過程儀表及自動化

內(nèi)容概要

　　本書內(nèi)容包括五部分。第一部分介紹了工業(yè)過程控制的基本概念，包括自動控制系統(tǒng)的組成、自動控制系統(tǒng)過渡過程及品質(zhì)指標(biāo)、工藝管道及控制流程圖、過程對象特性的參數(shù)等。第二部分系統(tǒng)地介紹了壓力、流量、溫度、物位檢測儀表及傳感器。第三部分具體介紹了顯示儀表、控制器及執(zhí)行器。第四部分簡要介紹了各種控制方法，包括單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制、計算機控制系統(tǒng)等。第五部分介紹了化學(xué)、化工典型生產(chǎn)過程的控制實例。
　　本書可作為醫(yī)藥工程、生物工程、高分子材料與工藝、化學(xué)工程與工藝、生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的“過程控制基礎(chǔ)”課程的教材，也可供冶金工程、無機非金屬材料工程、給水排水工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境工程、熱能與動力工程等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生使用，還可以供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
　　本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作教材的老師發(fā)郵件到j(luò)inacmp@163．com索取，或登錄www．cmpedu．com下載。

書籍目錄

前言
第1章　緒論
　1．1工業(yè)過程控制的基本概念
　1．1．1過程自動化及儀表發(fā)展概述
　1．1．2自動控制系統(tǒng)的組成及框圖
　1．1．3自動控制系統(tǒng)的分類
　1．1．4自動控制系統(tǒng)的過渡過程及品質(zhì)指標(biāo)
　1．1．5工藝管道及控制流程圖
　1．2過程特性
　1．2．1過程特性的類型
　1．2．2過程的數(shù)學(xué)描述
　1．2．3過程對象特性的參數(shù)
　思考題與習(xí)題
第2章　測量儀表及傳感器
　2．1概述
　2．1．1測量過程與測量誤差
　2．1．2傳感器與變送器
　2．1．3儀表的性能指標(biāo)
　2．1．4工業(yè)儀表的分類
　2．1．5儀表防爆的基本知識
　2．2壓力檢測及儀表
　2．2．1壓力單位及測壓儀表
　2．2．2彈性式壓力計
　2．2．3電氣式壓力計
　2．2．4壓力計的選用及安裝
　2．3流量檢測及儀表
　2．3．1概述
　2．3．2差壓式流量計
　2．3．3轉(zhuǎn)子流量計
　2．3．4橢圓齒輪流量計
　2．3．5渦輪流量計
　2．3．6電磁流量計
　2．3．7渦街流量計
　2．3．8質(zhì)量流量計
　2．3．9流量儀表的選用
　2．4溫度檢測及儀表
　2．4．1溫標(biāo)
　2．4．2溫度檢測的主要方法
　2．4．3熱電偶溫度計
　2．4．4熱電阻溫度計
　2．4．5其他溫度檢測方法及儀表
　2．4．6測溫元件的安裝
　2．5物位檢測及儀表
　2．5．1物位檢測的主要方法
　2．5．2靜壓式物位檢測
　2．5．3浮力式物位檢測
　2．5．4電氣式物位檢測
　2．5．5核輻射物位計
　2．5．6聲學(xué)式物位檢測
　思考題與習(xí)題
第3章　顯示儀表
　3．1模擬顯示儀表
　3．1．1自動電子電位差計
　3．1．2自動電子平衡電橋
　3．2數(shù)字顯示儀表
　3．2．1數(shù)字顯示儀表分類
　3．2．2數(shù)字顯示儀表的主要技術(shù)指標(biāo)
　3．2．3數(shù)字顯示儀表的基本組成
　3．2．4XMZ系列單回路數(shù)字顯示儀表
　3．3圖像顯示儀表
　3．3．1無紙記錄儀
　3．3．2虛擬顯示儀表
　思考題與習(xí)題
第4章　控制器
　4．1概述
　4．2基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響
　4．2．1雙位控制
　4．2．2比例控制
　4．2．3積分控制
　4．2．4微分控制
　4．3模擬式控制器
　4．3．1模擬式控制器的基本結(jié)構(gòu)
　4．3．2DDZ?Ⅲ型電動單元控制器
　4．4數(shù)字式控制器
　4．4．1數(shù)字式控制器的主要特點
　4．4．2數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成
　4．5可編程序控制器
　4．5．1概述
　4．5．2可編程序控制器的基本組成
　4．5．3可編程序控制器的編程語言
　4．5．4應(yīng)用舉例
　思考題與習(xí)題
第5章　執(zhí)行器
　5．1概述
　5．1．1執(zhí)行器的作用
　5．1．2執(zhí)行器的構(gòu)成
　5．1．3執(zhí)行器的分類及特點
　5．1．4執(zhí)行器的作用方式
　5．2執(zhí)行機構(gòu)
　5．2．1氣動執(zhí)行機構(gòu)
　5．2．2電動執(zhí)行機構(gòu)
　5．3控制閥
　5．3．1控制閥結(jié)構(gòu)
　5．3．2控制閥類型
　5．4數(shù)字閥和智能控制閥
　5．4．1數(shù)字閥
　5．4．2智能控制閥
　思考題與習(xí)題
第6章　控制方法
　6．1單回路控制
　6．1．1對象特性
　6．1．2被控變量及操縱變量的選擇
　6．1．3滯后對控制系統(tǒng)的影響
　6．1．4調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇
　6．1．5閥門定位器的選用
　6．1．6控制器正、反作用的選擇
　6．1．7一些常見的控制系統(tǒng)分析
　6．2串級控制
　6．2．1串級控制系統(tǒng)的基本概念及工作過程
　6．2．2串級控制系統(tǒng)的特點
　6．2．3串級控制系統(tǒng)的設(shè)計原則
　6．3前饋控制
　6．3．1前饋控制的基本概念
　6．3．2前饋控制模型
　6．3．3前饋?反饋控制
　6．4大純滯后過程的控制
　6．5具有反向響應(yīng)過程特性的控制
　6．6比值控制
　6．6．1比值控制的目的
　6．6．2幾種常見的比值控制方案
　6．6．3比值控制系統(tǒng)注意事項
　6．6．4數(shù)字比值控制系統(tǒng)
　6．7均勻控制
　6．7．1均勻控制的目的和任務(wù)
　6．7．2均勻控制方案的實施
　6．8選擇性控制
　6．8．1用于設(shè)備軟保護的選擇性控制
　6．8．2其他選擇性控制系統(tǒng)
　思考題與習(xí)題
第7章　計算機控制系統(tǒng)
　7．1集散控制系統(tǒng)（DCS）
　7．1．1DCS概述
　7．1．2DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　7．1．3現(xiàn)場控制站
　7．1．4操作站
　7．1．5DCS的軟件
　7．2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
　7．2．1現(xiàn)場總線概述
　7．2．2幾種主要現(xiàn)場總線簡介
　7．3監(jiān)控軟件
　7．3．1概述
　7．3．2DCS監(jiān)控層應(yīng)用功能設(shè)計
　思考題與習(xí)題
第8章　生產(chǎn)過程控制
　8．1流體輸送設(shè)備控制
　8．1．1泵的控制
　8．1．2壓縮機的控制
　8．1．3防喘振控制系統(tǒng)
　8．2傳熱設(shè)備控制
　8．2．1兩側(cè)均無相變的換熱器控制方案
　8．2．2載熱體進行冷凝的加熱器自動控制
　8．2．3冷卻劑進行汽化的冷卻器自動控制
　8．3精餾塔的自動控制
　8．3．1精餾塔的控制要求和擾動分析
　8．3．2精餾塔被控變量的選擇
　8．3．3精餾塔的控制方案
　8．4化學(xué)反應(yīng)器的控制
　8．4．1反應(yīng)器的控制要求及被控變量的選擇
　8．4．2釜式反應(yīng)器的控制
　8．4．3固定床反應(yīng)器的控制
　8．4．4流化床反應(yīng)器的控制
　8．4．5管式裂解反應(yīng)器的控制
　8．4．6鼓泡床反應(yīng)器的自動調(diào)節(jié)
　8．5生化過程控制
　8．5．1常用生化過程控制
　8．5．2青霉素發(fā)酵過程控制
　8．5．3啤酒發(fā)酵過程控制
　8．5．4合成氨裝置過程控制
　思考題與習(xí)題
附錄
　附錄A常用壓力表規(guī)格及型號
　附錄B鉑熱電阻分度表
　附錄C銅熱電阻分度表
　附錄D鉑銠10-鉑熱電偶分度表
　附錄E鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   2.控制儀表的防爆措施 控制儀表主要采用隔爆外殼型防爆措施和本質(zhì)安全型防爆措施。 （1）隔爆外殼型防爆儀表 采用隔爆外殼型防爆措施的儀表稱隔爆外殼型防爆儀表，其特點是儀表的電路和接線端子全部置于防爆殼體內(nèi)，其表殼強度足夠大，接合面間隙足夠深，最大的間隙寬度又足夠窄。這樣，即使儀表因事故在表殼內(nèi)部產(chǎn)生燃燒或爆炸時，火焰穿過縫隙過程中，受縫隙壁吸熱及阻滯作用，將大大降低其外傳能量和溫度，從而不會引起儀表外部規(guī)定的易爆性氣體混合物的爆炸。隔爆外殼型防爆結(jié)構(gòu)的具體防爆措施是采用耐壓80～100N／cm2以上的表殼，表殼外部的溫升不得超過由易爆性氣體或蒸汽的引燃溫度所規(guī)定的數(shù)值，表殼接合面的縫隙寬度及深度應(yīng)根據(jù)它的容積和易爆性氣體的級別采用規(guī)定的數(shù)值。 隔爆外殼型防爆儀表安裝及維護正常時，它能達到規(guī)定的防爆要求，但是揭開儀表表殼后，就失去了防爆性能，因此不能在通電運行的情況下打開表殼進行檢修或調(diào)整。此外，這種防爆結(jié)構(gòu)長期使用后，由于表殼結(jié)合面的磨損，縫隙寬度將會增大，因而長期使用會逐漸降低防爆性能。 （2）本質(zhì)安全型防爆儀表 采用本質(zhì)安全型防爆措施的儀表稱本質(zhì)安全型防爆儀表，也稱安全火花型防爆儀表。這種防爆結(jié)構(gòu)的儀表，在正常狀態(tài)下或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱電效應(yīng)均不會引起規(guī)定的易爆性氣體混合物爆炸。正常狀態(tài)指在設(shè)計規(guī)定條件下的工作狀態(tài)，故障狀態(tài)指電路中非保護性元件損壞或產(chǎn)生短路、斷路、接地及電源故障等情況。 安全火花型防爆儀表所采取的防爆措施主要有以下兩方面。 1）儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。通常，正常工作電壓不大于DC24V，電流不大于DC 20mA；故障時電壓不大于DC 35V，電流不大于DC 35mA。 2）在電路設(shè)計上，對處于危險場所的電路適當(dāng)選擇電阻、電容和電感的參數(shù)值，以限制火花能量，使其只產(chǎn)生安全火花；同時在較大的電容、電感回路中并聯(lián)雙向二極管，以消除不安全火花。 顯然，安全火花型儀表防爆性能是儀表電路本身固有的防爆性能。它在本質(zhì)上就是安全的，即使產(chǎn)生電火花現(xiàn)象，由于能量很小，也是安全火花，不致引起爆炸。因此，安全火花型防爆儀表從原理上講它能適用于各種爆炸性氣體或蒸汽的場合，其防爆性能不隨時間而變化，而且可在運行狀態(tài)下進行維修和整理。

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