過程控制技術及其應用

第1章 緒論
1.1 過程控制發(fā)展簡介
1.1.1 儀表控制階段
1.1.2 計算機控制階段
1.1.3 網(wǎng)絡過程自動化階段
1.2 過程控制系統(tǒng)的特點與分類
1.2.1 過程控制系統(tǒng)的特點
1.2.2 過程控制系統(tǒng)的分類
1.3 過程控制系統(tǒng)及其基本組成
1.3.1 被控過程
1.3.2 檢測器
1.3.3 控制器
1.3.4 執(zhí)行器
1.4 過程控制系統(tǒng)的評價與質(zhì)量指標
1.4.1 階躍響應型單項性能指標
1.4.2 偏差積分型綜合性能指標
本章小結
思考題與習題
第2章檢測儀表
2.1 檢測儀表與測量誤差
2.1.1 檢測儀表
2.1.2 測量誤差與分類
2.2 溫度檢測與變送
2.2.1 溫度檢測
2.2.2 熱電偶
2.2.3 熱電阻
2.2.4 溫度變送器
2.2.5 溫度檢測儀表的選擇
2.3 壓力檢測與變送
2.3.1 壓力的定義、單位和儀表類型
2.3.2 彈性式壓力檢測儀表
2.3.3 電氣式壓力檢測儀表
2.3.4 壓力檢測儀表的選用
2.4 流量檢測與變送
2.4.1 流量的概念與流量計的分類
2.4.2 幾種常用的流量計
2.5 物位檢測與變送
2.5.1 差壓式液位計
2.5.2 電容式物位計
2.5.3 雷達式物位計
本章小結
思考題與習題
第3章基本控制算法與儀表
3.1 基本控制算法及其特點
3.1.1 比例控制
3.1.2 比例積分控制
3.1.3 比例微分控制
3.1.4 比例積分微分控制
3.1.5 基本控制算法的選擇要點
3.1.6 PID控制器的工程應用
3.2 模擬控制儀表
3.2.1 概況
3.2.2 輸入電路
3.2.3 PID電路
3.2.4 輸出電路
3.2.5 手動操作電路及無擾切換
3.2.6 指示電路
3.3 數(shù)字控制儀表
3.3.1 數(shù)字式控制器的基本構成
3.3.2 數(shù)字式控制器實例
本章小結
思考題與習題
第4章執(zhí)行器與安全柵
4.1 概述
4.2 氣動調(diào)節(jié)閥
4.2.1 氣動調(diào)節(jié)閥的基本結構
4.2.2 調(diào)節(jié)閥的類型
4.2.3 調(diào)節(jié)閥的流量特性
4.2.4 調(diào)節(jié)閥的輔助機構
4.2.5 調(diào)節(jié)閥的選擇
4.3 電動調(diào)節(jié)閥
4.3.1 伺服放大器與伺服電動機
4.3.2 減速器的作用
4.3.3 位置發(fā)送器
4.4 變頻器
4.4.1 變頻器的結構與原理
4.4.2 變頻器在過程控制中的應用
4.5 安全柵
4.5.1 安全火花防爆概念
4.5.2 安全柵的基本類型與原理
4.5.3 輸入式∕輸出式安全柵
本章小結
思考題與習題
第5章過程建模
5.1 被控過程的數(shù)學模型與建立
5.1.1 過程的數(shù)學模型
5.1.2 過程建模的目的與要求
5.1.3 過程建模的方法
5.2 機理法建模
5.2.1 機理法建模的基本思路
5.2.2 有自平衡能力過程建模
5.2.3 無自平衡能力過程建模
5.3 測試法建模
5.3.1 測試法建模的方法
5.3.2 時域響應曲線法
5.4 基于最小二乘法的過程辨識
5.4.1 離散時間系統(tǒng)模型
5.4.2 批處理最小二乘法
5.4.3 遞推最小二乘法
5.4.4 具有遺忘因子的遞推最小二乘法
5.4.5 遞推增廣最小二乘法
5.4.6 模型階次的確定
本章小結
思考題與習題
第6章常用過程控制系統(tǒng)
6.1 單回路控制系統(tǒng)設計
6.1.1 單回路控制系統(tǒng)的基本結構與原理
6.1.2 被控量的選擇
6.1.3 操縱量及控制通道的選擇
6.1.4 執(zhí)行器的選擇
6.1.5 控制規(guī)律與作用方式的選擇
6.1.6 檢測器的選擇與布置
6.2 系統(tǒng)投運與參數(shù)整定
6.2.1 系統(tǒng)投運
6.2.2 控制器參數(shù)整定及其方法
6.2.3 工程整定法
6.3 單回路控制系統(tǒng)設計舉例
6.3.1 生產(chǎn)過程與任務要求
6.3.2 控制方案的選擇
6.4 串級控制系統(tǒng)
6.4.1 問題的出現(xiàn)
6.4.2 串級控制系統(tǒng)的提出
6.4.3 基本結構、工作特點與應用場合
6.5 串級控制系統(tǒng)的設計、整定與舉例
6.5.1 串級控制系統(tǒng)的設計
6.5.2 控制器參數(shù)整定
6.5.3 設計舉例
本章小結
思考題與習題
第7章滿足特定要求的過程控制系統(tǒng)
7.1 比值控制系統(tǒng)
7.1.1 基本概念
7.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型
7.1.3 比值控制系統(tǒng)設計
7.1.4 比值控制系統(tǒng)的實施與參數(shù)整定
7.1.5 比值控制的應用舉例
7.2 均勻控制系統(tǒng)
7.2.1 均勻控制的提出及其概念
7.2.2 均勻控制系統(tǒng)的常見類型
7.2.3 均勻控制器參數(shù)整定
7.3 分程控制系統(tǒng)
7.3.1 分程控制
7.3.2 值得關注的問題及其解決方法
7.3.3 應用舉例
7.4 選擇性控制系統(tǒng)
7.4.1 選擇性控制的產(chǎn)生與概念
7.4.2 選擇控制系統(tǒng)的類型、結構與原理
7.4.3 選擇性控制系統(tǒng)的設計
7.4.4 選擇性控制系統(tǒng)的應用
本章小結
思考題與習題
第8章復雜過程控制系統(tǒng)
8.1 前饋控制系統(tǒng)
8.1.1 前饋控制的概念與特點
8.1.2 前饋控制的幾種形式
8.1.3 前饋控制的選用與前饋控制器
8.1.4 前饋控制系統(tǒng)的應用
8.2 時延控制系統(tǒng)
8.2.1 時延問題
8.2.2 預估補償控制
8.2.3 預估補償控制的改進
8.3 解耦控制系統(tǒng)
8.3.1 解耦控制系統(tǒng)
8.3.2 耦合程度與性質(zhì)
8.3.3 變量配對與控制器參數(shù)整定
8.3.4 解耦控制系統(tǒng)的設計
8.3.5 兩個相關的問題
8.4 模型預測控制系統(tǒng)
8.4.1 概述
8.4.2 模型算法控制
8.4.3 多步動態(tài)矩陣控制
8.4.4 幾個參數(shù)的討論
本章小結
思考題與習題
第9章過程計算機控制系統(tǒng)
9.1 概述
9.1.1 計算機集中式控制系統(tǒng)
9.1.2 集散控制系統(tǒng)
9.1.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
9.1.4 工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)
9.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)
9.2.1 數(shù)字控制系統(tǒng)的組成與工作原理
9.2.2 信號采集、數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理
9.2.3 數(shù)字控制算法
9.2.4 數(shù)據(jù)輸出
9.3 ControlNet現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
9.3.1 ControlNet概況與體系結構
9.3.2 ControlNet通信模式與信息交換
9.3.3 ControlNet傳輸技術
9.3.4 ControlNet總線產(chǎn)品
9.3.5 ControlNet現(xiàn)場總線應用舉例
9.4 工業(yè)以太網(wǎng)控制技術
9.4.1 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)結構
9.4.2 工業(yè)以太網(wǎng)的關鍵技術
9.4.3 幾種典型的工業(yè)以太網(wǎng)
9.4.4 工業(yè)以太網(wǎng)存在的問題
本章小結
思考題與習題
第10章過程控制系統(tǒng)的設計及舉例
10.1 過程控制設計概要
10.1.1 過程控制的設計要求
10.1.2 設計過程控制前要做的工作
10.1.3 過程控制系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容
10.2 鍋爐設備的控制
10.2.1 鍋爐設備
10.2.2 汽包水位控制系統(tǒng)
10.2.3 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)
10.2.4 蒸汽過熱過程的控制
本章小結
思考題與習題
附錄A 過程控制試題
過程控制試題一
過程控制試題二
附錄B 鎳鉻鎳硅(鎳鋁)熱電偶分度表(分度號K)
參考文獻