第1篇過程控制系統(tǒng)
第1章單回路反饋控制系統(tǒng)1
1.1單回路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1
1.2被控變量的選擇3
1.3對象特性對控制質(zhì)量的影響及操縱變量的選擇4
1.3.1干擾通道特性對控制質(zhì)量的影響5
1.3.2控制通道特性對控制質(zhì)量的影響8
1.3.3操縱變量的選擇12
1.4控制閥的選擇12
1.4.1控制閥口徑大小的選擇12
1.4.2控制閥開閉形式的選擇12
1.4.3控制閥流量特性的選擇13
1.4.4控制閥結(jié)構(gòu)形式的選擇17
1.4.5閥門定位器的選用18
1.5測量、傳送滯后對控制質(zhì)量的影響及其克服辦法19
1.5.1測量滯后的影響19
1.5.2信號傳送滯后的影響20
1.5.3克服測量、傳送滯后的辦法21
1.6控制器參數(shù)對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響及控制規(guī)律的選擇22
1.6.1控制器參數(shù)對系統(tǒng)靜態(tài)誤差的影響22
1.6.2控制器參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)誤差的影響24
1.6.3控制規(guī)律的選擇25
1.7系統(tǒng)的關聯(lián)及其消除方法26
1.7.1系統(tǒng)關聯(lián)及其影響26
1.7.2分析系統(tǒng)關聯(lián)的方法26
1.7.3削弱或消除系統(tǒng)間關聯(lián)的方法29
1.8單回路系統(tǒng)的投運和整定29
1.8.1控制系統(tǒng)的投運30
1.8.2控制系統(tǒng)的整定31
本章思考題及習題36

第2章串級控制系統(tǒng)38
2.1串級控制系統(tǒng)概述38
2.2串級控制系統(tǒng)的實施41
2.2.1用電動Ⅲ型儀表構(gòu)成串級控制方案41
2.2.2串級控制系統(tǒng)的實施42
2.3串級控制系統(tǒng)的投運和整定45
2.3.1串級控制系統(tǒng)的投運45
2.3.2串級控制系統(tǒng)的工程整定方法45
2.4串級控制系統(tǒng)的特點46
2.5串級系統(tǒng)副回路的設計51
本章思考題及習題58

第3章比值控制系統(tǒng)60
3.1比值控制系統(tǒng)概述60
3.2比值控制系統(tǒng)的類型60
3.2.1開環(huán)比值控制系統(tǒng)60
3.2.2單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)60
3.2.3雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)62
3.2.4其他類型的比值控制62
3.3比值系數(shù)的計算65
3.3.1流量與測量信號呈線性關系時的計算65
3.3.2流量與測量信號呈非線性關系時的計算66
3.4比值控制方案的實施67
3.4.1兩類實施方案67
3.4.2比值控制方案實施舉例68
3.4.3比值控制系統(tǒng)中非線性環(huán)節(jié)的影響70
3.4.4比值控制系統(tǒng)中的信號匹配問題72
3.5比值控制系統(tǒng)的投運與整定73
3.6比值控制系統(tǒng)的其他問題74
3.6.1流量測量中的壓力、溫度的校正74
3.6.2主、副流量的動態(tài)比值問題75
3.6.3具有邏輯規(guī)律的比值控制76
3.6.4副流量供料不足時的自動配比77
3.6.5主動量與從動量的選擇78
本章思考題及習題79

第4章均勻控制系統(tǒng)81
4.1均勻控制問題的提出及特點81
4.2均勻控制方案82
4.2.1常用的幾種結(jié)構(gòu)形式82
4.2.2控制規(guī)律的選擇84
4.2.3參數(shù)整定84
4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析85
4.4其他需要說明的問題87
4.4.1氣體壓力與流量的均勻控制87
4.4.2實現(xiàn)均勻控制的其他方法87
本章思考題及習題87

第5章前饋控制系統(tǒng)88
5.1前饋控制系統(tǒng)的特點88
5.2前饋控制系統(tǒng)的幾種主要結(jié)構(gòu)形式90
5.2.1單純的前饋控制系統(tǒng)90
5.2.2前饋-反饋控制系統(tǒng)91
5.2.3前饋-串級控制系統(tǒng)92
5.3前饋控制規(guī)律的實施93
5.4前饋控制系統(tǒng)的應用95
5.5前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)整定96
5.5.1Kf的整定97
5.5.2T1、T2的整定98
5.6多變量前饋控制99
5.6.1由工藝機理建立多變量前饋控制模型99
5.6.2以線性疊加為基礎建立多變量前饋控制方程100
5.6.3多輸入-多輸出的多變量前饋控制系統(tǒng)101
本章思考題及習題104

第6章選擇性控制系統(tǒng)106
6.1選擇性控制系統(tǒng)概述106
6.2選擇性控制系統(tǒng)的類型及應用107
6.2.1開關型選擇性控制系統(tǒng)107
6.2.2連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)108
6.2.3混合型選擇性控制系統(tǒng)110
6.3選擇性控制系統(tǒng)的設計111
6.4積分飽和及其防止措施112
6.4.1積分飽和的產(chǎn)生及其危害性112
6.4.2抗積分飽和措施114
本章思考題及習題114

第7章分程及閥位控制系統(tǒng)116
7.1分程控制系統(tǒng)116
7.1.1分程控制系統(tǒng)概述116
7.1.2分程控制的應用場合117
7.1.3分程控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的整定120
7.1.4分程閥總流量特性的改善121
7.2閥位控制系統(tǒng)126
7.2.1閥位控制系統(tǒng)概述126
7.2.2閥位控制系統(tǒng)的應用126
7.2.3閥位控制系統(tǒng)的設計及整定128
本章思考題及習題129

第8章非線性控制系統(tǒng)132
8.1線性過程的非線性控制132
8.1.1液位的非線性控制132
8.1.2線性過程的其他非線性控制134
8.2非線性過程的非線性控制135
8.2.1pH控制過程的非線性控制136
8.2.2反應器的非線性控制137
本章思考題及習題138

第9章新型控制系統(tǒng)139
9.1純滯后補償控制系統(tǒng)139
9.1.1純滯后補償原理139
9.1.2純滯后補償控制的效果139
9.1.3史密斯補償?shù)膶崿F(xiàn)140
9.2按計算指標及推斷控制系統(tǒng)142
9.2.1按計算指標的控制系統(tǒng)142
9.2.2推斷控制系統(tǒng)146
9.3解耦控制系統(tǒng)149
9.3.1關聯(lián)系統(tǒng)解耦條件150
9.3.2解耦控制方案151
9.3.3解耦控制應用實例154
9.4預測控制系統(tǒng)155
9.4.1模型算法控制(MAC)156
9.4.2動態(tài)矩陣控制157
本章思考題及習題160

第2篇過程控制工程
第10章流體輸送設備的控制163
10.1泵的常規(guī)控制164
10.1.1離心泵的控制方案164
10.1.2容積式泵的控制方案167
10.2壓縮機的常規(guī)控制方案167
10.3離心式壓縮機的防喘振控制168
10.3.1喘振現(xiàn)象及原因168
10.3.2防喘振控制系統(tǒng)170
10.3.3壓縮機串、并聯(lián)運行及防喘振控制174
10.4壓縮機緊急停車系統(tǒng)175
10.5長輸管線的控制179
本章思考題及習題181

第11章傳熱設備的控制183
11.1傳熱設備概述183
11.1.1傳熱設備的類型183
11.1.2傳熱設備的控制要求184
11.2傳熱設備的特性184
11.2.1傳熱設備的靜態(tài)特性184
11.2.2傳熱設備的動態(tài)特性186
11.3一般傳熱設備的控制188
11.3.1換熱器的控制188
11.3.2蒸汽加熱器的控制189
11.3.3冷凝冷卻器的控制190
11.4鍋爐設備的控制191
11.4.1鍋爐設備概述191
11.4.2鍋爐汽包水位的控制192
11.4.3蒸汽過熱系統(tǒng)的控制197
11.4.4鍋爐燃燒過程的控制198
11.5加熱爐的控制202
11.5.1采用壓力平衡式控制閥(浮動閥)的控制202
11.5.2特殊溫度-流量串級控制系統(tǒng)203
11.6蒸發(fā)器的控制203
11.6.1蒸發(fā)器產(chǎn)品濃度的控制203
11.6.2蒸發(fā)器其他相關參數(shù)的控制205
本章思考題及習題205

第12章精餾塔的控制207
12.1精餾塔概述207
12.1.1精餾原理207
12.1.2精餾塔的主要干擾因素207
12.1.3精餾塔的控制要求207
12.2精餾塔的特性208
12.2.1精餾塔的靜態(tài)特性208
12.2.2精餾塔的動態(tài)特性209
12.3精餾塔被控變量的選擇211
12.3.1采用產(chǎn)品成分作為直接質(zhì)量指標211
12.3.2采用溫度作為間接質(zhì)量指標211
12.3.3用壓力補償?shù)臏囟葏��?shù)作為間接指標212
12.4精餾塔的整體控制方案214
12.4.1傳統(tǒng)的物料平衡控制214
12.4.2質(zhì)量指標反饋控制214
12.4.3按兩端質(zhì)量指標控制216
12.4.4串級、均勻、比值、前饋等控制系統(tǒng)在精餾塔中的應用217
12.4.5精餾塔塔壓的控制218
12.5精餾塔的新型控制方案220
12.5.1內(nèi)回流、熱焓控制220
12.5.2解耦控制220
12.5.3推斷控制221
12.5.4精餾塔的節(jié)能控制221
12.5.5精餾塔的最優(yōu)控制224
本章思考題及習題226

第13章化學反應器的控制228
13.1化學反應器概述228
13.1.1化學反應器的類型228
13.1.2化學反應器的控制要求229
13.2反應器的特性230
13.3反應器的熱穩(wěn)定性分析231
13.3.1反應器靜態(tài)工作點的熱穩(wěn)定性232
13.3.2開環(huán)不穩(wěn)定、閉環(huán)穩(wěn)定的條件233
13.4反應器的基本控制方案234
13.4.1反應器的溫度控制234
13.4.2反應器的進料流量控制238
13.4.3反應器的壓力控制239
13.5反應器的新型控制方案239
13.5.1聚合釜的溫度-壓力串級控制系統(tǒng)239
13.5.2具有壓力補償?shù)姆磻�釜溫度控�?39
13.5.3變換爐的最優(yōu)控制240
13.5.4連續(xù)攪拌槽反應器的自適應控制241
13.5.5乙烯裂解爐的先進控制242
本章思考題及習題245

第14章間歇生產(chǎn)過程控制247
14.1間歇生產(chǎn)過程的特點248
14.1.1不連續(xù)性248
14.1.2非穩(wěn)態(tài)248
14.1.3不確定性248
14.1.4共享資源處理248
14.1.5配方（Recipe）及其管理249
14.2間歇生產(chǎn)過程的控制250
14.2.1間歇生產(chǎn)過程的控制要求250
14.2.2間歇過程的控制功能251
14.2.3間歇過程的控制模型253
14.2.4間歇過程的控制表述方式254
14.2.5間歇過程的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)254
14.2.6間歇過程控制系統(tǒng)的選型254
14.3間歇生產(chǎn)過程的操作和調(diào)度優(yōu)化255
14.3.1間歇生產(chǎn)過程的優(yōu)化操作255
14.3.2間歇生產(chǎn)過程的調(diào)度優(yōu)化255
本章思考題及習題258

第15章工程圖例符號與P&ID圖259
15.1自動化工程中若干基本概念259
15.1.1關于“控制系統(tǒng)”的概念259
15.1.2自動化工程的概念259
15.1.3過程自動化工程中的控制方式259
15.1.4自控方案與P&ID圖260
15.2自動化專業(yè)的工程圖例符號260
15.2.1圖形符號260
15.2.2位號262
15.2.3信號線263
15.3圖形符號應用與P&ID圖264
15.3.1圖形符號應用264
15.3.2P&ID圖272
本章思考題及習題274

參考文獻275