前言

第1章概述1

1 1自动控制系统的组成1

1 2自动控制系统的分类2

1 2 1按系统的结构特点分类3

1 2 2按给定信号的特点分类4

1 3自动控制系统的品质指标4

1 3 1静态与动态4

1 3 2系统的品质指标4

1 4工艺管道及控制流程图7

1 4 1仪表功能标志8

1 4 2仪表位号8

1 4 3仪表的图形符号及安装位置8

1 4 4测量点与连接线的图形符号8

1 4 5常见执行机构及控制阀体的

图形符号9

1 4 6常规仪表控制系统图形符号

示例9

1 5化工自动化的发展概况9

1 5 1仪表化与局部自动化阶段9

1 5 2综合自动化阶段9

1 5 3全盘自动化阶段10

习题与思考题10

第2章对象特性及其建模12

2 1对象的数学模型12

2 2模型形式及参数特性13

2 2 1线性系统输入输出模型的

表示13

2 2 2模型特性参数对被控变量

的影响14

2 3模型建立的方法18

2 3 1机理建模方法18

2 3 2实验建模方法21

2 3 3混合建模方法24

习题与思考题24

第3章检测变送仪表25

3 1检测变送仪表的基本性能与分类25

3 1 1检测的基本概念25

3 1 2检测仪表的基本性能26

3 1 3检测仪表的分类29

3 1 4变送器的使用30

3 2压力检测仪表31

3 2 1压力的基本概念32

3 2 2压力检测仪表的分类32

3 2 3差压（压力）变送器35

3 2 4差动电容差压（压力）变

送器37

3 2 5微型化压力变送器38

3 2 6压力检测仪表的选用和

安装41

3 3温度检测仪表43

3 3 1温度测量的方法43

3 3 2热电偶温度检测仪表44

3 3 3热电阻温度检测仪表50

3 3 4DDZ—Ⅲ型温度变送器52

3 3 5微型化温度变送器53

3 4流量检测仪表54

3 4 1流量的基本概念54

3 4 2差压式流量计55

3 4 3靶式流量计59

3 4 4转子流量计59

3 4 5容积式流量计61

3 4 6涡轮流量计62

3 4 7涡街流量计63

3 4 8电磁流量计64

3 5物位检测仪表65

3 5 1浮力式液位变送器65

3 5 2差压式液位计66

3 5 3电容式物位计68

3 5 4超声波物位计70

3 5 5光电式物位计72

3 6成分分析仪表72

3 6 1pH计74

3 6 2红外气体分析仪75

3 6 3气相色谱分析仪76

3 6 4氧量分析仪77

习题与思考题80

第4章显示仪表82

4 1模拟式显示仪表82

4 1 1动圈式显示仪表82

4 1 2自动平衡式显示仪表83

4 1 3声光式显示仪表85

4 2数字式显示仪表86

4 2 1显示仪表的发展趋势86

4 2 2全数字式显示仪表86

4 2 3数字模拟混合显示仪表87

4 3虚拟显示仪表89

习题与思考题90

第5章自动控制仪表91

5 1控制器的发展与分类91

5 1 1控制器的发展过程91

5 1 2控制器的分类92

5 2控制器基本控制规律92

5 2 1双位控制93

5 2 2比例控制（P）94

5 2 3比例积分控制（PI）97

5 2 4比例微分控制（PD）98

5 2 5比例积分微分控制（PID）99

5 2 6PID控制规律总结100

5 3模拟式控制器100

5 4数字式控制器102

5 4 1数字式控制器的组成102

5 4 2可编程序控制器104

5 4 3专家自整定控制器107

5 5执行器108

5 5 1执行器的分类及特点108

5 5 2执行器的组合方式109

5 5 3执行器的基本结构110

5 6调节机构110

5 6 1调节阀的分类110

5 6 2调节阀的流量特性112

5 7执行机构116

5 7 1电动执行机构116

5 7 2气动执行机构117

5 8电—气转换器和电—气阀门

定位器118

5 9执行器的选择119

5 9 1执行器结构形式的选择119

5 9 2调节阀流量特性的选择120

5 9 3调节阀口径的选择121

习题与思考题121

第6章简单控制系统123

6 1简单控制系统的基本结构123

6 2简单控制系统设计的主要内容124

6 3简单控制系统的方案设计124

6 3 1被控变量的选择124

6 3 2操纵变量的选择125

6 3 3放大系数、时间参数和滞后

时间对控制质量的影响126

6 4元件特性对控制系统的影响128

6 4 1测量元件时间常数对控制系统

的影响128

6 4 2测量元件输出信号传递滞后对

控制系统的影响129

6 4 3执行元件对控制系统的影响130

6 5控制器的设计130

6 5 1控制器控制规律的选择130

6 5 2控制器正、反作用的确定131

6 6控制器参数的工程整定132

6 6 1临界比例度法132

6 6 2衰减曲线法134

6 6 3经验法135

6 7单回路控制系统的投运135

6 8简单控制系统的分析与设计136

6 8 1蒸汽加热、物料温度控制系统

的分析与设计136

6 8 2喷雾式干燥设备控制系统的分

析与设计137

6 8 3精馏塔控制系统的分析与

设计138

习题与思考题142

第7章复杂控制系统143

7 1提高控制品质的控制系统143

7 1 1串级控制系统143

7 1 2前馈控制系统152

7 1 3大延时控制系统157

7 2特定要求过程控制系统159

7 2 1比值控制系统159

7 2 2均匀控制系统161

7 2 3分程控制系统163

7 2 4选择性控制系统166

习题与思考题167

第8章计算机控制系统169

8 1计算机控制系统的组成与特点169

8 1 1计算机控制系统的组成169

8 1 2计算机控制系统的特点及

用途169

8 2直接数字控制系统170

8 3集散控制系统171

8 4现场总线控制系统173

8 4 1现场总线的组成173

8 4 2现场总线控制系统的结构173

8 4 3现场总线控制系统的特点174

8 5控制系统实例分析175

8 5 1工业水处理pH值的智能

控制175

8 5 2集散控制系统在火力发电厂中

的应用实例178

8 5 3现场总线控制系统的应用

实例181

习题与思考题184

附录185

附录A铂铑10 铂热电偶分度表185

附录B镍铬 铜镍热电偶分度表189

附录C镍铬 镍硅热电偶分度表190

附录DPt100热电阻分度表193

附录ECu50热电阻分度表196

附录FCu100热电阻分度表196

参考文献198