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第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2过程控制系统 2

1.2.1过程控制系统的组成 2

1.2.2过程控制系统的分类 3

1.2.3过程控制系统结构及方框图 6

1.2.4控制工艺图的组成及符号解释 7

1.3过渡过程及品质指标 9

3.1稳态性能指标 9

1.3.2动态性能指标 10

1.4小结 13

习题 13

第2章 过程建模与过程特性 14

2.1典型受控过程 14

2.1.1过程的数学描述 14

2.1.2纯滞后过程 15

2.1.3单容过程 15

2.1.4多容过程 16

2.1.5具备反向特性的过程 16

2.1.6不稳定过程 18

2.1.7过程特性参数 18

2.2过程数学模型建立 19

2.2.1机理建模方法 19

2.2.2实验建模方法 22

2.3小结 27

习题 28

第3章 简单控制系统 29

3.1简单控制系统结构组成 29

3.1.1储液罐液位控制系统 29

3.1.2蒸汽加热器温度控制系统 32

3.1.3简单控制系统组成 34

3.2简单控制系统的设计 36

3.2.1简单控制系统设计举例 36

3.2.2系统设计原则与步骤 38

3.2.3对象特性对控制质量的影响 38

3.2.4被控变量的选择 39

3.2.5操纵变量的选择 40

3.2.6控制系统的调试与投运 40

3.3控制器及其参数整定 41

3.3.1三种常规的控制规律 41

3.3.2控制器的选型 46

3.3.3控制器参数的工程整定 47

3.4调节阀 51

3.4.1气动调节阀的结构 51

3.4.2调节阀流量特性 52

3.4.3气动调节阀选型 53

3.5小结 56

习题 56

第4章 复杂控制系统 58

4.1串级控制系统 58

4.1.1工作原理及分析 58

4.1.2系统设计 64

4.1.3调节器选型及参数整定 67

4.2前馈控制系统 68

4.2.1前馈控制系统的几种结构形式 70

4.2.2前馈控制规律的实施 73

4.3大迟延过程系统 75

4.3.1常规控制方案的设计与实现 75

4.3.2预估补偿控制方案的设计与实现 75

4.4比值控制系统 76

4.4.1比值控制系统的类型 78

4.4.2比值系数的计算 81

4.4.3比值控制方案的实施 81

4.4.4比值控制系统的投运和整定 84

4.5均匀控制系统 84

4.5.1均匀控制系统的由来和目的 84

4.5.2均匀控制的特点 85

4.5.3均匀控制方案 86

4.6分程控制系统 89

4.6.1分程控制系统的基本概念 89

4.6.2分程控制系统的方案实施 92

4.7选择性控制系统 93

4.7.1概述 93

4.7.2选择控制设计应用 93

4.7.3其他选择控制系统 95

4.8阀位控制系统 97

4.8.1概述 97

4.8.2阀位控制系统的工作原理 98

4.9非线性控制系统 98

4.10小结 101

习题 101

第5章 过程计算机控制系统 103

5.1计算机控制系统的组成及 103

分类 103

5.1.1计算机控制系统的组成 103

5.1.2计算机控制系统的分类 103

5.2分布式计算机控制系统 105

5.2.1概述 105

5.2.2 DCS的网络结构及功能 106

5.2.3 DCS的硬件结构及功能 106

5.2.4 DCS的软件结构及功能 108

5.2.5 DCS的工程化设计 112

5.3典型DCS控制系统 116

5.3.1和利时DCS控制系统 116

5.3.2 Honeywell PKS控制系统 120

5.4小结 123

习题 123

第6章 流体输送设备控制 124

6.1泵和压缩机的基本控制 124

6.1.1离心泵的工作原理 125

6.1.2离心泵的工作特性 126

6.1.3离心泵的控制方案 128

6.2离心压缩机防喘振控制 130

6.2.1离心压缩机的喘振 130

6.2.2离心压缩机防喘振控制系统的设计 132

6.2.3测量出口流量的可变极限流量防喘振控制 135

6.2.4离心压缩机串并联时的防喘振控制 135

6.3小结 137

习题 137

第7章 反应器控制 139

7.1概述 139

7.1.1化学反应的基本规律 139

7.1.2反应器温度数学模型 139

7.2反应器的基本控制方案 141

7.2.1反应器的出料压力控制 141

7.2.2反应器的串级控制与分段温度控制 141

7.3典型反应器的控制方案 142

7.3.1绝热反应器的控制方案 142

7.3.2聚合反应器的控制方案 143

7.3.3连续反应器的控制方案 144

7.4小结 146

习题 146

第8章 传热设备控制 147

8.1概述 147

8.1.1热量传递的三种方式 147

8.1.2换热设备的结构类型 148

8.1.3换热设备的特性 150

8.2换热器控制 152

8.2.1控制方案的确定 152

8.2.2传热设备简单控制方案的实现 152

8.2.3传热设备复杂控制方案的实现 156

8.3加热炉控制 159

8.3.1加热炉的单回路控制方案 159

8.3.2加热炉的串级控制方案 160

8.4小结 161

习题 161

第9章 精馏塔控制系统 162

9.1概述 162

9.1.1精馏原理 162

9.1.2连续精馏装置和流程 162

9.2精馏塔的控制要求 163

9.3影响精馏过程的因素 164

9.3.1精馏塔的扰动分析 164

9.3.2精馏塔的静态特性 164

9.3.3精馏塔的动态特性 165

9.3.4精馏塔被控变量的选择 167

9.4精馏塔的基本控制 169

9.4.1产品质量的开环控制 169

9.4.2按精馏段指标的控制 170

9.4.3按提馏段指标的控制 172

9.4.4精馏塔的塔压控制 173

9.5小结 175

习题 175

第10章 火力发电厂大型单元机组的自动控制 176

10.1大型单元机组的生产过程及其对控制的要求 176

10.2单元机组控制系统 178

10.2.1锅炉跟踪方式 178

10.2.2汽机跟踪方式 178

10.2.3机炉协调方式 179

10.3锅炉燃烧系统的控制 180

10.3.1燃烧过程自动控制任务 180

10.3.2蒸汽压力控制和燃料与空气比值控制系统 181

10.3.3燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 181

10.3.4双交叉燃烧控制 184

10.3.5炉膛负压控制与安全保护系统 185

10.4锅炉给水控制系统 186

10.4.1锅炉汽包水位的动态特性 187

10.4.2锅炉汽包水位的控制 188

10.5蒸汽温度控制系统 193

10.5.1汽温调节对象动态特性 193

10.5.2蒸汽温度控制系统 196

10.5.3 1000MW超超临界机组过热蒸汽温度控制实例 197

10.6小结 199

习题 200

第11章 冶金工业过程控制 201

11.1氧化转炉炼钢控制 201

11.1.1顶吹供氧控制系统 201

11.1.2底吹供气控制系统 202

11.1.3炉口微差压及煤气回收控制系统 203

11.2初轧生产过程的控制 205

11.2.1均热炉的控制 205

11.2.2轧制规程自动控制 206

11.3烧成预测控制 207

11.4小结 207

习题 207

第12章 间歇过程控制 208

12.1间歇生产过程及控制 208

12.1.1间歇生产过程特点 208

12.1.2间歇生产过程控制系统 209

12.2间歇生产过程中的控制 211

12.2.1间歇生产过程的特殊控制方法 211

12.2.2间歇反应器的控制 212

12.3小结 215

习题 215

参考文献 217

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