石油化工自動化及儀表(第2版)

本書凝聚了多位資深教師數年的教學與科研經驗,力爭滿足石油化工類專業的教學需求。全書從石油工程的角度,培養學生邏輯思維、創新思維與工程思維的能力,提高分析與解決實際工程設計的能力。
(1) 易教易學:不但在敘述方式上力求深入淺出、圖文並茂;而且配套給出了大量例題與習題,以及“教學建議”和“教學課件(PPT)”,便於教學與自學。
(2) 結構完整:全書分4篇(19章)分別介紹了自動控制基礎、參數檢測及儀表、控制儀表及裝置和過程控制技術。
(3) 認知規律:從認識和理解的規律出發,將抽象問題形象化,將數學問題工程化,將孤立問題系統化,充分把握學習規律,提高教學效率。
(4) 技術前沿:側重只是的覆蓋廣度,吸收了當前套用於石油化工工業的最新自動化及儀表的技術成果
目錄
第一篇自動控制基礎知識
第1章緒論
1.1石油化工自動化的意義及主要內容
1.1.1石油化工自動化的意義
1.1.2石油化工自動化的發展概況
1.1.3非自動化專業人員學習自動化知識的意義
1.1.4石油化工自動化的主要內容
1.2自動控制系統的基本組成
1.3自動控制系統的圖形表示
1.3.1自動控制系統方框圖
1.3.2工藝管道及儀表流程圖
1.4自動控制系統的分類
1.4.1按信號的傳遞路徑分類
1.4.2按給定值的性質分類
1.4.3按系統的數學模型分類
1.4.4按系統傳輸信號的性質分類
1.4.5其他分類方法
思考題與習題
第2章自動控制系統的基本要求及性能指標
2.1自動控制系統的基本要求
2.2自動控制系統的靜態與動態
2.3自動控制系統的過渡過程
2.4自動控制系統的性能指標
思考題與習題
第3章被控對象特性與數學模型
3.1石油化工對象的特點及其描述方法
3.2對象數學模型的建立
3.2.1機理分析法建模
3.2.2實驗法建模
3.2.3混合法建模
3.3描述對象特性的參數
3.3.1放大係數K
3.3.2時間常數T
3.3.3滯後時間τ
思考題與習題
第二篇參數檢測及儀表
第4章檢測儀表基礎知識
4.1測量過程和測量誤差
4.1.1絕對誤差
4.1.2相對誤差
4.1.3基本誤差與附加誤差
4.2檢測儀表基本概念及性能指標
4.2.1測量範圍、上下限及量程
4.2.2零點遷移和量程遷移
4.2.3靈敏度、解析度及分辨力
4.2.4線性度
4.2.5精度和精度等級
4.2.6死區、滯環和回差
4.2.7反應時間
4.2.8重複性和再現性
4.2.9可靠性
4.2.10穩定性
思考題與習題
第5章溫度檢測及儀表
5.1溫度檢測方法及溫標
5.1.1溫度及溫度檢測方法
5.1.2溫標
5.2常用溫度檢測儀表
5.2.1膨脹式溫度計
5.2.2熱電偶溫度計
5.2.3熱電阻溫度計
5.3溫度檢測儀表的選用及安裝
5.3.1溫度檢測儀表的選用
5.3.2溫度檢測儀表的安裝
思考題與習題
第6章壓力檢測及儀表
6.1壓力及壓力檢測方法
6.1.1壓力的定義及單位
6.1.2壓力的表示方法
6.1.3壓力檢測的主要方法及分類
6.2常用壓力檢測儀表
6.2.1液柱式壓力計
6.2.2活塞式壓力計
6.2.3彈性式壓力計
6.2.4壓力感測器
6.2.5力平衡式差壓(壓力)變送器
6.3壓力檢測儀表的選擇及校驗
6.3.1壓力檢測儀表的選擇
6.3.2壓力檢測儀表的校驗
6.4壓力檢測系統
6.4.1取壓點位置和取壓口形式
6.4.2引壓管路的鋪設
6.4.3壓力檢測儀表的安裝
思考題與習題
第7章流量檢測及儀表
7.1流量的概念及單位
7.2流量檢測方法及流量計分類
7.3體積流量檢測方法
7.3.1容積式流量計
7.3.2差壓式流量計
7.3.3速度式流量計
7.4質量流量檢測方法
7.4.1間接式質量流量測量方法
7.4.2直接式質量流量計
7.5流量標準裝置
7.5.1液體流量標準裝置
7.5.2氣體流量標準裝置
思考題與習題
第8章物位檢測及儀表
8.1物位的定義及物位檢測儀表的分類
8.1.1物位的定義
8.1.2物位檢測儀表的分類
8.2常用物位檢測儀表
8.2.1靜壓式物位檢測儀表
8.2.2浮力式物位檢測儀表
8.2.3其他物位檢測儀表
8.3影響物位測量的因素
8.3.1液位測量的特點
8.3.2料位測量的特點
8.3.3界位測量的特點
8.4物位檢測儀表的選型
思考題與習題
第9章成分分析儀表
9.1成分分析方法及分類
9.1.1成分分析方法
9.1.2成分分析儀表分類
9.2自動分析儀表的基本組成
9.3工業常用自動分析儀表
9.3.1熱導式氣體分析器
9.3.2紅外線氣體分析器
9.3.3氧化鋯氧分析器
9.3.4氣相色譜分析儀
9.3.5酸度的檢測
9.3.6濕度的檢測
思考題與習題
第10章現代檢測技術
10.1現代感測器技術的發展
10.2軟測量技術
10.2.1軟測量技術概念
10.2.2軟測量技術分類
10.2.3軟測量技術套用
10.3多感測器融合技術
10.4虛擬儀器
思考題與習題
第三篇控制儀表及裝置
第11章控制儀表及裝置概述
11.1控制儀表及裝置的發展概況
11.2控制儀表及裝置的分類
11.2.1按能源形式分類
11.2.2按信號類型分類
11.2.3按結構形式分類
11.3控制儀表及裝置的信號制
11.3.1信號標準
11.3.2電動儀表信號標準的使用
11.4DDZⅢ型控制器
11.4.1DDZⅢ型控制器的特點
11.4.2DDZⅢ型控制器的主要技術指標
11.4.3DDZⅢ型控制器的組成與操作
思考題與習題
第12章數字控制器
12.1可程式調節器
12.1.1可程式調節器的特點
12.1.2可程式調節器的基本構成
12.1.3可程式調節器的基本算法
12.1.4可程式調節器與DDZⅢ型控制器性能比較
12.2可程式序控制器
12.2.1可程式控制器的發展過程及趨勢
12.2.2可程式控制器的特點及分類
12.2.3可程式控制器的基本組成
12.2.4可程式控制器的工作原理
12.2.5可程式控制器的程式語言
思考題與習題
第13章集散控制系統
13.1DCS的組成
13.2DCS的特點
13.3DCS的產生及發展歷程
13.4DCS的硬體體系
13.4.1DCS的硬體體系結構
13.4.2DCS的各級(層)功能
13.4.3DCS的通信設備及功能
13.5DCS的軟體體系
13.5.1DCS的軟體體系構成
13.5.2DCS的控制層軟體
13.5.3DCS的監控層軟體
13.5.4DCS的組態軟體
思考題與習題
第14章現場匯流排控制系統
14.1現場匯流排控制系統概述
14.1.1現場匯流排控制系統的基本概念
14.1.2現場匯流排控制系統的本質特徵
14.1.3現場匯流排控制系統的發展趨勢
14.2現場匯流排控制系統的體系結構
14.2.1現場設備層
14.2.2中間監控層
14.2.3遠程監控層
14.3現場匯流排協定
14.4現場匯流排控制系統的組成
14.4.1現場智慧型儀表
14.4.2監控計算機
14.4.3網路通信設備
14.4.4監控系統軟體
14.5現場匯流排技術的套用
14.5.1幾種有影響的現場匯流排
14.5.2ControlNet現場匯流排套用
思考題與習題
第15章執行器
15.1概述
15.1.1執行器的構成及工作原理
15.1.2執行器分類及特點
15.1.3執行器的作用方式
15.2執行機構
15.2.1氣動執行機構
15.2.2電動執行機構
15.3調節機構
15.3.1調節閥的工作原理
15.3.2調節閥的作用方式
15.3.3調節閥的結構及特點
15.3.4調節閥的流量係數
15.3.5調節閥的可調比
15.3.6調節閥的流量特性
15.4執行器的選擇和計算
15.4.1執行器結構形式的選擇
15.4.2調節閥流量特性的選擇
15.4.3調節閥口徑的選擇
15.5氣動執行器的安裝和維護
15.6電氣轉換器及閥門定位器
15.6.1電氣轉換器
15.6.2閥門定位器
15.7數字調節閥與智慧型調節閥
15.7.1數字調節閥
15.7.2智慧型調節閥
思考題與習題
第四篇過程控制系統
第16章簡單控制系統
16.1簡單控制系統的構成
16.2簡單控制系統的設計
16.2.1被控變數的選擇
16.2.2操縱變數的選擇
16.2.3測量元件特性的影響
16.2.4控制器控制規律的選擇
16.2.5控制器正反作用的確定
16.3簡單控制系統的投運
16.4控制器參數的工程整定
思考題與習題
第17章複雜控制系統
17.1串級控制系統
17.1.1串級控制系統的基本概念
17.1.2串級控制系統的工作過程
17.1.3串級控制系統的特點
17.1.4串級控制系統的設計
17.1.5串級控制系統控制器參數的工程整定
17.1.6串級控制系統的適用場合
17.2均勻控制系統
17.2.1均勻控制系統的基本概念
17.2.2均勻控制方案
17.3比值控制系統
17.3.1比值控制的基本概念
17.3.2比值控制方案
17.3.3比值控制系統的設計
17.4前饋控制系統
17.4.1前饋控制系統的基本概念
17.4.2前饋控制系統的特點
17.4.3前饋控制系統的主要結構形式
17.4.4前饋控制系統的套用場合
17.5選擇性控制系統
17.5.1選擇性控制系統的基本概念
17.5.2選擇性控制系統的類型
17.5.3積分飽和現象及其防止措施
17.6分程控制系統
17.6.1分程控制系統的基本概念
17.6.2分程控制方案
17.6.3分程控制系統的套用
17.6.4分程控制套用中的幾個問題
思考題與習題
第18章新型控制系統
18.1自適應控制系統
18.1.1變增益自適應控制系統
18.1.2模型參考自適應控制系統
18.1.3自校正控制系統
18.2預測控制系統
18.2.1預測控制系統的基本結構
18.2.2預測控制系統的特點及其套用
18.3智慧型控制系統與專家控制系統
18.3.1智慧型控制的基本概念
18.3.2智慧型控制的主要類型
18.3.3專家控制系統
18.4模糊控制系統
18.4.1模糊控制系統的基本結構
18.4.2模糊控制的方法
18.4.3模糊控制系統的設計
18.5神經元網路控制
18.5.1人工神經元模型
18.5.2人工神經網路
18.5.3人工神經網路在控制中的主要作用
18.5.4神經網路控制的分類
18.6故障檢測與故障診斷
18.6.1提高控制系統可靠性的主要方法
18.6.2控制系統的主要故障
18.6.3故障檢測和診斷的含義
18.6.4故障檢測和診斷的主要方法
思考題與習題

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