自動化與儀表工程師手冊

前言

在迅速變化的全球環(huán)境中，過程制造企業(yè)和公司面臨激烈的市場競爭與挑戰(zhàn)。為了使企業(yè)能在競爭中取得成功，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、延長設(shè)備使用壽命、更好地為客戶提供服務(wù)等工作。大量的實踐表明，采用工業(yè)過程自動化技術(shù)對于提高企業(yè)的效益和性能更為有效。 工業(yè)自動化是一門多科學(xué)的技術(shù)，包括測量儀表、執(zhí)行器和過程控制系統(tǒng)等內(nèi)容。它的基礎(chǔ)知識包括微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝、設(shè)備、流程的基本知識。通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，使工業(yè)生產(chǎn)過程儀表化、操作自動化、管理科學(xué)化。真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程安全、穩(wěn)定、長期、滿負(fù)荷和優(yōu)化地運(yùn)行。因此，自動化儀表和自動控制系統(tǒng)的知識已成為現(xiàn)代技術(shù)人員必備的知識。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，特編寫本手冊。 關(guān)于自動控制和儀表已有許多教材和參考書。然而，結(jié)合工業(yè)實際和應(yīng)用的手冊比較少。本手冊從工業(yè)生產(chǎn)過程實際出發(fā)，著重從應(yīng)用角度進(jìn)行介紹，盡量避免過多的數(shù)學(xué)描述與理論證明。本手冊的特點是：①介紹一般工業(yè)生產(chǎn)過程控制對象的基本知識和模型建立方法：②從應(yīng)用角度出發(fā)介紹檢測儀表、計算機(jī)控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線及網(wǎng)絡(luò)；③以實例介紹控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)和優(yōu)化控制方法：④介紹工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)范和設(shè)計文件。 本手冊共分6篇，32章。第1篇是自動控制系統(tǒng)知識，由樂嘉謙負(fù)責(zé)組織編寫。在這一篇中除了介紹自動控制系統(tǒng)基本知識以外，還著重介紹了工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝、設(shè)備、安全以及環(huán)境工程方面的基本知識，為測量和控制系統(tǒng)設(shè)計提供大量被控過程和對象的工藝機(jī)理知識。第2篇是測量儀表與執(zhí)行器，由蔣愛萍負(fù)責(zé)組織編寫，分別介紹了各種測量儀表、在線分析儀表、顯示儀表、特殊測量儀表以及執(zhí)行器。第3篇是計算機(jī)控制系統(tǒng)，由張永德、黃文君、馮冬芹組織編寫,分別介紹國內(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)場總線控制系統(tǒng)以及工業(yè)計算機(jī)技術(shù)。第4篇是先進(jìn)控制與企業(yè)綜合自動化，由王樹青、金曉明、劉金琨組織編寫,常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)、過程建模方法、軟測量技術(shù)、先進(jìn)控制系統(tǒng)、過程監(jiān)督控制、企業(yè)綜合自動化技術(shù)及示例。第5篇是工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制應(yīng)用示例，由潘立登、白瑞祥、馬竹梧組織編寫,介紹化工單元過程控制、煉油工業(yè)生產(chǎn)過程控制、火力發(fā)電過程控制、鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過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)計基礎(chǔ)，由沈世昭組織編寫,介紹了儀表控制系統(tǒng)設(shè)計條件、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，儀表控制系統(tǒng)和測量方法的選擇、儀表控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容及文件。 參加本手冊編寫的人員眾多，有來自高等院校的教授，也有來自設(shè)計、研究等單位具有實踐經(jīng)驗的高級工程技術(shù)人員。因此，手冊中不但有基礎(chǔ)理論和方法，而且有大量的實際應(yīng)用示例，使手冊更具參考作用。

內(nèi)容概要

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

作者簡介

王樹青 浙大教授，長期從事自控領(lǐng)域研究和實踐工作，是我國杰出的自控專家。

書籍目錄

第1篇 基礎(chǔ)知識
　第1章 自動控制系統(tǒng)
　第2章 流程工業(yè)常用工藝知識
　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 測量儀表與執(zhí)行器
　第6章 測量技術(shù)基
　第7章 測量儀表
　第8章 在線分析儀表
　第9章 顯示儀表
　第10章 特殊測量及儀表
　第11章 執(zhí)行器
第3篇 計算機(jī)控制系統(tǒng)
　第12章 計算機(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)場總線控制技術(shù)
　第16章 工業(yè)計算機(jī)(IPC)技術(shù)
第4篇 先進(jìn)控制與綜合自動化
　第17章 過程動態(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)綜合自動化
第5篇 工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制應(yīng)用示例
　第23章 化工單元過程控制
　第24章 煉油工業(yè)生產(chǎn)過程控制
　第25章 火力發(fā)電過程控制
　第26章 鋼鐵行業(yè)自動控制系統(tǒng)
　第27章 輕工造紙生產(chǎn)典型過程控制
第6篇 儀表控制?統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)
　第28章 設(shè)計概論
　第29章 流程工業(yè)過程控制及工程設(shè)計
　第30章 儀表控制系統(tǒng)選擇
　第31章 測量方法選擇
　第32章 儀表控制系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)計文件
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：流場中各點處的流速、壓力、密度和溫度等參數(shù)都不隨時間變化的流動狀態(tài)稱為定常流（穩(wěn)定流），否則稱為非定常流。脈動流就是一種非定常流的流動狀態(tài)，其特點是流量雖為時間的函數(shù)，但在足夠長的時間間隔內(nèi)的平均值是一個常數(shù)。脈動流的產(chǎn)生是由于工程上使用著許多脈動機(jī)械，如旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式原動機(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)的振蕩也是流動脈動可能的來源。脈動流的頻率范圍從幾分之一赫茲到幾百赫茲，脈動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時的流量測量。實際上，各類流量計都有一個允許的非定常流的界限值（閾值），如果碰到脈動流的脈動幅值超出了閾值，就會對流量計產(chǎn)生影響，可能出現(xiàn)較大的誤差。脈動流量的測量方法包括以下三種。（1）使用電磁流量計根據(jù)電磁感應(yīng)定律的原理制成的電磁流量計可以直接用于測量脈動流量。因此，如果被測介質(zhì)是導(dǎo)電的液體，選擇激勵頻率較高的電磁流量計，就可以對脈動流量作出快速的響應(yīng)。用于測量脈動流量的電磁流量計要在三個方面滿足使用要求：①激勵頻率可調(diào)，以便得到與脈動頻率相適應(yīng)的激勵頻率；②流量計的模擬信號處理部分能防止脈動峰值到來時進(jìn)入飽和狀態(tài)；③對顯示部分作平滑處理，以能讀出流量的平均值。

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《自動化與儀表工程師手冊》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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