自動(dòng)化與儀表工程師手冊(cè)

前言

在迅速變化的全球環(huán)境中，過(guò)程制造企業(yè)和公司面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)。為了使企業(yè)能在競(jìng)爭(zhēng)中取得成功，必須做好節(jié)能減排與安全生產(chǎn)、努力降低產(chǎn)品制造成本、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、更好地為客戶(hù)提供服務(wù)等工作。大量的實(shí)踐表明，采用工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于提高企業(yè)的效益和性能更為有效。 工業(yè)自動(dòng)化是一門(mén)多科學(xué)的技術(shù)，包括測(cè)量?jī)x表、執(zhí)行器和過(guò)程控制系統(tǒng)等內(nèi)容。它的基礎(chǔ)知識(shí)包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的工藝、設(shè)備、流程的基本知識(shí)。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程儀表化、操作自動(dòng)化、管理科學(xué)化。真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期、滿(mǎn)負(fù)荷和優(yōu)化地運(yùn)行。因此，自動(dòng)化儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)的知識(shí)已成為現(xiàn)代技術(shù)人員必備的知識(shí)。為適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和工程技術(shù)人員的需求，特編寫(xiě)本手冊(cè)。 關(guān)于自動(dòng)控制和儀表已有許多教材和參考書(shū)。然而，結(jié)合工業(yè)實(shí)際和應(yīng)用的手冊(cè)比較少。本手冊(cè)從工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際出發(fā)，著重從應(yīng)用角度進(jìn)行介紹，盡量避免過(guò)多的數(shù)學(xué)描述與理論證明。本手冊(cè)的特點(diǎn)是：①介紹一般工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制對(duì)象的基本知識(shí)和模型建立方法：②從應(yīng)用角度出發(fā)介紹檢測(cè)儀表、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線及網(wǎng)絡(luò)；③以實(shí)例介紹控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)和優(yōu)化控制方法：④介紹工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)范和設(shè)計(jì)文件。 本手冊(cè)共分6篇，32章。第1篇是自動(dòng)控制系統(tǒng)知識(shí)，由樂(lè)嘉謙負(fù)責(zé)組織編寫(xiě)。在這一篇中除了介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)以外，還著重介紹了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的工藝、設(shè)備、安全以及環(huán)境工程方面的基本知識(shí)，為測(cè)量和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供大量被控過(guò)程和對(duì)象的工藝機(jī)理知識(shí)。第2篇是測(cè)量?jī)x表與執(zhí)行器，由蔣愛(ài)萍負(fù)責(zé)組織編寫(xiě)，分別介紹了各種測(cè)量?jī)x表、在線分析儀表、顯示儀表、特殊測(cè)量?jī)x表以及執(zhí)行器。第3篇是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由張永德、黃文君、馮冬芹組織編寫(xiě),分別介紹國(guó)內(nèi)外主要的集散型(DCS)控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器(PLC)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)以及工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)。第4篇是先進(jìn)控制與企業(yè)綜合自動(dòng)化，由王樹(shù)青、金曉明、劉金琨組織編寫(xiě),常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)、過(guò)程建模方法、軟測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)控制系統(tǒng)、過(guò)程監(jiān)督控制、企業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)及示例。第5篇是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制應(yīng)用示例，由潘立登、白瑞祥、馬竹梧組織編寫(xiě),介紹化工單元過(guò)程控制、煉油工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制、火力發(fā)電過(guò)程控制、鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程以及輕工造紙生產(chǎn)的控制。第6篇是儀表、控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，由沈世昭組織編寫(xiě),介紹了儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件、資料、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，流程工業(yè)常用控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)，儀表控制系統(tǒng)和測(cè)量方法的選擇、儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及文件。 參加本手冊(cè)編寫(xiě)的人員眾多，有來(lái)自高等院校的教授，也有來(lái)自設(shè)計(jì)、研究等單位具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程技術(shù)人員。因此，手冊(cè)中不但有基礎(chǔ)理論和方法，而且有大量的實(shí)際應(yīng)用示例，使手冊(cè)更具參考作用。

內(nèi)容概要

本手冊(cè)是一部自動(dòng)控制原理和自動(dòng)化儀表在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用的工具書(shū)。
手冊(cè)共分6篇32章，主要內(nèi)容包括工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和自動(dòng)控制系統(tǒng)
基礎(chǔ)知識(shí)；測(cè)量?jī)x表和執(zhí)行器；DCS、PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線及工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)；先進(jìn)控制技術(shù)及企業(yè)綜合自動(dòng)化；工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制應(yīng)用示例，其中包括：化工、煉油、火力發(fā)電和鋼鐵生產(chǎn)等過(guò)程；最后還介紹了儀表控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。
本手冊(cè)可供廣大從事儀表和自動(dòng)控制的工程技術(shù)人員使用，也可作為大專(zhuān)院校師生以及科技管理工作者的常用參考資料。

作者簡(jiǎn)介

王樹(shù)青 浙大教授，長(zhǎng)期從事自控領(lǐng)域研究和實(shí)踐工作，是我國(guó)杰出的自控專(zhuān)家。

書(shū)籍目錄

第1篇 基礎(chǔ)知識(shí)
　第1章 自動(dòng)控制系統(tǒng)
　第2章 流程工業(yè)常用工藝知識(shí)
　第3章 流程工業(yè)常用設(shè)備
　第4章 流程工業(yè)安全與保護(hù)系統(tǒng)
　第5章 環(huán)境工程
第2篇 測(cè)量?jī)x表與執(zhí)行器
　第6章 測(cè)量技術(shù)基
　第7章 測(cè)量?jī)x表
　第8章 在線分析儀表
　第9章 顯示儀表
　第10章 特殊測(cè)量及儀表
　第11章 執(zhí)行器
第3篇 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
　第12章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
　第13章 集散控制系統(tǒng)
　第14章 可編程控制器(PLC)
　第15章 現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)
　第16章 工業(yè)計(jì)算機(jī)(IPC)技術(shù)
第4篇 先進(jìn)控制與綜合自動(dòng)化
　第17章 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性與系統(tǒng)建模
　第18章 復(fù)雜控制系統(tǒng)
　第19章 軟測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用
　第20章 先進(jìn)控制技術(shù)
　第21章 監(jiān)督控制
　第22章 企業(yè)綜合自動(dòng)化
第5篇 工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制應(yīng)用示例
　第23章 化工單元過(guò)程控制
　第24章 煉油工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制
　第25章 火力發(fā)電過(guò)程控制
　第26章 鋼鐵行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)
　第27章 輕工造紙生產(chǎn)典型過(guò)程控制
第6篇 儀表控制?統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
　第28章 設(shè)計(jì)概論
　第29章 流程工業(yè)過(guò)程控制及工程設(shè)計(jì)
　第30章 儀表控制系統(tǒng)選擇
　第31章 測(cè)量方法選擇
　第32章 儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)文件
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：流場(chǎng)中各點(diǎn)處的流速、壓力、密度和溫度等參數(shù)都不隨時(shí)間變化的流動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為定常流（穩(wěn)定流），否則稱(chēng)為非定常流。脈動(dòng)流就是一種非定常流的流動(dòng)狀態(tài)，其特點(diǎn)是流量雖為時(shí)間的函數(shù)，但在足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)的平均值是一個(gè)常數(shù)。脈動(dòng)流的產(chǎn)生是由于工程上使用著許多脈動(dòng)機(jī)械，如旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式原動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、真空泵、活塞式水泵等。另外，管道運(yùn)行和控制系統(tǒng)的振蕩也是流動(dòng)脈動(dòng)可能的來(lái)源。脈動(dòng)流的頻率范圍從幾分之一赫茲到幾百赫茲，脈動(dòng)幅度從平均流量的百分之幾到百分之一百，甚至更大。工業(yè)上常用的流量計(jì)都是在定常流的狀態(tài)下進(jìn)行標(biāo)定的，因此，其標(biāo)定數(shù)據(jù)通常只適用于定常流動(dòng)時(shí)的流量測(cè)量。實(shí)際上，各類(lèi)流量計(jì)都有一個(gè)允許的非定常流的界限值（閾值），如果碰到脈動(dòng)流的脈動(dòng)幅值超出了閾值，就會(huì)對(duì)流量計(jì)產(chǎn)生影響，可能出現(xiàn)較大的誤差。脈動(dòng)流量的測(cè)量方法包括以下三種。（1）使用電磁流量計(jì)根據(jù)電磁感應(yīng)定律的原理制成的電磁流量計(jì)可以直接用于測(cè)量脈動(dòng)流量。因此，如果被測(cè)介質(zhì)是導(dǎo)電的液體，選擇激勵(lì)頻率較高的電磁流量計(jì)，就可以對(duì)脈動(dòng)流量作出快速的響應(yīng)。用于測(cè)量脈動(dòng)流量的電磁流量計(jì)要在三個(gè)方面滿(mǎn)足使用要求：①激勵(lì)頻率可調(diào)，以便得到與脈動(dòng)頻率相適應(yīng)的激勵(lì)頻率；②流量計(jì)的模擬信號(hào)處理部分能防止脈動(dòng)峰值到來(lái)時(shí)進(jìn)入飽和狀態(tài)；③對(duì)顯示部分作平滑處理，以能讀出流量的平均值。

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《自動(dòng)化與儀表工程師手冊(cè)》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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