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第一章 自动控制系统概述 1

1-1 自动控制系统的类型 3

一、开环控制系统 4

二、闭环控制系统 4

1-2 静态和动态 8

1-3 闭环控制系统的过渡过程及其品质指标 9

一、闭环控制系统的过渡过程 9

二、控制系统的品质指标 12

1-4 组成闭环控制系统的自动化仪表简介 14

一、单元组合仪表 14

二、基地式仪表 15

思考题 16

第二章 检测元件和变送器 17

2-1 温度的检测和变送 18

一、热电偶 19

二、热电阻 22

三、热电偶和热电阻的动态特性 24

四、DBW电动温度变送器 28

2-2 流量、液位、压力的检测和变送 36

一、流量检测 36

二、液位检测 41

四、QBC气动差压变送器 43

三、压力检测 43

五、QBY气动压力变送器 49

六、DBL电动靶式流量变送器 51

2-3 成分检测 52

一、常用成分仪表的类型 52

二、成分检测的静态特性、影响静态特性的误差因素及排除措施 56

三、成分检测的动态特性 57

思考题 58

第三章 显示仪表 60

3-1 动圈式指示仪表 61

一、配热电偶的XCZ-101动圈指示仪 62

二、配热电阻的XCZ-102动圈指示仪 63

3-2 自动平衡式指示记录仪 64

一、电子电位差计 64

二、电子自动平衡电桥 68

思考题 71

第四章 对象特性 72

4-1 对象特性的一般分析 75

一、放大系数K 75

二、时间常数T 79

三、时滞(滞后时间)τ 82

4-2 简单对象的数学描述 85

一、单容对象的动态方程 85

4-3 对象特性的实验测定 89

二、双容对象的动态方程(二阶液位对象) 89

一、阶跃扰动法 90

二、矩形脉冲扰动法 92

三、周期扰动法 93

四、统计相关法 93

思考题 94

第五章 执行器——气动薄膜调节阀 95

5-1 气动薄膜调节阀的结构及类型 95

一、气动薄膜调节阀的结构 95

二、气动薄膜调节阀的类型 98

5-2 调节阀的静态特性——流量特性 102

一、调节阀的理想流量特性 103

二、调节阀的工作流量特性 105

5-3 调节阀的动态特性 108

5-4 调节阀的选择与计算 110

一、调节阀的选择 110

二、调节阀的计算 113

5-5 调节阀的变差 115

5-6 阀门定位器 116

一、阀门定位器的工作原理 116

二、阀门定位器的作用 119

5-7 调节阀的安装、使用 120

思考题 121

第六章 调节器 122

6-1 调节器的基本控制规律 123

一、双位控制 123

二、比例控制(P) 126

三、比例积分控制(PI) 131

四、比例微分控制(PD) 138

五、比例积分微分控制(PID) 142

6-2 单元组合式调节器 146

一、电动Ⅱ型调节器(DTL-121、DTL-321) 147

二、DDZ-Ⅲ型电动调节器 160

三、气动调节器 164

一、数字式控制仪表 167

6-3 其他调节仪表 167

二、气动集装式调节仪表 168

思考题 170

第七章 组成自动控制系统的其他环节 171

7-1 计算单元 171

一、开方器 171

二、乘除器 172

三、加减器 173

四、比值器和分流器 173

7-2 转换单元 174

一、电-气转换器 174

一、Q型操作器 175

7-3 辅助单元 175

二、频率转换器 175

二、遥控板 177

思考题 179

第八章 简单控制系统的设计、投运及调节器参数的工程整定 180

8-1 简单控制系统的设计 180

一、被控变量的选择 181

二、操作变量的选择 183

三、检测变送环节对控制系统的影响 186

四、控制规律的选择 189

五、气动薄膜调节阀特性的选择 190

8-2 简单控制系统的投运 191

8-3 调节器参数的工程整定 193

一、经验法 194

二、临界比例度法 197

三、衰减曲线法 198

思考题 199

第九章 复杂控制系统 201

9-1 串级控制系统 201

一、串级控制系统的基本概念 201

二、串级控制系统的特点及适用场合 205

三、串级控制系统的设计 209

四、串级控制系统的构成方案 213

五、串级控制系统的投运和参数整定 214

9-2 均匀控制系统 215

一、均匀控制系统的目的和要求 215

二、均匀控制系统的形式 217

三、调节器控制规律和调节器参数的选择 218

9-3 比值控制系统 219

一、比值控制系统的类型 220

二、比值控制系统的构成方案 223

三、比值系数K的计算 225

四、比值控制系统的整定 228

9-4 分程控制系统 228

一、分程控制的应用 229

二、分程控制对调节阀的要求 232

9-5 前馈控制系统 234

一、前馈控制和反馈控制 234

二、前馈控制系统的结构形式 236

三、前馈参数整定 240

四、前馈控制系统的应用 240

9-6 选择性控制系统 242

一、选择性控制系统的概念 242

二、选择性控制系统的类型 243

三、积分饱和及其防止措施 246

四、选择性控制系统的选型 248

一、单冲量控制系统 249

9-7 多冲量控制系统 249

二、双冲量控制系统 250

三、三冲量控制系统 252

思考题 254

第十章 典型化工单元的控制方案 255

10-1 流体输送设备的控制方案 255

一、泵的控制方案 256

二、压缩机的控制方案 260

10-2 传热设备的控制方案 266

一、两侧均无相变的换热器的控制方案 267

二、载热体进行冷凝的蒸汽加热器的控制 270

三、载热体进行汽化的氨冷器的控制方案 272

四、管式加热炉的控制方案 273

五、锅炉燃烧过程的控制方案 276

10-3 精馏塔的控制方案 278

一、工艺要求 278

二、扰动分析及操作变量和被控变量的选择 279

三、按精馏段指标的控制方案 282

四、按提馏段指标的控制方案 284

五、压力控制 286

六、内回流及热焓控制 290

七、其他控制方案简介 292

一、反应器的控制要求及被控变量的选择 294

10-4 化学反应器的控制方案 294

二、反应器的控制方案 296

三、化学反应器控制方案举例 299

思考题 302

第十一章 计算机控制系统 303

11-1 直接数字控制系统(DDC) 304

11-2 计算机监督控制系统(SCC或SPC) 306

一、SCC加模拟调节器的控制系统 306

二、SCC加DDC的控制系统 307

11-3 分级控制系统 310

11-4 过程动态数学模型 312

一、动态数学模型的类型 312

二、建立动态数学模型的途径 313

思考题 315

附录1 镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶分度表 316

附录2 镍铬-考铜热电偶分度表 325

附录3 铂铑10-铂热电偶分度表 326

附录4 铂热电阻分度表(Pt50) 338

附录5 铂热电阻分度表(Pt 100) 343

附录6 铜热电阻分度表 348

附录7 气动调节阀型号编制说明 350

附录8 气动薄膜调节阀主要技术数据 352

附录9 ZMABS-320 220型气动薄膜调节阀技术数据 354

附录10 C值计算公式表 355

参考文献 356