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上篇 自动化仪表3

自动化仪表概述3

0.1 自动化仪表及其发展概况3

0.2 电动单元组合仪表及其控制系统的组成4

0.3 仪表的基本技术指标6

第壹章 检测仪表8

1.1 温度检测仪表8

1.1.1测量温度的主要方法8

1.1.2 热电偶9

1.1.3 热电阻12

1.1.4 半导体热敏电阻13

1.1.5 热电偶温度变送器的基本结构14

1.1.6 DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器的实际线路17

1.2 压力检测仪表22

1.2.1 弹性式压力测量元件23

1.2.2 力平衡式压力(差压)变送器24

1.2.3 位移式差压(压力)变送器29

1.2.4 固态测压仪表32

1.3 流量检测仪表33

1.3.1 节流式流量计34

1.3.2 容积式流量计37

1.3.3 涡轮流量计38

1.3.4 电磁流量计39

1.3.5 旋涡式流量计40

1.4 液位检测仪表42

1.4.1 浮力式和静压式液位计42

1.4.2 电容式液位计43

1.5 成分分析仪表45

1.4.3 超声波液位计45

1.5.1 热导式气体分析仪46

1.5.2 红外线气体分析仪48

1.5.3 色谱分析仪50

第二章 调节器54

2.1 最简单的两位式调节器54

2.2 连续调节器的调节规律55

2.3 PID运算电路57

2.3.1 比例积分运算电路57

2.3.2 比例向微运算电路60

2.3.3 PID运算电路62

2.3.4 只用一个放大器的PID运算电路64

2.4 PID调节器的阶跃响应67

2.5 PID调节器的频率特性67

2.6 PID调节器的线路实例71

2.6.1 输入电路72

2.6.2 PID运算电路73

2.6.3 输出电路74

2.6.4 调节器的整机传递函数76

2.6.5 手动操作电路及自动-手动切换77

2.6.6 测量及给定指示电路81

2.7 调节器的附加电路82

2.7.1 输出限幅及抗积分和饱电路82

2.7.2 前馈电路83

第三章 执行器、记录仪及防爆栅86

3.1 执行器86

3.1.1 气动执行器86

3.1.2 电-气转换器91

3.1.3 阀门定位器92

3.1.4 电动执行器95

3.2.2 电子电位差计96

3.2 记录仪表97

3.2.1 自动平衡式记录仪表的工作原理97

3.2.3 磁平衡式记录仪102

3.3 防爆栅114

3.3.1 安全火花防爆系统的概念114

3.3.2 安全火花防爆的等级115

3.3.3 防爆栅的基本工作原理116

3.3.4 隔离式防爆栅117

第四章 集散型数字控制仪表122

4.1 数字控制仪表的发展122

4.2 数字控制算法123

4.2.1 基本PID的离散表达式124

4.2.2 采样周期的选择125

4.2.3 变形的PID控制126

4.2.4 混合过程PID算法129

4.2.5 字长的考虑130

4.3 单回路可编程序控制器130

4.3.1 SLPC型可编程序控制器的电路131

4.3.2 单回路控制器的工作节拍135

4.3.3 用户程序结构及数据格式136

4.3.4 运算模块138

4.3.5 控制模块及编程146

4.3.6 程序的写入和调试158

4.4 集散控制系统159

4.4.1 集散控制系统的组成160

4.4.2 现场控制站的功能164

4.4.3 操作站的功能171

下篇 过程控制179

第五章 调节对象的特性及实验测定179

5.1 单容对象动特性及其数学描述179

5.1.1 水槽水位的动特性179

5.1.2 对象的自衡特性181

5.2 多容对象的特性、容量滞后，纯滞后183

5.2.1 双容对象的特性183

5.3 对象特性的实验测定、时域法184

5.3.1 实验测定方法概述184

5.2.2 纯滞后184

5.3.2 测定动态特性的时域方法185

5.4 测定动态特性的频域方法191

5.4.1 正弦波方法191

5.4.2 频域特性的相关测试法192

5.4.3 闭路测定法194

5.5 测定动态特性的统计方法194

5.5.1 平稳随机过程,相关函数,功率密度谱195

5.5.2 相关分析法识别对象动态特性的原理198

5.5.3 伪随机信号201

5.5.4 伪随机序列的产生方法及其性质202

5.5.5 用M序列信号测定对象的动态特性204

第六章 单回路调节系统的设计及调节器参数整定方法213

6.1 概述213

6.2 对象动特性对调节质量的影响及调节方案的确定215

6.2.1 干扰通道动特性对调节质量的影响215

6.2.2 调节通道动特性对调节质量的影响217

6.2.3 调节方案的确定218

6.3 调节规律对系统动特性的影响、调节规律的选择220

6.3.1 在干扰作用下双容对象的比例调节221

6.3.2 系统调节性能指标、PI，PD调节作用分析224

6.3.3 调节规律的选择230

6.4 调节器参数的实验整定方法231

6.4.1 稳定边界法231

6.4.2 反应曲线法233

6.4.3 衰减曲线法233

6.4.4 三种整定方法的比较234

7.1.1 串级调节系统的组成236

7.1 串级调节系统236

第七章 复杂调节系统236

7.1.2 串级调节系统的特点和效果分析238

7.1.3 调节器的选型和整定方法241

7.2 比值调节系统242

7.2.1 比值调节系统的组成原理242

7.2.2 比值调节系统的整定244

7.3 均匀调节系统246

7.3.2 调节器的选型和整定247

7.3.1 均匀调节系统的组成248

7.4 前馈调节系统249

7.4.1 前馈控制的工作原理250

7.4.2 扰动补偿规律及其局限性251

7.4.3 复合调节系统的特性分析252

7.4.4 复合调节系统参数的选择254

7.4.5 自治调节系统256

第八章 自动调节系统在生产过程中的应用举例261

8.1 石油加工蒸馏装置的仪表控制系统261

8.1.1 石油加工中的仪表控制系统概要261

8.1.2 蒸馏塔的仪表控制系统261

8.2.1 钢铁生产过程概要268

8.2 钢铁工业中加热炉的仪表控制系统268

8.2.2 加热炉的燃烧控制270

8.2.3 燃烧控制的串级比值调节系统272

8.2.4 交叉限幅并联副回路的串级调节272

8.3 锅炉的自动调节系统276

8.3.1 汽包水位的调节277

8.3.2 燃烧过程的调节281

8.3.3 锅炉控制系统举例284

主要参考书286