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第1章 绪论1

1.1 过程控制系统的应用与组成1

1.1.1 典型过程控制的应用1

1.2 过程控制系统组成3

1.2 过程控制系统的分类3

1.2.1 按系统的结构特点分类3

2.2 按给定值信号的特点分类4

1.3 过程控制系统的特点4

1.4 过程控制系统质量指标5

1.4.1 系统过渡过程指标5

1.4.2 误差综合性能指标6

1.5 过程控制系统的发展概况7

5.1 仪表化与局部自动化阶段7

1.5.2 综合自动化阶段7

1.5.3 全盘自动化阶段7

思考题与习题8

第2章 被控过程的数学模型9

2.1 概述9

2.1.1 建立被控过程数学模型的目的9

2.1.2 被控过程数学模型的概念10

2.1.3 建立被控过程数学模型的方法11

2.2 解析法建立过程的数学模型11

2.2.1 单容过程的建模11

2.2.2 多容过程的建模14

2.3 响应曲线辨识过程的数学模型17

2.3.1 阶跃响应曲线的测定17

2.3.2 矩形脉冲响应曲线的测定17

2.3.3 由阶跃响应曲线确定过程的数学模型18

2.4 相关函数法辨识过程的数学模型27

思考题与习题34

第3章 检测变送仪表36

3.1 概述36

3.1.1 基本概念36

3.1.2 测量误差37

3.1.3 仪表性能指标38

3.1.4 检测仪表分类39

3.1.5 检测仪表调校41

3.2 压力检测与变送42

3.2.1 基本概念42

3.2.2 压力检测分类42

3.2.3 压力检测原理43

3.2.4 差压变送器46

3.2.5 微型压力检测变送器50

3.3 温度检测与变送51

3.3.1 温度检测分类51

3.3.2 温度检测原理52

3.3.3 温度变送器55

3.3.4 微型温度检测变送器62

3.4 流量检测与变送66

3.4.1 概述66

3.4.2 差压式流量计67

3.4.3 靶式流量计70

3.4.4 浮子流量计71

3.4.5 容积式流量计73

3.4.6 涡轮流量计73

3.4.7 涡街流量计74

3.4.8 电磁流量计75

3.5 液位变送器76

3.5.1 浮力式液位变送器76

3.5.2 静压力式液位变送器78

3.5.3 液位检测仪表选用79

3.6 成分分析仪表80

3.6.1 成分分析仪表分类80

3.6.2 红外气体分析仪81

3.6.3 气相色谱分析仪82

3.6.4 热磁式氧分析仪83

3.6.5 氧化锆氧量分析仪85

3.7 智能检测变送器87

3.7.1 数学式检测变送器87

3.7.2 电容式数字压力变送器88

3.7.3 单总线智能温度变送器90

3.7.4 多通道智能温度变送器92

3.7.5 ST3000系列智能变送器95

3.7.6 3051型智能压力变送器96

3.7.7 EJA型差压（压力）智能变送器97

3.7.8 虚拟变送器98

思考题与习题100

第4章 过程控制仪表102

4.1 概述102

4.2 DDZ-Ⅲ型调节器103

4.2.1 输人电路105

4.2.2 比例微分电路106

4.2.3 比例积分电路107

4.2.4 整机的比例积分微分电路传递函数110

4.2.5 输出电路111

4.2.6 手动操作电路和无平衡无扰动切换112

4.2.7 指示电路114

4.3 改进型调节器114

4.3.1 抗积分饱和调节器115

4.3.2 微分先行PID调节器116

4.3.3 比例微分先行PID调节器116

4.3.4 非线性PID调节器117

4.4 DDZ-ⅢⅢ指示记录仪118

4.4.1 仪表的整机构成119

4.4.2 测量组件119

4.5 自动平衡显示记录仪表123

4.5.1 电子电位差式自平衡显示记录仪表123

4.5.2 电桥自动平衡显示记录仪表126

4.5.3 自动平衡显示记录仪表放大器128

4.6 数字式调节器129

4.6.1 数字式调节器控制规律的实现129

4.6.2 数字式调节器的硬件组成132

4.6.3 专家自整定调节器133

4.6.4 虚拟调节仪表134

4.7 现代显示记录仪表135

4.7.1 全数字式显示记录仪表135

4.7.2 数字模拟混合显示记录仪表136

4.7.3 虚拟显示记录仪表137

思考题与习题138

第5章 过程执行仪表139

5.1 概述139

5.2 电动执行机构140

5.2.1 直行程电动执行机构141

5.2.2 角行程电动执行机构142

5.3 气动执行机构144

5.3.1 气动执行机构结构144

5.3.2 气动薄膜调节阀145

5.4 电—气转换器和阀门定位器155

5.4.1 电—气转换器155

5.4.2 电—气阀门定位器156

5.5 电动执行机构和气动执行机构选择158

5.6 安全栅159

5.6.1 安全火花防爆的一般概念159

5.6.2 安全栅的类型160

5.6.3 变压器隔离式安全栅162

思考题与习题164

第6章 单回路控制系统的设计165

6.1 概述165

6.1.1 一般要求165

6.1.2 控制方案165

6.1.3 基本方法166

6.1.4 设计步骤166

6.1.5 主要内容167

6.2 系统方案设计167

6.2.1 被控参数的选择167

6.2.2 控制参数的选择168

6.2.3 测量变送器的选择173

6.2.4 执行器的选择177

6.2.5 调节器控制规律的选择177

6.2.6 调节器作用形式的选择178

6.3 调节器参数的整定179

6.3.1 工程整定法179

6.3.2 计算机仿真寻优整定法182

6.4 系统的投运184

6.5 系统设计举例185

6.5.1 喷雾式干燥设备控制系统设计185

6.5.2 贮槽液位控制系统设计187

思考题与习题188

第7章 提高控制质量的控制系统190

7.1 串级控制系统的设计190

7.1.1 概述190

7.1.2 系统结构191

7.1.3 系统特点192

7.1.4 系统设计193

7.1.5 系统整定196

7.1.6 工业应用198

7.2 前馈控制系统200

7.2.1 概述200

7.2.2 系统结构201

7.2.3 系统特点201

7.2.4 控制方案202

7.2.5 系统规律205

7.2.6 选用原则207

7.2.7 前馈控制系统设计207

7.2.8 系统整定209

7.2.9 工业应用211

7.3 大时延控制系统212

7.3.1 概述212

7.3.2 常规控制系统212

7.3.3 预估控制系统214

7.3.4 采样控制系统217

7.3.5 工业应用217

思考题与习题218

第8章 满足特定要求的过程控制系统220

8.1 比值控制系统220

8.1.1 概述220

8.1.2 控制方案220

8.1.3 系统设计223

8.1.4 系统实施225

8.1.5 系统整定225

8.1.6 工业应用226

8.2 均匀控制系统227

8.2.1 概述227

8.2.2 控制方案227

8.2.3 调节器选型229

8.2.4 系统整定229

8.2.5 工业应用230

8.3 分程控制系统231

8.3.1 概述231

8.3.2 控制方案233

8.3.3 系统设计233

8.3.4 工业应用234

8.4 选择控制系统236

8.4.1 概述236

8.4.2 控制方案237

8.4.3 方案选择239

8.4.4 系统设计241

8.4.5 工业应用242

思考题与习题243

第9章 先进控制系统244

9.1 概述244

9.2 模糊控制系统245

9.2.1 概述245

9.2.2 系统结构245

9.2.3 控制器设计246

9.2.4 控制方案253

9.2.5 工业应用256

9.3 集散控制系统258

9.3.1 概述258

9.3.2 系统架构259

9.3.3 系统硬件结构260

9.3.4 软件及组态264

9.3.5 通信网络267

9.3.6 工程设计与实施270

9.3.7 工业应用271

9.4 现场总线控制系统274

9.4.1 概述274

9.4.2 系统结构274

9.4.3 控制方案277

9.4.4 系统特点278

9.4.5 工业应用280

思考题与习题283

参考文献284