儀錶控制系統的構成與操作（簡體書）

《高職高專項目導向系列教材:儀表控制系統的構成與操作》可作為高職高專石油、化工等生產過程自動化相關專業的項目化教材，也可供企業的工程技術人員使用。

遼寧石化職業技術學院是于2002年經遼寧省政府審批，遼寧省教育廳與中國石油錦州石化公司聯合創辦的與石化產業緊密對接的獨立高職院校，2010年被確定為首批“國家骨干高職立項建設學校”。多年來，學院深入探索教育教學改革，不斷創新人才培養模式。
2007年，以于雷教授《高等職業教育工學結合人才培養模式理論與實踐》報告為引領，學院正式啟動工學結合教學改革，評選出10名工學結合教學改革能手，奠定了項目化教材建設的人才基礎。
2008年，制定7個專業工學結合人才培養方案，確立21門工學結合改革課程，建設13門特色校本教材，完成了項目化教材建設的初步探索。
2009年，伴隨遼寧省示范校建設，依托校企合作體制機制優勢，多元化投資建成特色產學研實訓基地，提供了項目化教材內容實施的環境保障。
2010年，以戴士弘教授《高職課程的能力本位項目化改造》報告為切入點，廣大教師進一步解放思想、更新觀念，全面進行項目化課程改造，確立了項目化教材建設的指導理念。
2011年，圍繞國家骨干校建設，學院聘請李學鋒教授對教師系統培訓“基于工作過程系統化的高職課程開發理論”，校企專家共同構建工學結合課程體系，骨干校各重點建設專業分別形成了符合各自實際、突出各自特色的人才培養模式，并全面開展專業核心課程和帶動課程的項目導向教材建設工作。
學院整體規劃建設的“項目導向系列教材”包括骨干校5個重點建設專業（石油化工生產技術、煉油技術、化工設備維修技術、生產過程自動化技術、工業分析與檢驗）的專業標準與課程標準，以及52門課程的項目導向教材。該系列教材體現了當前高等職業教育先進的教育理念，具體體現在以下幾點：
在整體設計上，擯棄了學科本位的學術理論中心設計，采用了社會本位的崗位工作任務流程中心設計，保證了教材的職業性；
在內容編排上，以對行業、企業、崗位的調研為基礎，以對職業崗位群的責任、任務、工作流程分析為依據，以實際操作的工作任務為載體組織內容，增加了社會需要的新工藝、新技術、新規范、新理念，保證了教材的實用性；
在教學實施上，以學生的能力發展為本位，以實訓條件和網絡課程資源為手段，融教、學、做為一體，實現了基礎理論、職業素質、操作能力同步，保證了教材的有效性；
在課堂評價上，著重過程性評價，弱化終結性評價，把評價作為提升再學習效能的反饋工具，保證了教材的科學性。
目前，該系列校本教材經過校內應用已收到了滿意的教學效果，并已應用到企業員工培訓工作中，受到了企業工程技術人員的高度評價，希望能夠正式出版。根據他們的建議及實際使用效果，學院組織任課教師、企業專家和出版社編輯，對教材內容和形式再次進行了論證、修改和完善，予以整體立項出版，既是對我院幾年來教育教學改革成果的一次總結，也希望能夠對兄弟院校的教學改革和行業企業的員工培訓有所助益。
感謝長期以來關心和支持我院教育教學改革的各位專家與同仁，感謝全體教職員工的辛勤工作，感謝化學工業出版社的大力支持。歡迎大家對我們的教學改革和本次出版的系列教材提出寶貴意見，以便持續改進。
遼寧石化職業技術學院院長
2012年春于錦州

概述
一、神奇的自動化
二、過程控制儀表及系統的分類
三、過程控制儀表及系統的發展
四、過程控制系統的性能要求
五、儀表的信號制
學習情境一精餾塔控制系統的構成與操作
任務一液位定值控制系統的控制方案設計
任務二差壓變送器的選擇
任務三智能PID控制器的使用
任務四智能電動調節閥的使用
任務五液位定值控制系統構成、投運和PID參數工程整定
學習情境二加熱爐串級控制系統的構成與操作
任務一串級控制系統的構成方案
任務二控制閥選擇
任務三智能閥門定位器與氣動調節閥安裝校驗
任務四串級控制系統的投運和參數整定
學習情境三電加熱鍋爐（汽提塔）溫度控制系統的構成與操作
任務一電加熱溫度控制方案及儀表的選型
任務二電加熱溫度控制系統的構成與操作
學習情境四泵的給水控制系統的構成與操作
任務一泵的變頻控制方案
任務二富士FRN變頻器控制參數設定及運行
學習情境五乙酸乙酯生產裝置的輔助控制
任務一萃取精餾塔塔釜液位的均勻控制
任務二萃取精餾塔塔壓的分程控制
任務三乙酸乙酯反應釜進料量的比值控制
學習情境六鍋爐設備的控制
任務一鍋爐汽包單沖量水位控制
任務二鍋爐汽包雙沖量水位控制
任務三鍋爐汽包三沖量水位控制
任務四鍋爐汽包蒸汽壓力與燃料氣壓力的選擇性控制
學習情境七催化氣壓縮機的控制
任務一催化氣壓縮機的壓力控制
任務二催化氣壓縮機的防喘振控制
學習情境八過程控制系統安裝調試綜合實訓
任務一液位串級控制系統安裝調試綜合實訓
任務二氣動薄膜控制閥的組裝與校驗
參考文獻

3.主、副被控變量的選擇
主被控變量的選擇與簡單控制系統相同。副被控變量的選擇必須保證它是操縱變量到主被控變量這個控制通道中的一個適當的中間變量。這是串級控制系統設計的關鍵問題。副被控變量的選擇還要考慮以下幾個因素。
①使主要擾動作用在副對象上，這樣副回路能更快更好地克服擾動，副回路的作用才能得以發揮。如在加熱爐溫度串級控制系統中，爐膛溫度作為副被控變量，就能較好地克服燃料熱值等擾動的影響。但如果燃料油壓力是主要擾動，則應采用燃料油壓力作為副被控變量，可以更及時地克服擾動，如圖2—2所示。這時副對象僅僅是一段管道，時間常數很小，控制作用很及時。
②使副對象包含適當多的擾動，實際上是副被控變量選擇的問題。副被控變量越靠近主被控變量，它包含的擾動量越多，但同時通道變長，滯后增加；副被控變量越靠近操縱變量，它包含的擾動越少，通道越短。因此，要選擇一個適當位置，使副對象在包含主要擾動的同時，能包含適當多的擾動，從而使副回路的控制作用得以更好地發揮。
③主、副對象的時間常數不能太接近。通常，副對象的時間常數小于主對象的時間常數。這是因為如果副對象時間常數很大，說明副被控變量的位置很靠近主被控變量。兩個變量幾乎同時變化，失去設置副回路的意義。
如果兩個對象時間常數基本相等，由于主、副回路是密切相關的，系統可能出現“共振”，使系統控制質量下降甚至出現不穩定的問題。原則上，主、副對象時間常數之比應在3～10范圍內。
因此，通常使副對象的時間常數明顯小于主對象的時間常數。
4.控制器控制規律的選擇
（1）主、副控制器控制規律的選擇
在串級控制系統中，主、副控制器所起的作用是不同的。主控制器起定值控制作用。副控制器起隨動控制作用，這是選擇控制規律的基本出發點。
主被控變量是工藝操作的主要指標，允許波動的范圍很小，一般要求無余差，因此，主控制器應選PI或PID控制規律。副被控變量的設置是為了保證主被控變量的控制質量，可以允許在一定范圍內變化，允許有余差，因此副控制器只要選P控制規律就可以了。一般不引入積分控制規律，因為副被控變量允許有余差，而且副控制器的放大系數較大，控制作用強，余差小，若采用積分規律會延長控制過程，減弱副回路的快速作用。但是，在選擇流量為副被控變量參數時，為了保持系統穩定，比例度必須選得較大，這樣，比例控制作用偏弱，為此引入積分作用，采用PI控制規律。此時引入積分作用的主要目的不是清除余差，而是增強控制作用。副控制器一般也不引入微分控制規律，副回路本身起著快速作用，再引入微分規律會使控制閥動作過大，對控制不利。