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绪论1

一、工业过程自动化概述1

二、工业自动化仪表的分类2

三、轻工业生产过程自动化的特点及概况4

第一篇 工业过程测量7

概述7

一、测量及测量误差7

二、准确度、精密度、精确度8

三、仪麦的基本误差限与精确度等级8

四、仪表的主要特性指标10

第一章 压力测量12

第一节 概述12

一、压力的概念及单位12

二、压力的表示方法12

三、压力测量仪表的分类13

第二节 弹性式压力计13

二、弹簧管式压力计14

一、弹性元件14

三、波纹管式压力计16

四、膜盒式微压计17

第三节 电气式压力计17

一、电位器式压力计17

二、应变片式压力计17

三、霍尔式压力计19

四、电感式压力计20

五、电容式压力计21

第四节 真空计22

一、热电偶式真空计22

二、电离式真空计22

第五节 检测仪表的选用安装及校验23

一、检澜仪表的选用23

二、检测仪表的安装25

三、仪表的校验26

思考题与习题27

附录 常用压力表规格及型号28

第一节 概述29

第二章 温度测量29

第二节 温度测量方法30

一、接触法30

二、非接触法31

第三节 热电偶测温34

一、热电偶测温原理34

二、热电偶测温的几个问题36

三、热电偶的种类与结构40

一、金属热电阻44

第四节 热电阻测温44

二、半导体热敏电阻46

第五节 接触式温度计的安装46

一、温度传感器的安装46

二、连接导线和补偿导线的敷设安装47

思考题与习题48

第三章 流量测量49

第一节 概述49

一、浮子流量计的基本结构50

第二节 浮子流量计50

二、测量原理和流量方程式51

三、刻度换算及量程选择52

四、电远传式浮子流量计53

五、浮子流量计安装注意事项54

第三节 电磁流量计54

一、概述54

二、电磁流量计的工作原理55

三、电磁流量计的激磁方式56

一、节流装置的测量变换原理57

第四节 差压式流量计57

二、差压式流量计的使用与安装59

第五节 其它流量计简介61

一、涡轮流量计61

二、靶式流量计62

三、超声波流量计62

四、热式质量流量计63

五、椭圆齿轮流量计64

思考题与习题65

第一节 浮力式液位计66

一、浮子式液位计66

第四章 物位测量66

二、沉筒式液位计67

第二节 静压式液位计69

一、工作原理69

二、差压变送器测液位时的零点迁移问题70

第三节 电容式物位计72

一、电容式液位计73

一、超声波物位计74

第四节 其它物位计74

二、电容式料位计74

二、激光式物位计75

三、光纤液位计76

思考题与习题77

第五章 成分量测量78

第一节 pH值的测量78

一、pH值测量原理78

二、参比电极与指示电极81

三、测量仪器82

第二节 气体成分含量分析84

一、概述84

二、红外线气体分析仪85

三、热磁式氧分析仪88

四、氧化锆氧量分析仪91

五、热导式气体分析仪94

第三节 液相中溶解气体的测量96

一、溶解氧的测量96

二、溶解二氧化碳的测量102

第四节 湿度及水分的测量105

一、湿度测量105

二、水分测量108

第五节 其它工业分析仪表113

一、粘度测量仪表113

二、密度测量仪表118

三、浓度测量仪表123

思考题与习题129

第一节 速度测量131

一、概述131

第六章 机械量测量131

二、测速发电机132

三、电脉冲式转速传感器134

第二节 称重计量135

一、概述135

二、称重传感器136

三、称重计量系统138

第三节 外观及异物检查142

一、外观检查142

二、异物检查143

思考题与习题145

第七章 显示仪表146

第一节 概述146

第二节 动圈式显示仪表146

一、测量机构及作用原理147

二、动圈仪表的测量线路148

第三节 自动平衡式显示仪表151

一、自动平衡式电子电位差计151

二、自动平衡式电子电桥156

一、数字式显示仪表的构成157

第四节 数字式显示仪表157

二、模-数(A／D)转换158

三、输入信号的标准化及标度变换161

四、非线性补偿162

五、带有微型计算机的数字显示仪表162

思考题与习题163

第一节 概述166

二、自动控制系统方框图166

一、自动控制系统的组成166

第一章 自动控制系统基础知识166

第二篇 工业过程控制166

三、闭环控制与负反馈168

四、自动控制系统分类169

第二节 自动控制系统的过渡过程及质量指标169

一、自动控制系统的过渡过程169

二、自动控制系统的质量指标171

思考题与习题175

第二章 被控过程特性175

第一节 被控过程数学模型的建立175

一、被控过程的自衡特性177

第二节 被控过程的特性描述177

二、被控过程的静态特性178

三、被控过程的动态特性179

四、被控过程的负荷特性181

第三节 被控过程特性的实验求取方法182

一、反应曲线法182

二、矩形脉冲法183

第四节 轻工业生产过程的被控过程特点184

思考题与习题185

第三章 变送器187

第一节 差压变送器187

一、DD2-Ⅱ型电动差压变送器187

二、DD2-Ⅲ型电容式差压变送器190

第二节 温度变送器192

一、DDZ-Ⅲ型温度变送器192

二、DDZ-Ⅱ型温度变送器198

第三节 浓度变送器200

一、光电式低浓度变送器200

二、刀式中浓度变送器201

思考题与习题203

第四章 调节器204

第一节 概述204

第二节 基本控制规律205

一、位式控制206

二、比例(P)控制207

三、比例积分(PI)控制210

四、比例微分(PD)控制211

五、比例积分微分(PID)控制213

一、PID控制规律的构成原理214

第三节 电动调节器214

二、DDZ-Ⅱ型电动调节器(DTL-321)220

三、DD2-Ⅲ型电动调节器(DTZ-2100)225

第四节 气动调节器231

一、气动元件及组件231

二、气动比例积分调节器237

三、气动微分器240

四、气动指示记录调节仪242

一、概述246

第五节 可编程调节器246

二、构成原理247

三、典型模块249

四、单回路可编程调节器的应用257

附录 PID离散算式推导259

思考题与习题260

第二节 执行机构263

一、电动执行机构263

第一节 概述263

第五章 执行器263

二、气动执行机构264

第三节 调节机构265

一、调节阀的流量特性265

二、调节阀的选用269

三、调节阀的安装和维护270

第四节 阀门定位器270

一、气动阀门定位器271

二、电-气阀门定位器271

思考题与习题272

第五节 电-气转换器272

第六章 简单控制系统273

第一节 单回路控制系统设计的基本知识273

一、被控变量的选择273

二、操纵变量的选择274

三、测量和传递滞后276

四、被控过程的负荷变化277

五、控制规律的选择278

一、调节器参数对过渡过程的影响279

第二节 调节器参数的工程整定279

二、调节器参数的工程整定方法280

第三节 控制系统的投运步骤283

思考题与习题284

第七章 复杂控制系统286

第一节 串级控制系统286

一、概述286

二、串级控制系统的主要特点及适用范围287

三、 串级控制系统应用的几个问题288

一、基本组成原理289

第二节 比值控制系统289

二、比值系数290

三、乘、除方案的比较292

第三节 选择性控制系统292

一、选择性控制的基本概念292

二、选择性控制系统的基本类型293

第四节 前馈控制系统294

一、基本原理和结构294

二、前馈控制系统的应用问题295

一、均匀控制系统296

第五节 其它复杂控制系统296

二、分程控制系统297

三、多冲量控制系统299

第六节 计算机控制系统300

一、概述300

二、计算机控制系统的基本组成301

三、计算机控制系统的应用类型302

思考题与习题306

一、麦芽汁制备过程控制系统310

第一节 啤酒生产过程控制310

第三篇 轻工业生产过程控制310

第一章 发酵过程控制310

二、啤酒发酵过程控制系统312

第二节 味精生产过程控制313

一、发酵过程控制方案314

二、计算机在发酵过程控制中的应用317

第二章 食品生产过程控制321

第一节 番茄酱生产过程控制321

一、番茄制汁过程控制系统321

二、番茄汁浓缩过程控制系统322

三、杀菌装罐过程控制系统323

第二节 乳品生产过程控制324

一、真空浓缩过程控制系统325

二、喷雾干燥过程控制系统327

第三节 油脂提取过程控制329

一、溶剂浸出取油过程控制330

二、油脂精炼过程控制332

第一节 概述333

第三章 精馏过程自动控制333

第二节 精馏塔的自动控制334

一、精馏塔的静态特性334

二、被控变量的选择335

三、控制方案分析336

一、概述342

二、陶瓷窑炉的控制要求342

第一节 陶瓷窑炉控制342

第四章 玻璃陶瓷生产过程控制342

三、陶瓷窑炉仪表监测控制系统举例343

第二节 玻璃窑炉控制347

一、玻璃窑炉的控制要求347

二、料道温度控制348

第五章 精细化工生产过程控制350

第一节 合成脂肪酸生产过程控制350

一、石腊氧化过程控制350

二、管式炉热处理过程自动控制352

三、酸化过程的pH值自动控制系统353

一、苯干燥塔自动控制系统354

第二节 洗涤剂生产过程控制354

二、脱苯塔自动控制系统356

三、脱烷烃塔自动控制系统359

第六章 制糖生产过程控制362

第一节 制糖过程自动控制362

一、提汁过程控制362

二、蒸发过程控制367

三、煮炼过程控制371

第二节 工业锅炉自动控制372

一、燃烧过程自动控制系统374

二、过热汽温自动控制系统376

第七章 制浆造纸生产过程控制378

第一节 制浆生产过程控制378

一、蒸煮过程控制378

二、漂白过程控制380

第二节 造纸生产过程控制382

一、配浆过程控制382

二、气垫流浆箱控制384

三、纸页定量和水分控制385

主要参考文献386