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一、化工自动化意义及目的1

二、化工自动化的发展概况1

绪论1

三、化工仪表及自动化系统的分类2

第一篇　化工测量仪表5

第一章　测量仪表基本知识5

一、测量过程与测量误差5

二、测量仪表的品质指标6

三、测量系统中的常见信号类型9

四、测量系统中信号的传递形9

五、测量仪表与测量方法的分类10

六、化工检测的发展趋势11

例题分析11

习题与思考题13

第一节 压力单位及测压仪表14

第二章　压力测量14

第二节 弹性式压力计15

一、弹性元件15

二、弹簧管压力表16

第三节　电气式压力计17

一、应变片式压力传感器18

二、压阻式压力传感器19

三、电容式压力传感器19

第四节 压力计的选用及安装19

一、压力计的选用19

二、压力计的安装20

例题分析21

习题与思考题22

附录 常用弹簧管压力表型号与规格23

第三章 流量测量25

一、节流现象与流量基本方程式26

第一节 差压式流量计26

二、标准节流装置27

三、力平衡差压变送器28

四、差压式流量计的测量误差30

第二节 转子流量计33

一、工作原理33

二、电远传式转子流量计34

第三节 漩涡流量计36

第四节 质量流量计37

一、直接式质量流量计37

二、补偿式质量流量计38

第五节 其他流量计39

一、靶式流量计39

二、椭圆齿轮流量计40

三、涡轮流量计41

四、电磁流量计42

例题分析43

习题与思考题43

第四章　物位测量45

第一节 物位测量的意义及主要类型45

第二节 差压式液位计46

一、工作原理46

二、零点迁移问题46

三、用法兰式差压变送器测量液位48

第三节　其他物位计49

一、电容式物位计49

二、核辐射物位计50

三、称重式液罐计量仪51

例题分析52

习题与思考题54

二、温度测量的基本原理56

一、测温仪表的分类56

第一节　概述56

第五章　温度测量56

第二节　热电偶温度计58

一、热电偶58

二、补偿导线与冷端温度补偿64

三、XCZ-101型动圈式仪表67

四、电位差计69

第三节 热电阻温度计74

一、热电阻74

二、XCZ-102型动圈式仪表76

三、电子自动平衡电桥78

第四节 测温仪表的选用与安装80

一、工业温度计的选用80

二、测温元件的安装80

三、连接导线与补偿导线的安装81

一、测量桥路82

第五节 电动温度变送器82

二、电压-电流转换器84

第六节 数字式显示仪表85

一、数字式显示仪表的原理及其特点85

二、模-数变换器86

三、电子计数器88

四、显示器88

五、数字式显示仪表的基本组成89

例题分析90

习题与思考题92

附录一　铂铑10—铂热电偶分度表93

附录二 镍铬—铜镍热电偶分度表97

附录三 镍铬—镍硅热电偶分度表97

附录四 铂电阻分度表100

附录五　铜电阻分度表（R0=50Ω)103

附录六 铜电阻分度表（R0=100Ω）104

第二篇　化工自动化基础105

第六章 自动控制系统概述105

第一节 自动控制系统的组成105

第二节 自动控制系统的方块图108

一、信号和变量108

二、自动控制系统方块图108

三、反馈110

四、自动控制系统的分类112

第三节 过渡过程和品质指标112

一、控制系统的静态与动态112

二、控制系统的过渡过程113

三、控制系统的控制指标115

四、影响控制指标的主要因素118

例题分析118

习题与思考题119

第七章 对象特性和建模121

第一节 数学模型及描述方法121

一、被控对象数学模型121

二、数学模型的主要形式122

第二节 机理建模125

一、一阶对象125

二、积分对象126

三、时滞对象127

四、二阶对象128

第三节 描述对象特性的参数130

一、放大系数K130

二、时间常数T132

三、滞后时间τ134

第四节 实测建模137

习题与思考题139

例题分析139

第八章　基本控制规律141

第一节 位式控制141

一、双位控制141

二、具有中间区的双位控制142

三、多位控制144

第二节 比例控制145

一、比例控制规律及其特点145

二、比例度及其对控制过程的影响147

第三节 积分控制150

一、积分控制规律及其特点150

二、比例积分控制规律与积分时间152

三、积分时间对系统过渡过程的影响153

第四节 微分控制153

一、微分控制规律及其特点153

二、实际的微分控制规律及微分时间154

三、比例微分控制系统的过渡过程155

四、比例积分微分控制156

例题分析157

习题与思考题159

第九章 自动控制仪表161

第一节 控制仪表的作用与分类161

一、控制仪表的能源形式161

二、控制仪表的结构形式161

第二节 电动单元组合式仪表163

一、DDZ-Ⅲ型电动控制器163

二、DDZ-Ⅱ型电动控制器173

第三节 可编程调节器178

一、可编程调节器的主要特点178

二、可编程调节器的基本构成及原理178

三、KMM可编程调节器180

例题分析184

习题与思考题185

第十章　执行器187

第一节 气动执行器188

一、气动执行器的组成与分类188

二、控制阀的流量特性191

三、控制阀的选择195

四、控制阀的安装和维护196

第二节 阀门定位器与电-气转换器197

一、气动阀门定位器197

二、电-气阀门定位器198

三、电-气转换器198

第三节 电动执行器199

一、概述199

二、角行程电动执行机构199

习题与思考题201

三、直行程电动执行机构201

例题分析201

第十一章　简单控制系统203

第一节 概述203

第二节 被控变量的选择204

第三节 操纵变量的选择206

第四节 控制器控制规律的选择及参数整定208

一、控制规律的选择208

二、控制器参数的工程整定208

第五节 控制系统的投运及操作中的常见问题212

一、控制系统的投运212

二、控制系统操作中的常见问题215

例题分析218

习题与思考题219

一、串级控制系统概述221

第一节 串级控制系统221

第十二章　复杂控制系统221

二、串级控制系统的特点及应用223

三、主、副控制器控制规律的选择226

四、主、副控制器正反作用的选择226

五、控制器参数整定与系统投运227

第二节 其他复杂控制系统228

一、均匀控制系统228

二、比值控制系统231

三、前馈控制系统232

四、取代控制系统233

五、分程控制系统234

六、多冲量控制系统235

例题分析237

习题与思考题239

一、参考模型自适应控制系统240

第十三章　高级控制系统240

第一节 自适应控制系统240

二、具有被控对象数学模型在线辨识的自适应控制系统241

第二节 预测控制系统242

第三节 智能控制系统243

第四节 模糊控制系统244

第五节 最优控制系统246

第六节 控制管理一体化247

习题与思考题248

第十四章　计算机控制系统250

第一节 概述250

第二节 实时计算机控制系统的基本组成251

第三节 计算机在控制中的典型应用方式254

一、数据采集和处理系统254

三、直接数字控制系统255

二、操作指导控制系统255

四、计算机监督控制系统256

五、集散控制系统256

第四节 直接数字控制系统258

一、基本构成258

二、DDC中的PID算式259

第五节 集散控制系统263

一、概述263

二、集散控制系统的特点263

三、基本构成266

例题分析269

习题与思考题269

第十五章　典型化工单元的控制方案270

第一节 流体输送设备的自动控制270

一、离心泵的自动控制方案270

二、往复泵的自动控制方案271

三、压气机的自动控制方案272

第二节 传热设备的自动控制274

一、两侧均无相变化的换热器控制方案274

二、载热体进行冷凝的加热器自动控制276

三、冷却剂进行汽化的冷却器自动控制278

第三节 精馏塔的自动控制279

一、精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求279

二、精馏塔的控制方案280

第四节 化学反应器的自动控制283

一、化学反应器的控制要求283

二、釜式反应器的温度自动控制284

三、固定床反应器的自动控制285

四、流化床反应器的自动控制286

例题分析288

习题与思考题289

参考书目290