǒng)8.6 本章小結(jié)8.7 習(xí)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)9.1.1 計算機過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9.1.2 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換9.1.3 控制系統(tǒng)軟件體系9.1.4 數(shù)字PID控制算法9.2 集散控制系統(tǒng)9.2.1 集散控制系統(tǒng)組成9.2.2 集散控制系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu)9.2.3 集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)9.2.4 集散控制系統(tǒng)的設(shè)計9.3 現(xiàn)場總線控制技術(shù)9.3.1 現(xiàn)場總線簡介9.3.2 常見現(xiàn)場總線9.3.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)9.4 工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)9.4.1 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)9.4.2 工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線9.4.3 基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)9.5 本章小結(jié)9.6 習(xí)題第10章 過程控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用實例10.1 過程控制系統(tǒng)設(shè)計概述10.1.1 過程控制系統(tǒng)設(shè)計的一般要求10.1.2 過程控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法與開發(fā)步驟10.1.3 控制方案的確定10.1.4 系統(tǒng)的工程設(shè)計10.2 干燥過程的控制系統(tǒng)設(shè)計10.2.1 干燥過程的工藝要求10.2.2 控制方案設(shè)計10.3 電廠燃煤鍋爐控制10.3.1 電廠生產(chǎn)過程及控制要求10.3.2 鍋爐鍋筒水位控制10.3.3 鍋爐燃燒過程控制10.3.4 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)10.3.5 機爐協(xié)調(diào)控制10.4 選煤過程控制10.4.1 選煤生產(chǎn)過程及控制要求10.4.2 跳汰機自動控制系統(tǒng)10.4.3 重介質(zhì)選煤監(jiān)測與控制系統(tǒng)10.4.4 真空過濾機液位控制系統(tǒng)10.5 本章小結(jié)10.6 習(xí)題附錄附錄A 儀表分度表A.1 鉑銠10-鉑熱電偶分度表A.2 鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）熱電偶分度表A.3 鉑銠30-鉑銠6熱電偶分度表A.4 工業(yè)鉑熱電阻分度表A.5 工業(yè)銅熱電阻分度表附錄B 常用監(jiān)控軟件介紹B.1 iFIx組態(tài)軟件B.2 InTouch組態(tài)軟件B.3 組態(tài)王軟件參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 緒論在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為保證生產(chǎn)安全，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益和勞動生產(chǎn)率，節(jié)約能源，改善勞動條件和保護環(huán)境，必須對生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，例如溫度、壓力、流量、物位、粘度、濕度、酸堿度以及各種物料的成分等進行自動控制。因此，保持生產(chǎn)過程中各種參數(shù)處于期望的運行工況，安全經(jīng)濟運行，且滿足環(huán)境和質(zhì)量的要求，是過程控制系統(tǒng)的主要任務(wù)。目前，過程控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、電力、輕工、紡織、建材以及航空航天等工業(yè)部門。1.1 典型過程控制問題過程控制（Process Contr01）是指工業(yè)生產(chǎn)過程中連續(xù)的或按一定周期程序運行的生產(chǎn)過程自動化。過程控制的基礎(chǔ)是對生產(chǎn)過程的理解。所謂過程（Process），就是采用化學(xué)和物理方法將原料加工成產(chǎn)品的過程，它涉及過程操作和設(shè)備運行兩個方面。根據(jù)過程特性，可以將其劃分為連續(xù)、間歇兩種形式。

編輯推薦

《過程控制系統(tǒng)》由機械工業(yè)出版社出版。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    過程控制系統(tǒng) PDF格式下載

---