過程控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《過程控制技術(shù)（第2版）》試圖改變原有的學(xué)科教學(xué)規(guī)律及理念，在第一版的基礎(chǔ)上，通過對高職高專院校畢業(yè)生的工作崗位專業(yè)技術(shù)應(yīng)用的過程與特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)規(guī)律，建立了以學(xué)習(xí)自動(dòng)化基礎(chǔ)理論為先導(dǎo)，重點(diǎn)掌握過程控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)運(yùn)行，調(diào)試、安裝與維護(hù)等技能的內(nèi)容體系，強(qiáng)化了自動(dòng)化工程技術(shù)的實(shí)用性。
　　《過程控制技術(shù)（第2版）》共8章分為兩篇。第一部分為過程控制理論，闡述過程控制系統(tǒng)的基本概念、基本構(gòu)成與基本要求，過程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立和過程控制系統(tǒng)的分析方法；第二部分為過程控制技術(shù)的工程應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了單回路控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試、安裝與維護(hù)、設(shè)計(jì)與建設(shè)的方法；對串級、比值、前饋等復(fù)雜控制系統(tǒng)及多變量控制系統(tǒng)的控制方案、操作調(diào)試與工程實(shí)施進(jìn)行了比較全面的闡述；對常見的工業(yè)生產(chǎn)過程工藝操作要求提供了自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和解決方案，并為今后能從事過程控制技術(shù)工程設(shè)計(jì)打下初步基礎(chǔ)。
　　本書可作為高職高專院校生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)以及相關(guān)自動(dòng)化類專業(yè)的教材使用，也可提供給石油、化工、冶煉、發(fā)電、建材、輕工等行業(yè)的工程技術(shù)人員參考和職工培訓(xùn)教材使用。

書籍目錄

緒論
第一篇過程控制技術(shù)基本理論部分
1過程控制系統(tǒng)的基本概念
1.1過程控制系統(tǒng)的組成、分類及方塊圖和術(shù)語
1.1.1過程控制系統(tǒng)的組成及其分類
1.1.2過程控制系統(tǒng)的方塊圖及其術(shù)語
1.2對過程控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.1過程控制系統(tǒng)的過渡過程
1.2.2對過程控制系統(tǒng)的基本要求
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
2過程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1被控對象的數(shù)學(xué)模型
2.1.1數(shù)學(xué)模型
2.1.2一階被控對象的數(shù)學(xué)模型
2.1.3二階被控對象的數(shù)學(xué)模型
2.2過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.2.1傳遞函數(shù)
2.2.2過程控制系統(tǒng)的方塊圖及其簡化
2.2.3過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.3被控對象數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)測取
2.3.1對象的自衡特性
2.3.2階躍法的數(shù)據(jù)處理
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
3過程控制系統(tǒng)的分析
3.1過程控制系統(tǒng)的過渡過程分析
3.1.1一階過程控制系統(tǒng)的過渡過程
3.1.2二階過程控制系統(tǒng)的過渡過程
3.1.3過程控制系統(tǒng)過渡過程的質(zhì)量指標(biāo)
3.1.4過程控制系統(tǒng)過渡過程的質(zhì)量指標(biāo)評定
3.2過程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.2.1過程控制系統(tǒng)穩(wěn)定的基本條件
3.2.2過程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度
3.3常規(guī)控制規(guī)律對過程控制質(zhì)量的影響
3.3.1常規(guī)控制器的控制規(guī)律
3.3.2常規(guī)控制器的控制規(guī)律對過程控制質(zhì)量的影響
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
第二篇過程控制技術(shù)工程應(yīng)用部分
4單回路控制系統(tǒng)
4.1單回路控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理
4.1.1單回路控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
4.1.2單回路控制系統(tǒng)的工作原理
4.2單回路控制系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)試方法
4.2.1控制器PID控制規(guī)律與正反作用的選擇方法
4.2.2單回路控制系統(tǒng)的運(yùn)行
4.2.3單回路控制系統(tǒng)的調(diào)試方法
4.3單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案分析
4.3.1被控變量與操縱變量的選擇
4.3.2執(zhí)行器的選擇
4.3.3檢測儀表的選擇分析
4.4單回路控制系統(tǒng)的工程實(shí)施方案
4.4.1單回路控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)
4.4.2單回路控制系統(tǒng)的工程實(shí)施方案
4.5單回路控制系統(tǒng)的故障及排除故障方法
4.5.1單回路控制系統(tǒng)一般性故障的判斷
4.5.2排除故障的分析法
4.6控制系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)對控制質(zhì)量的影響
4.6.1控制系統(tǒng)間的相互關(guān)聯(lián)
4.6.2相互關(guān)聯(lián)對控制質(zhì)量的影響及消除方法
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
5串級、比值、前饋控制系統(tǒng)
5.1串級控制系統(tǒng)應(yīng)用
5.1.1串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識
5.1.2串級控制系統(tǒng)的工作機(jī)理
5.1.3串級控制系統(tǒng)的運(yùn)行操作
5.1.4串級控制系統(tǒng)的調(diào)試方法
5.1.5串級控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析
5.1.6串級控制系統(tǒng)的實(shí)施案例
5.1.7串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
5.1.8串級控制系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用
5.2比值控制系統(tǒng)應(yīng)用
5.2.1比值控制系統(tǒng)的解決方案
5.2.2比值控制系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)試
5.2.3比值控制系統(tǒng)的實(shí)施
5.3前饋控制系統(tǒng)解決方案
5.3.1前饋控制的作用與特點(diǎn)
5.3.2前饋控制系統(tǒng)的解決方案
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
6多變量過程控制系統(tǒng)
6.1均勻控制系統(tǒng)解決方案
6.1.1均勻控制的概念
6.1.2均勻控制系統(tǒng)的解決方案
6.1.3均勻控制系統(tǒng)的調(diào)試方法
6.2分程控制系統(tǒng)解決方案
6.2.1分程控制的概念
6.2.2分程控制系統(tǒng)的解決方案
6.2.3分程控制系統(tǒng)實(shí)施方法分析
6.3選擇性控制系統(tǒng)解決方案
6.3.1選擇性控制系統(tǒng)的認(rèn)識
6.3.2選擇性控制系統(tǒng)的解決方案
6.3.3控制器的積分飽和現(xiàn)象與防止措施
6.4自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)解決方案
6.4.1自動(dòng)信號報(bào)警系統(tǒng)
6.4.2自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
7工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制方案
7.1流體輸送設(shè)備運(yùn)行過程的自動(dòng)控制
7.1.1離心泵運(yùn)行過程的自動(dòng)控制
7.1.2往復(fù)泵運(yùn)行過程的自動(dòng)控制
7.1.3壓縮機(jī)運(yùn)行過程的自動(dòng)控制
7.1.4離心式壓縮機(jī)防喘振的自動(dòng)控制
7.2傳熱過程的自動(dòng)控制
7.2.1換熱器的自動(dòng)控制
7.2.2蒸汽加熱器的自動(dòng)控制
7.2.3冷卻器的自動(dòng)控制
7.3精餾塔生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制
7.3.1精餾塔的控制目標(biāo)
7.3.2精餾塔的干擾因素
7.3.3精餾塔生產(chǎn)過程質(zhì)量指標(biāo)的選擇
7.3.4精餾塔生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制方案
7.4鍋爐生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制
7.4.1鍋爐生產(chǎn)過程的控制要求
7.4.2鍋爐汽包水位的自動(dòng)控制
7.4.3過熱蒸汽溫度的自動(dòng)控制
7.4.4鍋爐燃燒過程的自動(dòng)控制
7.5化學(xué)反應(yīng)器生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制
7.5.1化學(xué)反應(yīng)器的控制要求
7.5.2化學(xué)反應(yīng)器的自動(dòng)控制
7.5.3工業(yè)生產(chǎn)過程pH值的自動(dòng)控制
小結(jié)
例題和解答
思考題與習(xí)題
8過程控制工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
8.1工程設(shè)計(jì)的基本知識
8.1.1工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和方法
8.1.2工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定
8.2自控工程設(shè)計(jì)圖形符號
8.2.1字母代號
8.2.2分散控制、共用顯示、邏輯和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符號
8.2.3過程顯示圖形符號和文字符號
8.2.4儀表位號及編制方法
8.2.5施工圖中儀表管線編號原則及方法
8.2.6分散控制、共用顯示、邏輯和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)符號的應(yīng)用示例
8.3集散控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)概況
8.3.1施工圖設(shè)計(jì)的基本程序
8.3.2集散控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的若干
問題
小結(jié)
思考題與習(xí)題
附錄
附錄1拉氏變換對照表
附錄2被測變量及儀表組合功能示例
附錄3工藝流程圖上設(shè)備和機(jī)器圖例符號
附錄4工藝流程圖上的物料代號
附錄5工藝流程圖上管道、管件、閥門及附件圖例
附錄6控制閥氣開、氣關(guān)形式選擇參考表
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.5單回路控制系統(tǒng)的故障及排除故障方法 4.5.1 單回路控制系統(tǒng)一般性故障的判斷 控制系統(tǒng)在線運(yùn)行時(shí)，不能滿足控制質(zhì)量指標(biāo)的要求，或者記錄儀表上所標(biāo)明的記錄曲線偏離控制質(zhì)量指標(biāo)的要求，這說明方案設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)存在故障，需要及時(shí)處理，排除故障。一般來說，控制系統(tǒng)開車運(yùn)行初期或停車階段，由于工藝生產(chǎn)過程不正常、不穩(wěn)定，各類故障較多。當(dāng)然，這種故障不一定都出自控制系統(tǒng)和儀表本身，也可能來自工藝流程部分。判斷自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，涉及面也較廣，大致可以歸納為如下幾方面。 ①工藝過程設(shè)計(jì)不合理或者工藝本身不穩(wěn)定，從而在客觀上造成控制系統(tǒng)擾動(dòng)頻繁、擾動(dòng)幅度變化很大，自控系統(tǒng)在調(diào)整過程中不斷受到新的擾動(dòng)，使控制系統(tǒng)的工作復(fù)雜化，從而反映在記錄曲線上的控制質(zhì)量不夠理想，這時(shí)需要工藝和儀表，同心協(xié)力、共同分析，才能排除故障。尤其在生產(chǎn)過程中，缺少一定的檢測手段，較難判斷故障原因。可以在對控制系統(tǒng)中各儀表進(jìn)行認(rèn)真檢查，并確認(rèn)可靠的基礎(chǔ)上，將自動(dòng)切換為手動(dòng)。在開環(huán)情況下運(yùn)行，若生產(chǎn)工藝操作頻繁，參數(shù)不易穩(wěn)定，調(diào)整困難，則一般可以判斷是由于工藝過程設(shè)計(jì)不合理或者工藝本身不穩(wěn)定引起的。 ②自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障也可能是控制系統(tǒng)中個(gè)別儀表造成的。例如儀表靈敏度的下降，精度不高，尤其安裝在現(xiàn)場的控制閥，由于腐蝕、磨損、填料的干澀而造成閥桿摩擦力增加，使控制閥的性能變壞，它的記錄曲線如圖4—42（f）所示。據(jù)資料分析統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障大多數(shù)是控制閥造成的。這是因?yàn)閷τ诔刂崎y以外的儀表，如控制器、顯示記錄儀表，維護(hù)、檢修比較方便。目前，在大中型的化工廠中，一般設(shè)有專門的控制閥維護(hù)人員，承擔(dān)全廠范圍控制閥的維護(hù)檢修，并積累了不少成功經(jīng)驗(yàn)。 ③自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障與控制器參數(shù)的整定是否恰當(dāng)有關(guān)。眾所周知，控制器參數(shù)不同，開環(huán)系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)特性就發(fā)生變化，控制質(zhì)量也就發(fā)生改變。控制器參數(shù)整定不當(dāng)而造成控制系統(tǒng)的質(zhì)量不高屬于軟故障一類。分析這方面的故障，需要一定的自動(dòng)化基礎(chǔ)知識。需要強(qiáng)調(diào)的是，控制器參數(shù)的確定不是靜止不變的，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，控制對象的動(dòng)、靜態(tài)特性隨著變化，控制器的參數(shù)隨之也要調(diào)整。 ④控制系統(tǒng)的故障還和儀表的安裝、儀表使用與維護(hù)周期、自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有關(guān)。在分析、判斷控制系統(tǒng)故障之前，必須要做到“兩了解”。 ①應(yīng)比較透徹地了解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工、安裝、儀表的精度及性能、控制器的控制規(guī)律及參數(shù)設(shè)置等。 ②應(yīng)全面了解有關(guān)工藝生產(chǎn)過程的情況及其操作條件，這對進(jìn)行控制系統(tǒng)故障分析是極有幫助的。 在分析和檢查故障前，應(yīng)首先向當(dāng)班操作工了解情況，包括處理量、操作條件、原料等是否改變，結(jié)合記錄曲線進(jìn)行分析，以確定故障產(chǎn)生的原因，盡快排除故障。 ①如果記錄曲線產(chǎn)生突變，記錄指針跑向最大或最小位置時(shí)，故障多半出現(xiàn)在儀表部分，因?yàn)楣に噮?shù)一般變化都比較緩慢，并且有一定的規(guī)律性。例如，熱電偶或熱電阻信號斷路了。 ②記錄曲線呈直線狀不變化，或記錄曲線原來一直有波動(dòng)，突然變成了一條直線。在這種情況下，故障極有可能出現(xiàn)在儀表部分。因記錄儀表一般靈敏度都較高，工藝參數(shù)或多或少的變化都應(yīng)該在記錄儀上反映出來。必要時(shí)可以人為地改變一下工藝條件，如果記錄仍無反應(yīng)，則是檢測系統(tǒng)儀表出了故障。例如，差壓變送器的導(dǎo)壓管堵塞了。

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