化工儀錶及自動控制（簡體書）

《化工儀錶及自動控制》在內容編排和組織上，注重理論聯繫實際，引用生產實際和工程實例，介紹了化工生產過程中自動控制系統方面的基礎知識，重點闡述了被控對象的建模、檢測變送儀錶、自動控制儀錶、執行器，各種自動控制系統的特點、設計及常用複雜控制系統的分析。在簡單、複雜控制系統的基礎上，還介紹了計算機控制系統，最後結合生產過程介紹了典型化工單元操作的控制方案。本書內容豐富、結構嚴謹、系統性強，理論聯繫實際，重在培養學生的工程意識和工程應用能力，以適用人才培養新模式；結合現代控制技術的特點，在傳統自動控制基礎知識的基礎上，對新概念、新技術、新儀錶、新系統做了全面的闡述，以適應自動檢測技術和自動化理論的新發展。
本書可用作化工、食品、製藥、煉油、輕工、冶金等工藝類專業的本科生教材，亦可作為相關專業的研究生和工程技術人員的參考用書。

緒論/001



第一章自動控制系統基礎知識/003

第一節化工自動化的主要內容003

第二節自動控制系統的組成和分類004

一、自動控制系統的基本組成004

二、自動控制系統的分類006

第三節自動控制系統的表示方法007

一、方框圖007

二、工藝管道及控制流程圖009

第四節自動控制系統的過渡過程和評價方法011

一、自動控制系統的過渡過程011

二、過渡過程的形式012

三、自動控制系統的評價指標013

四、過渡過程品質的影響因素016

習題016



第二章對象特性及數學建模/019

第一節化工過程的對象特性及描述方法019

第二節對象數學模型的建立020

一、機理建模021

二、實驗建模023

第三節描述對象特性的參數025

一、放大係數K025

二、時間常數T027

三、滯後時間τ029

習題030



第三章檢測儀錶及傳感器/032

第一節化工檢測儀錶基礎知識032

一、化工檢測儀錶的分類032

二、測量過程及誤差033

三、儀錶的品質指標034

第二節壓力檢測儀錶036

一、壓力檢測儀錶的分類036

二、彈性式壓力計038

三、電氣式壓力計040

四、壓力檢測儀錶的選用及安裝043

第三節流量檢測儀錶046

一、流量檢測儀錶的分類046

二、速度式流量計048

三、容積式流量計060

四、質量式流量計061

五、流量檢測儀錶的選用原則062

第四節溫度測量儀錶064

一、溫度測量儀錶的分類064

二、熱電偶溫度計067

三、熱電阻溫度計073

四、新型溫度傳感器及變送器074

五、溫度測量儀錶的選用及安裝077

第五節物位測量儀錶078

一、物位測量儀錶的分類078

二、差壓式液位計080

三、電容式物位傳感器083

四、磁致伸縮液位計085

五、其它非接觸式物位計085

六、物位測量儀錶的選用原則087

第六節顯示儀錶088

一、數字式顯示儀錶089

二、智能顯示儀錶090

習題091



第四章自動控制儀錶/094

第一節概述094

一、控制器的發展094

二、控制器的分類096

第二節控制器的基本控制規律097

一、控制器的控制規律097

二、雙位控制098

三、比例控制（P）099

四、比例積分控制（PI）102

五、比例微分控制（PD）104

六、比例積分微分控制（PID）105

第三節模擬式控制器106

一、控制器的基本結構及原理107

二、DDZ-Ⅲ型電動控制器107

第四節數字式控制器110

一、可編程調節器110

二、可編程序控制器115

習題117



第五章執行器/119

第一節概述119

一、執行器的分類119

二、執行器的組成120

三、執行器的工作原理121

四、執行器的作用方式121

第二節執行機構122

一、氣動執行機構122

二、電動執行機構123

三、電-氣轉換器及閥門定位器124

第三節控制機構128

一、控制機構的結構128

二、控制閥的流量特性131

第四節執行器的選擇和維護136

一、執行器結構形式的選擇136

二、控制閥流量特性的選擇137

三、控制閥口徑的選擇139

四、氣動執行器的安裝和維護139

第五節數字閥與智能控制閥140

一、數字閥140

二、智能控制閥141

習題141



第六章簡單控制系統/143

第一節簡單控制系統的基本組成143

第二節簡單控制系統的設計144

一、被控變量的選擇145

二、操縱變量的選擇147

三、測量元件特性的影響150

四、執行器的選擇152

五、控制器的設計152

第三節簡單控制系統分析和設計實例160

一、貯槽液位過程控制系統的設計160

二、蒸汽加熱物料溫度控制系統設計161

三、噴霧式乾燥設備控制系統設計161

習題164



第七章複雜控制系統/167

第一節串級控制系統167

一、串級控制的結構167

二、串級控制的抗幹擾過程170

三、串級控制的特點172

四、串級控制系統的設計172

五、串級控制分析與設計實例179

第二節前饋控制系統181

一、前饋控制的工作原理182

二、前饋控制的特點183

三、前饋控制的結構184

四、前饋控制適用的場合186

五、前饋控制系統應用實例186

第三節均勻控制系統187

一、均勻控制的工作原理187

二、均勻控制的特點188

三、均勻控制的結構189

第四節比值控制系統190

一、比值控制的工作原理190

二、比值控制的結構191

三、比值控制系統的設計195

第五節分程控制系統196

一、分程控制的工作原理196

二、分程控制的結構197

三、分程控制的特點198

四、分程控制系統的設計201

第六節選擇性控制系統202

一、選擇性控制系統工作原理202

二、選擇性控制的結構203

三、選擇性控制系統的設計207

習題209



第八章計算機控制系統/211

第一節概述211

一、計算機控制系統的組成211

二、計算機控制系統的分類212

第二節集散控制系統213

一、集散控制系統的組成213

二、集散控制系統的應用215

第三節現場總線控制系統219

一、現場總線控制系統技術的特徵219

二、現場總線控制系統國際標準化220

三、現場總線控制系統簡介220

習題222



第九章典型單元操作的控制方案/223

第一節流體輸送過程的自動控制223

一、離心泵控制方案224

二、容積式泵控制方案225

三、氣體輸送機械控制方案226

第二節換熱過程的自動控制226

一、載熱體換熱控制方案227

二、工藝物料間換熱控制方案228

三、蒸發過程控制方案229

四、冷凍系統控制方案230

第三節精餾過程的自動控制231

一、精餾塔的控制要求231

二、精餾塔塔頂產品質量控制的被控變量選擇232

三、精餾塔整體控制方案234

第四節化學反應過程的自動控制235

一、釜式反應器控制方案236

二、固定床反應器控制方案237

三、流化床反應器控制方案238

習題239



附錄/240

附錄一常用壓力錶規格及型號240

附錄二鉑銠10-鉑熱電偶分度表241

附錄三鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表243

附錄四鎳鉻-鎳矽熱電偶分度表244

附錄五鉑電阻分度表246

附錄六銅電阻（Cu50）分度表248

附錄七銅電阻（Cu100）分度表248



參考文獻/249