過程控制工程設計

前言

《過程控制工程設計》一書成書之后，經過多次重印，已經被多所院校采用。由于技術的快速發(fā)展，使得該書有些內容需要重新整合，內容偏老、偏舊的需要刪除，新內容需要添加。有些新的觀念、思路需要替換老的內容，所以對該書進行修訂。作為工科學生，作為自動化與測控專業(yè)的學生，既要有系統(tǒng)的理論知識，還要有些工程方面的知識，這是其工程素養(yǎng)的重要組成部分。本書的目的就是使學生建立起過程控制工程設計的概念，對過程控制工程設計有一個整體的了解。由于早期的過程自動化主要是由儀表作為控制裝置來實現(xiàn)的，所以原行業(yè)標準是針對儀表制定的。隨著計算機和網絡技術的發(fā)展，以計算機和網絡技術為基礎的控制工具在自動化領域的大量應用，使得自動化工程發(fā)生了根本性的變化，為此《自控專業(yè)施工圖設計內容深度規(guī)定》（HG20506—92）中兼顧了傳統(tǒng)技術與新技術兩個方面，但該標準還是一個過渡性標準。為此，又推出了與國際接軌的設計標準，此即1998年推出的化工裝置自控工程設計規(guī)定（上、下卷）國際通用設計體制。一般稱國際通用設計體制為新設計體制，稱以前的標準為老設計體制。修訂后，本書以新體制為主，附帶介紹一些老體制。該書為自動化專業(yè)控制工程課程設計用教材，全書的課時數(shù)為40課時。全書共14章，孫洪程修訂緒論、第一章 、第四章 、第六章 ～第十一章 、第十三章 、第十四章 ；李大字修訂第二章 、第三章 和第十二章 ，增補第五章 內容；全書由孫洪程統(tǒng)稿。本書獲得北京化工大學精品教材立項和北京市高等教育精品教材立項贊助，在此表示感謝。由于編者水平有限，書中難免會出現(xiàn)疏漏，懇切希望使用本書的各方人士提出批評意見，編者將不勝感激。

內容概要

本書是一本過程控制工程設計的入門教材，是在第一版基礎上修訂的本科教材。書中以計算機類控制工具（DCS、FCS、PLC）為主，講述過程控制工程設計的整體情況。由于一些中小自動化項目還有采用常規(guī)儀表的，所以仍然保留了這些內容的介紹。書中內容包括過程控制工程設計階段的劃分與各階段的設計任務、設計過程、與相關專業(yè)的協(xié)調關系等內容；講述了控制方案的確定原則、圖例符號及控制方案的表達、自控設備的選擇原則與自控設備的表達方法。關于工程實施中的問題，書中講述了控制系統(tǒng)的連接、電纜敷設、儀表供電與供氣、液位與流量測量的計算、調節(jié)閥口徑的計算等內容。最后簡要介紹了自控工程驗收等相關內容。本書在內容編排上仍然以工程設計的問題為主線介紹相關的設計內容，優(yōu)先介紹國際通用設計體制工程表達和設計文件的繪制（編制），同時適當介紹了老設計體制。書中的工程表達方法以國家標準、行業(yè)標準為主，兼顧一些工程界的習慣表達。    本書可作為過程自動化和測控技術與儀器專業(yè)過程控制工程設計教材，也可作為過程自動化工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

緒論第一章 自控工程設計的任務和方法步驟　第一節(jié) 自控工程設計的任務　　一、工程項目的劃分及參與各方　　二、自控工程設計工作內容與任務　第二節(jié) 自控工程設計的體制　　一、國際通用設計體制（HG／T20636～20639）　　二、過渡設計體制　第三節(jié) 自控工程設計的階段劃分和設計內容　　一、國際通用設計體制中的階段劃分和設計內容　　二、老設計體制中的階段劃分和設計內容　第四節(jié) 自控工程設計的方法和程序　　一、自控工程設計的方法　　二、自控工程設計的程序　第五節(jié) 自控設計與其他專業(yè)的協(xié)作關系　　一、自控專業(yè)與工藝專業(yè)的設計條件關系　　二、自控專業(yè)與系統(tǒng)專業(yè)的設計條件關系　　三、自控專業(yè)與管道專業(yè)的設計分工　　四、自控專業(yè)與電氣專業(yè)的設計分工　　五、自控專業(yè)與電信、機泵及安全（消防）專業(yè)的設計分工　第六節(jié) 自控專業(yè)工程設計中常用規(guī)定和標準第二章 自控方案　第一節(jié) 自控方案的確定　第二節(jié) 圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定　　一、儀表位號　　二、文字代號　　三、圖形符號　第三節(jié) 管道儀表流程圖（P&ID）的繪制　　一、P&ID的主要內容　　二、P&ID的設計過程　　三、P&ID設計所需資料　　四、P&ID的圖面布置和制圖要求　　五、P&ID的安全分析第三章 信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計　第一節(jié) 信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計原則　第二節(jié) 信號報警系統(tǒng)設計　　一、信號報警系統(tǒng)的組成　　二、信號報警系統(tǒng)的功能及動作　　三、用DCS／PLC實現(xiàn)的信號報警　第三節(jié) 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS、ESD）的設計　　一、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能和要求　　二、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的附加功能　第四節(jié) 信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程表達　　一、信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯表達　　二、信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯功能的表達符號第四章 順序控制系統(tǒng)的設計　第一節(jié) 順序控制概述　　一、順序控制的概念　　二、順序控制系統(tǒng)分類與組成　第二節(jié) 順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設計　　一、順序控制系統(tǒng)邏輯功能的表達　　二、順序控制系統(tǒng)邏輯功能的實現(xiàn)第五章 計算機監(jiān)控系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)　第一節(jié) 計算機監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）　　一、SCADA系統(tǒng)概述　　二、SCADA系統(tǒng)組成　　三、SCADA系統(tǒng)功能　　四、ScADA系統(tǒng)規(guī)劃與設計　第二節(jié) 計算機信息管理系統(tǒng)　　一、ERP系統(tǒng)　　二、MES系統(tǒng)設計　　三、MIS系統(tǒng)　　四、信息系統(tǒng)工程實施設計第六章 自控設備的選擇　第一節(jié) 控制裝置的選擇　　一、控制裝置的類型和特點　　二、控制裝置的選擇　第二節(jié) 檢測儀表（元件）、控制閥的選擇　　一、溫度測量儀表的選型　　二、壓力測量儀表的選型　　三、流量測量儀表的選型　　四、物位測量儀表的選型　……第七章 控制室的設計原則第八章 系統(tǒng)連接第九章 電纜的敷設與儀表的安裝第十章 儀表供電、供氣系統(tǒng)設計第十一章 節(jié)流裝置、調節(jié)閥與差壓式液位計的計算第十二章 自控設計中的安全及防護措施第十三章 自控設計中涉及的其他文件第十四章 自控工程的施工、試運行及驗收附錄1 DCS工程設計程序附錄2 DCS技術規(guī)格書編制大綱附錄3 PLC技術規(guī)格書編制大綱附錄4 安全儀表系統(tǒng)（SIS、ESD）技術規(guī)格書編制大綱參考文獻

章節(jié)摘錄

一、自控工程設計的方法在接到一個工程項目后，進行自控工程設計時，按照什么樣的方法來完成這些內容呢？本節(jié)介紹完成這些內容的先后順序和它們之間的相互關系，而對于一些主要環(huán)節(jié)的詳細討論在后面各章節(jié)中分別進行。1．熟悉工藝流程這是自控設計的第一步。一個成功的自控設計，自控設計人員對工藝熟悉和了解的深度將是重要的因素。在這階段還需收集工藝中有關的物性參數(shù)和重要數(shù)據(jù)。2．確定自控方案，完成工藝控制流程圖（PCI））了解工藝流程，并在和工藝人員充分協(xié)商后，定出各檢測點、控制系統(tǒng)，確定全工藝流程的自控方案，在此基礎上可畫出工藝控制流程圖（PCD），并配合工藝系統(tǒng)專業(yè)完成各版管道儀表流程圖（P&ID）。3．儀表選型，編制有關儀表信息的設計文件在儀表選型中，首先要確定的是采用常規(guī)儀表還是I）CS系統(tǒng)。然后，以確定的控制方案和所有的檢測點，按照工藝提供的數(shù)據(jù)及儀表選型的原則，查閱有關部門匯編的產品目錄和廠家的產品樣本與說明書，調研產品的性能、質量和價格，選定檢測、變送、顯示、控制等各類儀表的規(guī)格、型號。并編制出自控設備表或儀表數(shù)據(jù)表等有關儀表信息的設計文件。4．控制室設計自控方案確定，儀表選型后，根據(jù)工藝特點，可進行控制室的設計。對采用常規(guī)儀表時，首先考慮儀表盤的正面布置，畫出儀表盤布置圖等有關圖紙。然后均需畫出控制室布置圖及控制室與現(xiàn)場信號連接的有關設計文件，如儀表回路圖、端子配線圖等。在進行控制室設計中，還應向土建、暖通、電氣等專業(yè)提出有關設計條件。5．節(jié)流裝置和調節(jié)閥的計算控制方案已定，所需的節(jié)流裝置、調節(jié)閥的位置和數(shù)量也都已確定，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和有關計算方法進行計算，分別列出儀表數(shù)據(jù)表中調節(jié)閥及節(jié)流裝置計算數(shù)據(jù)表與結果。并將有關條件提供給管道專業(yè)，供管道設計之用。6．儀表供電、供氣系統(tǒng)的設計自控系統(tǒng)的實現(xiàn)不僅需要供電，還需要供氣（壓縮空氣作為氣動儀表的氣源，對于電動儀表及DCS系統(tǒng)，由于目前還大量使用氣動調節(jié)閥，所以氣源也是不可少的）。為此需按照儀表的供電、供氣負荷大小及配制方式，畫出儀表供電系統(tǒng)圖、儀表空氣管道平面圖（或系統(tǒng)圖）等設計文件。7．依據(jù)施工現(xiàn)場的條件，完成控制室與現(xiàn)場間聯(lián)系的相關設計文件等土建、管道等專業(yè)的工程設計深入開展后，自控專業(yè)的現(xiàn)場條件也就清楚了。此時按照現(xiàn)場的儀表設備的方位、控制室與現(xiàn)場的相對位置及系統(tǒng)的聯(lián)系要求，進行儀表管線的配制工作。在此基礎上可列出有關的表格和繪制相關的圖紙，如列出電纜表、管纜表、儀表伴熱絕熱表等，畫出儀表位置圖、儀表電纜橋架布置總圖、儀表電纜（管纜）及橋架布置圖、現(xiàn)場儀表配線圖等。

編輯推薦

《過程控制工程設計(第2版)》是北京市高等教育精品教材立項項目叢書之一。

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