過程控制儀表及裝置

前言

　　本教材立足高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，遵循主動適應(yīng)社會發(fā)展需要、突出應(yīng)用性和針對性、加強實踐能力培養(yǎng)的原則，融入國內(nèi)高職示范院校先進的教學(xué)成果，借鑒國外職業(yè)教育思想以及教材建設(shè)思路，從高職院校的實際出發(fā)，精選內(nèi)容，突出重點，力求教材本身的實用性和教材對高職學(xué)生的適用性?！　∵^程控制儀表及裝置是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的工具，是生產(chǎn)過程高效運行的保障，有助于提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)過程的原材料和能源損耗。近年來，由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，過程控制儀表已經(jīng)進入以DCS和智能儀表為主的時代，同時，模擬式的控制儀表在中國仍將繼續(xù)大量使用。因此，本教材力求重組教學(xué)內(nèi)容，去掉陳舊的，提煉有用的，加強有效的，引入先進的，努力使課程內(nèi)容體現(xiàn)該領(lǐng)域的先進技術(shù)，以提高職業(yè)教育的針對性和適應(yīng)性。具體做法是：摒棄了已經(jīng)過時的電動Ⅱ型儀表和氣動儀表（僅保留氣動執(zhí)行器），加強了目前工業(yè)控制的主流控制裝置DCS，引入具有發(fā)展?jié)摿Φ闹悄苁浆F(xiàn)場儀表，設(shè)置了過程控制儀表應(yīng)用系統(tǒng)案例分析等。　　本書具有以下特點。　　● 集理論、實踐技能訓(xùn)練與技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為一體，體系新穎，體現(xiàn)了新世紀(jì)高職高專人才教育的培養(yǎng)模式和基本要求。理論以“夠用為度”，實踐以“實用為主”。　　● 將知識點與技能點緊密結(jié)合，并注重經(jīng)驗技能和技術(shù)技能的結(jié)合。理論聯(lián)系實際，掌握知識與培養(yǎng)能力并行，注重培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和解決工程實際問題的能力，突出了高等職業(yè)教育的應(yīng)用特色和能力本位。　　● 全書編寫采用“目標(biāo)驅(qū)動法”。每章以知識目標(biāo)和技能目標(biāo)為主線，以儀表功能模塊剖析為手段，以實際工程應(yīng)用案例分析為示范，以樹狀小結(jié)為濃縮，結(jié)構(gòu)清晰，深入淺出，便于高職學(xué)生學(xué)習(xí)。　　● 提出了實訓(xùn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)配置或最低配置，以方便各校選用。　　● 案例分析內(nèi)容覆蓋面寬，選擇性強，可滿足不同行業(yè)的需求。　　本書在編寫過程中，先后得到了許多單位和個人的大力支持和幫助，亦在此表示誠摯的謝意！　　由于編者水平有限，書中錯漏在所難免，懇請廣大讀者批評指正。　　編者2010年7月

內(nèi)容概要

　　
本書立足高等職業(yè)教育的應(yīng)用特色和能力本位，突出人才應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，融理論教學(xué)與實踐訓(xùn)練為一體，系統(tǒng)地介紹了過程控制儀表及裝置的構(gòu)成原理、使用、安裝和調(diào)試技術(shù)。本書編寫采用“目標(biāo)驅(qū)動法”，共9章；涵蓋了生產(chǎn)現(xiàn)場的變送器、模擬式控制器、執(zhí)行器、輔助儀表、數(shù)字式控制器、dcs、智能式現(xiàn)場儀表和過程控制儀表與裝置的應(yīng)用案例分析。為適應(yīng)不同行業(yè)的需要，應(yīng)用案例分析涉及到石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥等行業(yè)。
　　
本書理論聯(lián)系實際，工學(xué)結(jié)合，內(nèi)容豐富，實用性??？勺鳛楦呗毟邔Ｔ盒?、本科院校舉辦的職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)生產(chǎn)自動化技術(shù)類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為五年制高職、成人教育生產(chǎn)自動化及相關(guān)專業(yè)的教材，還可供從事生產(chǎn)自動化技術(shù)工作的人員參考使用。

書籍目錄

緒論
第1章　過程控制儀表的基本知識
　1.1過程控制儀表的信號制式
　　1.1.1信號制式
　　1.1.2信號標(biāo)準(zhǔn)
　1.2電動儀表信號標(biāo)準(zhǔn)的使用
　　1.2.1采用4～20ma dc電流信號傳送
　　1.2.2采用1～5v dc電壓信號實現(xiàn)控制室內(nèi)部儀表間聯(lián)絡(luò)
　　1.2.3控制系統(tǒng)儀表之間的典型連接方式
　1.3過程控制儀表防爆的基本知識
　　1.3.1防爆儀表的標(biāo)準(zhǔn)
　　1.3.2控制儀表防爆措施
　　1.3.3安全火花防爆系統(tǒng)的構(gòu)成
　1.4過程控制儀表的型號命名
　　1.4.1ddz-ⅲ型儀表的型號及命名
　　1.4.2qdz型儀表的型號及命名
　1.5過程控制儀表的分析方法
　　1.5.1過程控制儀表的總體分析思路
　　1.5.2采用單個放大器的分析方法
　　1.5.3采用集成運算放大器的分析方法
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題1
第2章　變送器
　2.1概述
　?2.1.1變送器的構(gòu)成原理
　　2.1.2變送器的量程調(diào)整、零點調(diào)整和零點遷移
　2.2電容式差壓變送器
　　2.2.1電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)與工作原理
　　2.2.2差壓變送器的選用、安裝和維護
　實訓(xùn)1差壓變送器的認識與校驗
　2.3其他差壓變送器
　　2.3.1擴散硅式差壓變送器
　　2.3.2振弦式差壓變送器
　　2.3.3deltapi k系列電感式變送器
　2.4溫度變送器
　　2.4.1熱電偶溫度變送器
　　2.4.2一體化熱電偶溫度變送器
　　2.4.3熱電阻溫度變送器
　　2.4.4?體化熱電阻溫度變送器
　實訓(xùn)2ddz-ⅲ型溫度變送器的校驗
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題2
第3章　模擬式控制器
　3.1控制器的控制規(guī)律
　　3.1.1基本控制規(guī)律
　　3.1.2工程常用控制規(guī)律
　3.2ddz-ⅲ型控制器
　　3.2.1主要功能
　　3.2.2基型控制器的構(gòu)成
　　3.2.3手動/自動無擾動切換
　　3.3基型控制器的操作
　　3.3.1基型控制器的外部結(jié)構(gòu)
　　3.3.2基型控制器的使用方法
　實訓(xùn)3基型控制器的認識與使用方法
　實訓(xùn)4基型控制器的δ、ti?td測試
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題3
第4章　執(zhí)行器
　4.1概述
　　4.1.1執(zhí)行器的種類及特點
　　4.1.2執(zhí)行器的構(gòu)成
　　4.1.3執(zhí)行器的作用方式
　4.2執(zhí)行機構(gòu)
　　4.2.1氣動執(zhí)行機構(gòu)
　　4.2.2電動執(zhí)行機構(gòu)
　4.3調(diào)節(jié)機構(gòu)
　　4.3.1調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和特點
　　4.3.2控制閥的流量系數(shù)
　　4.3.3控制閥的可調(diào)比
　　4.3.4控制閥的流量特性
　4.4閥門定位器
　　4.4.1氣動閥門定位器
　　4.4.2電/氣閥門定位器
　4.5執(zhí)行器?選擇
　　4.5.1執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇
　　4.5.2控制閥的流量特性選擇
　　4.5.3控制閥口徑選擇
　　4.6氣動薄膜控制閥性能測試
　　4.6.1氣動薄膜控制閥主要性能指標(biāo)
　　4.6.2性能指標(biāo)的測試方法
　4.7執(zhí)行器的安裝與維護
　　4.7.1執(zhí)行器的安裝
　　4.7.2執(zhí)行器的維護
　實訓(xùn)5執(zhí)行器與電/氣閥門定位器的認識與校驗
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題4
第5章　輔助儀表
　5.1安全柵
　　5.1.1齊納式安全柵
　　5.1.2變壓器隔離式安全柵
　5.2信號分配器
　5.3變頻器
　5.4電源箱及電源分配器
　　5.4.1電源箱
　　5.4.2電源分配器
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題5
第6章　數(shù)字式控制器
　6.1概述
　　6.1.1數(shù)字式控制器的分類
　　6.1.2數(shù)字式控制器的特點
　　6.1.3數(shù)字式控制器的構(gòu)成原理
　6.2slpc可編程調(diào)節(jié)器
　　6.2.1slpc可編程調(diào)節(jié)器的性能
　　6.2.2slpc可編程調(diào)節(jié)器的硬件結(jié)構(gòu)
　　6.2.3slpc可編程調(diào)節(jié)器的指令系統(tǒng)
　　6.2.4slpc可編程調(diào)節(jié)器的控制功能指令
　　6.2.5slpc可編程調(diào)節(jié)器的程序輸入方法
　　6.2.6slpc可編程調(diào)節(jié)器的投運與維護
　實訓(xùn)6slpc可編程調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與使用方法
　實訓(xùn)7slpc可編程調(diào)節(jié)器編程與仿真程序運行
　思考與練習(xí)題6
第7章　集散控制系統(tǒng)
　7.1概述
　　7.1.1集散控制系統(tǒng)的基本概念
　　7.1.2集散控制系統(tǒng)的特點
　　7.1.3集散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
　7.2dcs的硬件結(jié)構(gòu)
　　7.2.1現(xiàn)場控制站（fcs）
　　7.2.2操作員站（ops）
　7.3dcs的軟件系統(tǒng)
　　7.3.1現(xiàn)場控制站軟件系統(tǒng)
　?7.3.2操作員站軟件系統(tǒng)
　　7.3.3dcs控制回路組態(tài)
　　7.3.4流程圖生成
　　7.3.5歷史數(shù)據(jù)庫及報表生成
　　7.3.6opc技術(shù)
　7.4dcs應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)方法
　　7.4.1水箱液位裝置流程及控制要求
　　7.4.2系統(tǒng)控制方案
　　7.4.3系統(tǒng)組態(tài)方法
　實訓(xùn)8dcs系統(tǒng)的認識與操作
　實訓(xùn)9水箱液位串級控制系統(tǒng)的組態(tài)
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題7
第8章　智能式現(xiàn)場儀表
　8.1現(xiàn)場總線技術(shù)
　　8.1.1現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展
　　8.1.2hart協(xié)議
　　8.1.3現(xiàn)場總線協(xié)議
　8.2智能式差壓變送器
　　8.2.1eja智能式差壓變送器
　　8.2.2st3000智能式差壓變送器
　　8.2.3lsⅲ-pa智能式差壓變送器
　8.3智能式溫度變送器
　　8.3.1智能式溫度變送器的特點
　　8.3.2tt302智能式溫度變送器
　8.4智能式電動執(zhí)行機構(gòu)和智能式閥門定位器
　　8.4.1智能式電動執(zhí)行機構(gòu)
　　8.4.2智能式閥門定位器
　實訓(xùn)10智能式差壓變送器（eja）的認識與操作
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題8
第9章　過程控制儀表及裝置應(yīng)用系?案例分析
　9.1基型控制器在安全火花型防爆系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　9.1.1溫度控制系統(tǒng)原理圖
　　9.1.2溫度控制系統(tǒng)接線圖
　9.2slpc可編程調(diào)節(jié)器在壓縮機防喘振控制中的應(yīng)用
　　9.2.1工藝流程及控制要求
　　9.2.2防喘振方案分析
　　9.2.3用slpc實現(xiàn)防喘振方案
　9.3kmm可編程調(diào)節(jié)器在加熱爐溫度控制中的應(yīng)用
　　9.3.1控制方案分析
　　9.3.2用kmm實現(xiàn)前饋-串級控制方案
　9.4用dcs實現(xiàn)結(jié)晶器鋼水液位的控制
　　9.4.1結(jié)晶器鋼水液位控制系統(tǒng)原理
　　9.4.2結(jié)?器鋼水液位控制方案
　　9.4.3用dcs實現(xiàn)結(jié)晶器鋼水液位控制方案
　9.5用dcs實現(xiàn)發(fā)電機組熱電阻的故障檢測
　　9.5.1概述
　　9.5.2測溫元件加裝斷路（斷阻）保護
　9.6現(xiàn)場總線功能模塊的應(yīng)用
　　9.6.1概述
　　9.6.2溫壓補正流量測量(ff-h1協(xié)議)
　　9.6.3串級控制系統(tǒng)
　　9.6.4鍋爐三沖量水位控制系統(tǒng)
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)題9
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：考慮到執(zhí)行器中的電動機常處于頻繁的啟動、制動過程中，在控制器輸出過載或其他原因使閥卡位時，電動機還可能長期處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，為保證電動機在這種情況下不致因過熱而燒毀，這種電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大和啟動電流較小的特點。另外，為了盡量減少伺服電動機在斷電后按慣性繼續(xù)“惰走”的過程，并防止電動機斷電后被負載作用力推動，發(fā)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在伺服電動機內(nèi)部還裝有傍磁式制動機構(gòu)，以保證電動機在斷電時，轉(zhuǎn)子立即被制動。（2）減速器。伺服電動機轉(zhuǎn)速較高，輸出轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)速一般為600～900r,／min，而調(diào)節(jié)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速較低，輸出轉(zhuǎn)矩大，輸出軸全行程（90°）時間一般為25s，即輸出軸轉(zhuǎn)速為0.6 r／rain。因此，伺服電動機和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間必須裝有減速器，將高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩變成低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩，伺服電動機和調(diào)節(jié)機構(gòu)之間一般裝有兩級減速器，減速比一般為（1000～1500）：1。減速器采用平齒輪和行星減速機混合的傳動機構(gòu)。其中，平齒輪加工簡單，傳動效率高，但減速器體積大；行星減速機構(gòu)具有體積小、減速比大、承載力大、效率高等優(yōu)點。（3）位置發(fā)送器。位置發(fā)送器根據(jù)差動變壓器的工作原理，利用輸出軸的位移來改變鐵芯在差動線圈中的位置，以產(chǎn)生反饋信號和位置信號。為保證位置發(fā)送器穩(wěn)定的電壓及反饋信號與輸出軸位移成線性關(guān)系，位置發(fā)送器的差動變壓器電源采用Lc串聯(lián)諧振磁飽和穩(wěn)壓，并在位置發(fā)送器內(nèi)設(shè)置零點補償電路，從而保證了位置發(fā)送器良好的反饋特性。角行程電動執(zhí)行器的位置發(fā)送器通過凸輪和減速器輸出軸相接，差動變壓器的鐵芯用彈簧緊壓在凸輪的斜面上，輸出軸旋轉(zhuǎn)0°～90°差動變壓器鐵芯產(chǎn)生軸向位移，位置發(fā)送器輸出電流為4～20mADC。

編輯推薦

《過程控制儀表及裝置(第2版)》：工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會“十二五”規(guī)劃教材,全國高等職業(yè)教育工業(yè)生產(chǎn)自動化技術(shù)系列規(guī)劃教材

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