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第一章 绪论1

第一节 制药过程自动化技术概述1

一、制药过程自动化技术基本概念1

二、制药过程自动化技术研究的内容2

第二节 制药过程自动化技术的研究进展3

第三节 学习制药过程自动化技术的意义4

第二章 制药过程自动控制系统概述6

第一节 自动控制系统的组成及其表示方法6

一、自动控制系统的组成6

二、自动控制系统的表示方法8

第二节 自动控制系统的分类11

一、按控制系统给定值的特征分类12

二、按控制系统控制方式分类12

三、按控制系统结构形式和调节目的分类13

第三节 自动控制系统的过渡过程和品质指标13

一、自动控制系统的静态和动态13

二、自动控制系统的过渡过程14

三、自动控制系统的品质指标14

第四节 自动化仪表分类17

一、按仪表使用的能源分类17

二、按仪表在自动控制系统中的作用分类17

三、按仪表的组成形式分类18

第三章 制药过程被控对象特性分析20

第一节 制药过程被控对象特性分析20

第二节 被控对象特性的数学描述方法21

一、一阶对象及其特性分析21

二、二阶对象及其特性分析22

第三节 描述被控对象特性的参数24

第四节 被控对象特性参数的实验测定方法27

第四章 传感器与制药过程参数自动测量技术29

第一节 概述29

一、传感器构成原理29

二、传感器分类30

三、传感器标准信号制与信号传输方式30

四、传感器常用测量方法31

五、制药过程常见参数自动测量32

第二节 仪表测量误差与性能指标32

一、仪表测量误差32

二、仪表性能指标33

三、仪表的标定与校准34

四、测量误差计算举例35

第三节 温度测量技术35

一、常用温度检测方法36

二、热电偶温度传感器36

三、热电阻温度传感器39

四、温度变送器41

五、测温仪表的选用与安装43

第四节 压力测量技术44

一、压力的基本概念44

二、常用压力检测方法45

三、压力传感器46

四、智能式差压传感器51

五、压力仪表的选用与安装53

第五节 流量测量技术54

一、流量的基本概念55

二、常用流量检测方法55

三、流量传感器55

四、流量仪表的选用66

第六节 物位测量技术66

一、物位仪表的分类66

二、常用物位计67

三、物位检测仪表的选用71

第七节 成分测量技术72

一、热导式气体分析仪72

二、磁氧分析仪73

第八节 pH测量技术74

第九节 溶解氧测量技术75

第十节 生物传感器76

一、生物传感器的工作原理77

二、常用的生物传感器77

第十一节 现代测量技术的发展与应用78

一、基于模型的软测量技术的发展与应用78

二、虚拟仪器的发展与应用79

第五章 显示仪表82

第一节 模拟式显示仪表83

一、动圈式显示仪表83

二、自动电子电位差计86

三、自动电子平衡电桥87

第二节 数字式显示仪表89

一、特点及分类89

二、仪表的组成89

三、仪表的主要技术指标91

第三节 新型显示仪表91

第六章 控制器93

第一节 概述93

第二节 基本控制规律及其特点94

一、比例控制94

二、积分控制97

三、微分控制99

第三节 模拟式控制器102

一、基本结构102

二、主要特点102

三、使用注意事项104

第四节 数字式控制器104

一、主要特点104

二、基本构成105

第五节 可编程序控制器108

一、组成108

二、编程语言110

三、系统设计113

第七章 执行器116

第一节 概述116

第二节 气动执行器116

一、结构及特点116

二、调节阀的流量特性121

三、气动执行器的选用与安装126

第三节 电动执行器130

第四节 电/气阀门定位器132

一、电/气转换器132

二、电/气阀门定位器133

第八章 简单控制系统135

第一节 系统组成及工作原理135

一、系统组成135

二、工作原理136

第二节 简单控制系统设计137

一、概述137

二、被控变量的选择137

三、调节变量的选择140

四、控制器的选择141

五、执行器的选择143

第三节 系统投运与控制器参数整定145

一、系统投运步骤145

二、控制器参数整定146

第九章 复杂控制系统150

第一节 串级控制系统150

一、基本原理150

二、工作过程及特点153

三、设计与应用154

第二节 均匀控制系统158

一、基本原理158

二、系统类型159

第三节 比值控制系统161

一、基本原理161

二、系统类型161

三、比值系数的确定164

第四节 前馈控制系统165

一、基本原理165

二、系统类型167

三、应用场合168

第五节 选择性控制系统169

一、基本原理169

二、系统类型170

三、积分饱和现象及其预防措施174

第六节 分程控制系统175

一、基本原理175

二、系统应用176

第七节 多冲量控制系统179

一、基本原理179

二、系统类型179

第十章 高等过程控制184

第一节 自适应控制184

第二节 预测控制187

一、模型算法控制187

二、动态矩阵控制190

第三节 模糊控制191

一、基本结构192

二、几种方法194

第四节 智能控制与专家系统195

一、智能控制的基本概念195

二、智能控制的主要类型196

三、专家控制系统197

第五节 神经元网络控制198

第六节 故障检测与诊断201

第十一章 计算机控制系统204

第一节 概述204

一、系统的组成204

二、系统的发展205

第二节 直接数字控制系统206

一、基本概念206

二、DDC中的PID算法207

第三节 集散控制系统209

一、系统特点209

二、硬件和软件209

第四节 现场总线控制系统211

一、组成及特点211

二、基本设备212

三、基金会现场总线213

第五节 综合自动化系统214

一、意义214

二、特点215

三、工业生产过程计算机集成控制系统的构成216

第十二章 制药过程典型设备及过程自动控制系统219

第一节 流体输送设备的自动控制219

一、控制目标及特性描述219

二、离心泵的自动控制方案220

三、往复泵的自动控制方案222

四、压气机的控制方案223

五、离心式压缩机的防喘振控制224

第二节 传热设备的自动控制227

一、控制目标及特性描述227

二、两侧均无相变化的换热器自动控制方案228

三、利用载热体进行冷凝的加热器自动控制方案230

四、利用冷却剂进行气化的冷却器自动控制方案231

第三节 精馏塔的自动控制233

一、精馏塔的控制目标及特性描述233

二、精馏塔的控制方案235

第四节 化学制药过程自动控制238

一、化学制药过程特点238

二、化学反应器类型及控制目标238

三、釜式反应器的控制方案239

四、固定床反应器的控制方案240

五、流化床反应器的控制方案242

第五节 硝化反应过程控制243

一、硝化反应工艺流程243

二、硝化反应的控制方案244

第六节 生物制药过程自动控制246

一、生物制药过程特点246

二、生物反应器类型及控制目标246

三、生物发酵过程控制方案247

四、抗生素发酵过程计算机控制251

第七节 中药提取与蒸发过程自动控制253

一、中药提取设备及自动控制方案253

二、中药蒸发设备及自动控制方案254

三、中药金银花提取过程自动控制256

第十三章 制药过程自动控制系统工程设计260

第一节 基本任务与基本步骤260

第二节 自动控制系统工程设计261

一、初步设计261

二、施工图设计264

第三节 测量仪表及控制装置的选型266

一、选型原则266

二、测量及变送器仪表的选择267

三、显示、控制仪表的选择270

四、计算机及过程通道的选择271

五、执行器的选择271

第四节 仪表盘及配线设计272

一、仪表盘正面布置272

二、仪表背面接线273

三、仪表回路接线接管273

第五节 供电、供气系统设计274

一、仪表供电系统的设计274

二、仪表供气系统的设计276