《工业自动化仪表与过程控制》

上篇 工业自动化仪表1

工业自动化仪表慨述1

一、工业自动化仪表及其发展概况1

二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成2

三、仪表的基本技术指标4

第一章　检测仪表6

1—1节　温度检测仪表6

1-1.1　测量温度的主要方法6

1-1.2　热电偶7

1-1.3　热电阻9

1-1.4　半导体热敏电阻11

1-1.5　热电偶温度变送器的基本结构11

1-1.6　DDZ-Ⅲ型电热偶温度变送器的实际路15

1-2.1　弹性式压力测量元件20

1—2节　压力检测仪表20

1-2.2　力平衡式压力（差压）变送器22

1-2.3　位移式差压（压力）变送器27

1-2.4　固态测压仪表30

1—3节　流量检测仪表31

1-3.1　节流式流量计32

1-3.2　容积式流量计35

1-3.3　涡轮流量计36

1-3.4　电磁流量计36

1—4节　液位检测仪表37

1-4.1　浮力式和静压式液位计38

1-4.2　电容式液位计39

1-4.3　超声波液位计40

1—5节　成分分析仪表41

1-5.1　热导式气体分析仪41

1-5.2　红外线气体分析仪43

1-5.3　色谱分析仪45

第二章　调节器50

2—1节　最简单的两位式调节器节50

2—2节　连续调节器的调节规律52

2—3节　PID运算电路53

2-3.1　比例积分运算电路53

2-3.2　比例微分运算电路56

2-3.3　PID运算电路58

2-3.4　只用一个放大器的PID运算电路60

2—4节　PID调节器的阶跃响应63

2—5节　PID调节器的频率特性64

2—6节　PID调节器的线路实例66

2-6.1　输入电路68

2-6.2　PID运算电路70

2-6.3　输出电路71

2-6.4　DTL-3110型调节器的传递函数72

2-6.5　手动操作电路及自动—手动切换73

2-6.6　测量和给定指示电路77

第三章　执行器79

3—1节　气动执行器79

3—2节　电-气转换器83

3—3节　阀门定位器84

3—4节　电动执行器87

第四章　记录仪表89

4—1节 自动平衡式记录仪表的工作原理89

4—2节　电子电位差计90

4-2.1　测量桥路90

4-2.2　测量桥路的供电91

4-2.3　对电子放大器的主要要求92

4-2.4　电子放大器的电路举例94

4-2.6　电子电位差计的抗干扰97

4-2.5　可逆电动机97

4—3节 自动平衡电桥100

下篇　过程控制103

第五章　调节对象的特性及实验测定103

5—1节　单容对象动特性及其数学描述103

5-1.1　水槽水位的动特性104

5-1.2　加热器对象的动特性106

5-1.3　气罐的动特性106

5-1.4　对象的自衡特性108

5—2节 多容对象的特性、容量滞后、纯滞后109

5-2.1　双容对象的特性109

5-2.2　纯滞后110

5—3节　对象特性的实验测定、时域法111

5-3.1　实验测定方法概述111

5-3.2　测定动态特特的时域方法112

5-4.1　正弦波方法117

5—4节　测定动态特性的频域方法117

5-4.2　矩形波方法118

5-4.3　闭路测定法120

5—5节　测定动态特性的统计方法121

5-5.1　平稳随机过程、相关函数、功率密度谱121

5-5.2　相关分析法识别对象动态特性的原理124

5-5.3　伪随机信号127

5-5.4　伪随机序列的产生方法及其性质128

5-5.5　用M序列信号测定对象的动态特性130

第六章　单回路调节系统的设计及调节器参数整定方法139

6—1节　概述139

6—2节　对象动特性对调节质量的影响及调节方案的确定141

6-2.1　干扰通过动特性对调节质量的影响141

6-2.2　调节通道动特性对调节质量的影响143

6-2.3　调节方案的确定144

6-3.1　在干扰作用下双容对象的比例调节147

6—3节　调节规律对系统动特性的影响、调节规律的选择147

6-3.2　系统调节性能指标、PI、PD调节作分析151

6-3.3　调节规律的选择156

6—4节　调节器参数的实验整定方法157

6-4.1　反应曲线法157

6-4.2　稳定边界法159

6-4.3　衰减曲线法160

6-4.4　三种整定方法的比较161

6—5节　调节器参数整定的频域法161

6-5.1　M圆法调节器参数的原理162

6-5.2　按调节对象的幅相特性确定调节器的最佳整定参数167

7—1节　串级调节系统170

7-1.1　串级调节系统的组成170

第七章　复杂调节系统170

7-1.2　串级调节系统的特点和效果分析172

7-1.3　调节器的选型和整定方法175

7—2节　比值调节系统176

7-2.1　比值调节系统的组成原理176

7-2.2　比值调节系统的整定178

7—3节　均匀调节系统180

7-3.1　均匀调节系统的组成180

7-3.2　调节器的选型和整定181

7—4节　前馈调节系统184

7-4.1　前馈控制的工作原理184

7-4.2　扰动补偿规律及其局限性185

7-4.3　复合调节系统的特性分析186

7-4.4　复合调节系统参数的选择189

7-4.5　自治调节系统190