本書是以教育部制定的“高職高專電子電工技術課程教學基礎要求”為依據編寫的。本書共分5個項目，包括項目1：直流電路的認知、項目2：交流電路的認知、項目3：線性電路的過渡過程及非正弦周期電路的認知、項目4：磁路與變壓器的認知、項目5：微電動機及其應用。在各項目后面配有練習題，全書需75～90學時。本書特點是：注重培養(yǎng)學生的技術應用能力和職業(yè)素質，分散難點，突出重點，把握概念，推進認知。注重基本理論的實用性，在掌握主要理論知識的同時，側重實驗技能的培養(yǎng)。
適讀人群 ：自動化工程技術人員、研究生、高年級本科生
1.《工業(yè)過程控制系統及工程應用》的作者從事工業(yè)過程自動化研究和教學工作20余年，有豐富的實踐經驗。
2.《工業(yè)過程控制系統及工程應用》著眼于工業(yè)過程控制系統的設計，從規(guī)劃、設計規(guī)范、儀表設計與選型、硬件系統設計、軟件功能及用法系統調試等方面全面闡述系統設計的過程。
3.《工業(yè)過程控制系統及工程應用》對剛步入企業(yè)進行自動化設計系統的學生、本科高年級學生、研究生有較好的參考作用。可以快速進入自動化系統設計與應用領域。
第1章控制系統概論
1.1控制系統的基本組成1
1.1.1控制主機1
1.1.2檢測儀表2
1.1.3執(zhí)行機構2
1.1.4通信設備2
1.1.5操作器件2
1.1.6人機界面2
1.1.7系統軟件3
1.2分布式控制系統3
1.2.1分布式控制系統的結構3
1.2.2分布式控制系統的功能層次4
1.3控制系統的常用通信技術6
1.3.1串行通信6
1.3.2USB通信6
1.3.3工業(yè)以太網通信7
1.3.4現場總線通信技術8
1.4常用控制計算機10
1.4.1控制計算機的硬件組成11
1.4.2控制計算機的功能特點12
1.4.3控制系統的規(guī)模13
1.5國內外主要PLC產品13
1.5.1美國PLC產品14
1.5.2歐洲PLC產品14
1.5.3日本PLC產品15
1.5.4國產PLC產品16
1.6主要DCS產品16
1.6.1國外主要DCS產品16
1.6.2國產DCS產品19
1.7主要現場總線技術20
1.7.1典型現場總線結構20
1.7.2FF現場總線21
1.7.3Profibus現場總線22
1.7.4Profinet現場總線23
1.8控制系統的發(fā)展趨勢24
1.8.1PLC在向微型化、網絡化、PC化和開放性方向發(fā)展24
1.8.2DCS面向測控管一體化設計發(fā)展24
1.8.3控制系統正在向現場總線(FCS)方向發(fā)展25
1.8.4PLC、DCS、FCS將長期共存25
1.9控制系統監(jiān)控組態(tài)軟件25
1.9.1組態(tài)軟件概念25
1.9.2組態(tài)軟件的功能26
1.9.3國內外主要組態(tài)軟件27
1.9.4組態(tài)軟件的發(fā)展趨勢27
第2章控制系統工程規(guī)劃
2.1控制系統設計的基本原則與步驟30
2.1.1控制系統設計的基本原則30
2.1.2控制系統的設計要求30
2.1.3控制系統設計的一般步驟31
2.1.4控制主機總體設計34
2.1.5工業(yè)防爆危險區(qū)的防爆等級35
2.2控制系統的硬件配置36
2.2.1人-機接口(操作站)36
2.2.2中央處理器(CPU)37
2.2.3通信網絡及過程接口38
2.2.4編程終端及工程師站38
2.3控制系統軟件配置及編程語言39
2.3.1控制系統軟件層次39
2.3.2控制層軟件41
2.3.3控制計算機編程語言45
2.4下位控制軟件的設計規(guī)劃47
2.4.1下位控制軟件的基本規(guī)劃47
2.4.2將過程劃分為任務和區(qū)域48
2.4.3單個功能區(qū)域的描述48
2.4.4列出儀表I/O和創(chuàng)建I/O圖49
2.4.5建立安全要求50
2.4.6描述所要求的操作界面顯示和控制51
2.4.7創(chuàng)建組態(tài)圖52
2.5控制系統的監(jiān)控畫面設計52
2.5.1主要顯示內容52
2.5.2概貌顯示畫面53
2.5.3過程顯示畫面54
2.5.4儀表面板顯示畫面55
2.5.5操作點顯示畫面55
2.5.6趨勢顯示畫面55
2.5.7報警顯示畫面57
2.5.8電子表格58
2.5.9系統顯示畫面58
2.6控制系統工程設計59
2.6.1基礎設計/初步設計59
2.6.2工程設計/施工圖設計59
2.6.3工程設計階段應完成的工作60
2.6.4應用軟件編程階段應完成的工作60
2.7控制系統詢價、報價60
2.7.1詢價60
2.7.2報價及比較61
第3章控制系統設計規(guī)范
3.1管道及儀表流程圖（P&ID）的設計63
3.1.1控制方案的確定63
3.1.2管道及儀表流程圖（P&ID）的設計內容64
3.1.3管道及儀表流程圖（P&ID）的繪制66
3.2儀表功能標志67
3.2.1功能標志組成67
3.2.2儀表的位號67
3.3文字符號68
3.3.1基本文字符號68
3.3.2典型的儀表回路號和儀表位號示例71
3.3.3儀表常用縮寫字母72
3.3.4縮寫字母的應用74
3.4圖形符號74
3.4.1基本圖形符號74
3.4.2圖形符號76
3.5測量點與連接線的圖形符號81
3.5.1測量點的表示81
3.5.2儀表的各種連接線規(guī)定81
3.6自控系統圖形符號示例82
3.6.1單一參數控制系統圖形符號示例82
3.6.2常規(guī)儀表復雜控制系統圖形符號示例83
3.6.3復雜控制系統圖形符號示例84
3.6.4合成氨裝置H2O/C控制系統（超前/滯后系統）圖形符號示例84
3.7控制室設計規(guī)定86
3.7.1總圖位置的選擇86
3.7.2布置和面積86
3.7.3操作站87
3.7.4建筑、結構設計要求87
3.7.5采光與照明88
3.7.6采暖、通風和空氣調節(jié)88
3.7.7進線方式和室內電纜敷設89
3.7.8接地及安全保護89
3.7.9通信89
3.8儀表供電設計規(guī)定89
3.8.1儀表供電范圍、負荷等級與電源類型89
3.8.2儀表電源質量與容量90
3.8.3供電系統設計與設計條件90
3.8.4供電器材的選擇91
3.8.5供電系統的配線91
3.9信號報警、安全聯鎖系統設計規(guī)定91
3.9.1信號報警系統92
3.9.2安全聯鎖系統93
3.10儀表配線設計規(guī)定95
3.10.1電線、電纜的選用95
3.10.2電線、電纜的敷設96
3.10.3儀表盤（箱、柜）內配管、配線98
3.11儀表系統接地設計規(guī)定99
3.11.1儀表系統接地原則99
3.11.2接地系統的構建100
3.11.3接地連接方法100
3.11.4接地連接的規(guī)格及結構要求104
3.11.5儀表系統接地注意事項104
第4章控制系統儀表設計選型
4.1溫度檢測儀表的設計選型105
4.1.1儀表設計選型的總原則105
4.1.2就地溫度儀表105
4.1.3集中溫度儀表106
4.1.4溫度變送器106
4.2壓力檢測儀表的設計選型106
4.2.1壓力檢測儀表選型總則106
4.2.2根據應用條件選擇壓力表107
4.2.3主要性能選擇107
4.2.4變送器的選擇108
4.2.5壓力測量儀表的分類和特點108
4.3流量檢測儀表的設計選型108
4.3.1流量檢測儀表選型總則108
4.3.2一般流體、液體、蒸汽流量測量儀表的選型109
4.3.3腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀表的選型111
4.3.4高黏度流體流量測量儀表的選型112
4.3.5粉粒及塊狀固體流量測量儀表的選型112
4.3.6流量測量儀表的選型112
4.4物位儀表的設計選型115
4.4.1物位儀表選型總則115
4.4.2液面和界面測量儀表115
4.4.3料面測量儀表117
4.5過程分析儀表選型118
4.5.1過程分析儀表選型總則118
4.5.2分析氣相混合物組分的儀表選型118
4.5.3分析液相混合物組分的儀表選型123
4.6控制閥的設計選型126
4.6.1控制閥組成及流量特性的選擇126
4.6.2控制閥類型的選擇127
4.6.3閥材料的選擇128
4.6.4控制閥口徑的確定原則129
4.6.5執(zhí)行機構的選擇130
4.6.6控制閥附件的選擇132
第5章控制計算機
5.1西門子系列PLC產品介紹134
5.1.1LOGO！134
5.1.2SIMATIC S7-200系列PLC135
5.1.3SIMATIC S7-1200系列PLC136
5.1.4SIMATIC S7-1500 系列PLC138
5.1.5SIMATIC S7-300 PLC139
5.1.6SIMATIC S7-400 PLC141
5.1.7分布式IO—ET200143
5.2S7-300PLC的硬件配置144
5.2.1S7-300PLC的組裝144
5.2.2S7-300PLC的組成及結構145
5.2.3S7-300PLC的擴展147
5.3S7-300的CPU148
5.3.1緊湊型S7-300CPU148
5.3.2標準型CPU149
5.3.3故障安全型CPU151
5.4S7-300的數字量輸入/輸出模塊152
5.4.1SM321數字量輸入模塊153
5.4.2SM322數字量輸出模塊154
5.5S7-300模擬量模塊156
5.5.1SM331的模擬量輸入模塊156
5.5.2SM332模擬量輸出模塊156
5.6S7-300的其他常用模塊164
5.6.1電源模塊164
5.6.2接口模塊164
5.6.3常用CP通訊產品165
5.6.4S7-300常用配件166
5.7S7-400 PLC系統167
5.7.1S7-400概述167
5.7.2S7-400 PLC系統169
5.8S7-400的CPU模塊171
5.8.1CPU 412模塊171
5.8.2CPU 414模塊172
5.8.3CPU 416模塊174
5.8.4CPU 417模塊176
5.9S7-400H冗余系統176
5.9.1S7-400H概述176
5.9.2S7-400H冗余系統結構177
5.9.3S7-400H冗余系統組成177
5.9.4S7-400H冗余方式及組態(tài)編程180
5.9.5S7-400H冗余系統的CPU模塊181
5.10S7-400的I/O模塊182
5.10.1S7-400數字量模塊182
5.10.2S7-400的接口模塊187
5.11ET 200分布式I/O系統187
5.11.1ET 200概述187
5.11.2ET 200M分布式I/O站188
第6章控制編程軟件
6.1控制編程軟件概述191
6.1.1STEP 7軟件版本191
6.1.2STEP 7的安裝191
6.1.3PC與PLC通信方式193
6.1.4程序的下載193
6.1.5程序的上傳194
6.1.6S7-300/400PLC仿真196
6.1.7STEP 7的應用步驟197
6.1.8如何獲得幫助197
6.2項目創(chuàng)建及硬件組態(tài)197
6.2.1項目的產生197
6.2.2硬件組態(tài)的基本步驟199
6.2.3組態(tài)中央機架199
6.2.4組態(tài)分布式I/O站201
6.2.5組態(tài)PROFINET IO站201
6.2.6組態(tài)SIMATIC PC站203
6.2.7組態(tài)冗余系統204
6.2.8模塊參數設置205
6.3STEP 7的程序結構及編程208
6.3.1STEP 7程序的組成及調用208
6.3.2數據類型及表示方法211
6.3.3編程語言213
6.3.4程序編輯器213
6.3.5創(chuàng)建塊的方法214
6.3.6使用庫編程214
6.3.7邏輯塊的編程215
6.3.8創(chuàng)建數據塊217
6.4STEP 7指令系統218
6.4.1指令及其結構218
6.4.2位邏輯指令219
6.4.3數據比較指令220
6.4.4常用數據類型轉換指令221
6.4.5整形數計算函數222
6.4.6浮點數計算函數223
6.4.7移位、循環(huán)指令224
6.4.8計數器225
6.4.9定時器226
6.5模擬量輸入/輸出與PID控制227
6.5.1模擬量輸入/輸出227
6.5.2連續(xù)型PID控制器SFD41230
第7章監(jiān)控組態(tài)軟件
7.1組態(tài)王軟件簡介233
7.1.1組態(tài)王軟件版本233
7.1.2安裝組態(tài)王軟件235
7.1.3組態(tài)王支持的I/O 設備235
7.2創(chuàng)建監(jiān)控工程236
7.2.1工程的開發(fā)步驟236
7.2.2創(chuàng)建一個工程236
7.3定義外部設備和數據變量238
7.3.1外部設備定義238
7.3.2I/O變量定義238
7.3.3變量的管理242
7.4創(chuàng)建組態(tài)畫面243
7.4.1畫面設計243
7.4.2動畫連接244
7.4.3命令語言247
7.4.4畫面的切換248
7.4.5運行系統設置249
7.5報警和事件249
7.5.1建立報警和事件窗口249
7.5.2報警和事件的輸出251
7.6趨勢曲線252
7.6.1實時趨勢曲線252
7.6.2歷史趨勢曲線252
7.7控件254
7.7.1組態(tài)王內置控件254
7.7.2Active X控件255
7.8報表系統256
7.8.1創(chuàng)建報表256
7.8.2報表函數257
7.9組態(tài)王歷史庫259
7.9.1組態(tài)王歷史庫概述259
7.9.2組態(tài)王變量的歷史記錄屬性259
7.9.3歷史記錄存儲及文件的格式260
7.9.4歷史數據的查詢、備份和合并262
7.10組態(tài)王與其他應用程序的動態(tài)數據交換(DDE)263
7.10.1動態(tài)數據交換的概念263
7.10.2組態(tài)王訪問Excel的數據264
7.10.3Excel訪問組態(tài)王的數據265
7.10.4組態(tài)王與VB間的數據交換266
7.10.5重新建立DDE連接菜單命令267
7.11組態(tài)王數據庫訪問（SQL）267
7.11.1組態(tài)王SQL訪問管理器268
7.11.2配置SQL數據庫269
7.11.3組態(tài)王使用SQL數據庫269
7.12組態(tài)王與OPC設備連接272
7.12.1OPC簡介272
7.12.2組態(tài)王與OPC的連接272
7.13組態(tài)王的網絡功能275
7.13.1組態(tài)王網絡結構概述275
7.13.2網絡配置簡介276
7.13.3網絡變量使用280
7.13.4網絡精靈280
7.14冗余系統280
7.14.1雙設備冗余280
7.14.2雙機熱備281
7.14.3雙機熱備配置282
7.15組態(tài)王For Internet應用283
7.15.1Web功能介紹283
7.15.2畫面發(fā)布285
7.15.3在IE瀏覽器端瀏覽發(fā)布的畫面286
7.16無線數據通信在組態(tài)王上的使用288
7.16.1組態(tài)王的無線通信過程288
7.16.2組態(tài)王用到的文件、功能及通信過程288
7.16.3GPRS 通信的組態(tài)289
第8章控制系統調試與維護
8.1控制系統的調試方法290
8.1.1控制系統的調試步驟290
8.1.2調試前的準備工作290
8.2控制計算機的檢查與測試294
8.2.1控制計算機的現場驗收294
8.2.2控制計算機的安全要求294
8.2.3控制計算機上電測試295
8.2.4控制計算機通信的檢驗與調試296
8.3控制系統現場調試297
8.3.1離線調試297
8.3.2在線調試301
8.4PID控制參數的工程整定方法302
8.4.1臨界比例度法303
8.4.2衰減曲線法303
8.4.3經驗湊試法304
8.4.4動態(tài)特性參數法306
8.4.5整定方法的比較307
8.5控制系統驗收307
8.5.1控制系統驗收步驟307
8.5.2控制系統驗收的竣工資料308
8.6控制系統運行維護311
8.6.1控制系統常見故障311
8.6.2防止干擾和設備損壞的一般方法312
8.6.3系統現場維護常見問題313
8.6.4控制系統日常管理和維護314
第9章底吹爐熔煉生產過程控制系統
9.1底吹爐熔煉生產過程簡介317
9.1.1銅熔煉生產過程流程317
9.1.2底吹爐結構317
9.1.3底吹爐工藝318
9.2主要測控內容及設計要求319
9.2.1原料工段主要測控內容319
9.2.2熔煉爐主要測控內容319
9.2.3循環(huán)水系統主要測控內容320
9.2.4閥站主要測控內容320
9.2.5電熱前床主要測控內容320
9.2.6 控制系統要求320
9.2.7采用的設計規(guī)范及標準321
9.3控制系統的測控點設計321
9.3.1原料工段的P&ID圖321
9.3.2底吹爐本體的P&ID圖323
9.3.3閥站的P&ID圖323
9.3.4循環(huán)水系統的P&ID圖323
9.3.5電熱前床的P&ID圖323
9.4現場測控儀表及選型328
9.4.1概述328
9.4.2原料工段測控儀表選型329
9.4.3底吹爐本體測控儀表選型330
9.4.4閥站測控儀表選型331
9.4.5循環(huán)水系統測控儀表選型336
9.5底吹熔煉爐控制系統硬件及軟件配置338
9.5.1控制系統結構338
9.5.2控制系統I/O配置338
9.5.3分布式PLC硬件配置342
9.5.4控制系統上位站的配置344
9.6監(jiān)控系統設計開發(fā)345
9.6.1模擬工藝流程圖345
9.6.2操作面板346
9.6.3報警窗口347
9.6.4歷史數據顯示348
9.6.5數據報表350
9.6.6PID控制回路參數調試界面351
參考文獻
書單推薦
