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目录1

绪论1

一、本课程的性质与任务1

二、课程框架与内容1

三、过程控制系统简介2

四、关于本课程的学习方法5

第一篇　工业电器基础9

第一章　电工基础9

第一节 直流电路9

一、电路的组成及物理量9

二、欧姆定律12

三、基尔霍夫定律13

四、电路中电位的计算15

第二节 电磁特性15

一、电流的磁场16

二、描述磁场的物理量17

三、铁磁材料18

四、磁路19

五、自感、互感和涡流19

第三节 交流电路特性20

一、正弦交流电20

二、单相正弦交流电路24

三、三相正弦交流电路26

习题与思考题29

第二章　常用电子器件及其应用31

第一节 常用电子器件31

一、半导体二极管及其特性31

二、半导体三极管及其特性32

四、可控硅34

三、场效应管的结构和特性34

五、集成电路和集成运算放大器35

第二节 基本电子电路36

一、整流与滤波电路36

二、三极管交流放大电路38

三、多级放大器40

四、数字电路41

第三节 应用举例45

一、直流稳压电路45

二、运算放大器的应用45

三、计数器与寄存器47

四、模／数与数／模转换47

习题与思考题48

一、低压电器的分类49

第一节 常用低压电器49

第三章 常用电机与电器49

二、手控电器50

三、接触器52

四、继电器52

五、熔断器53

第二节 异步电动机53

一、三相异步电动机的基本结构53

二、三相异步电动机的工作原理55

三、三相异步电动机的铭牌56

四、三相异步电动机的启动、正反转控制和制动控制57

五、单相异步电动机63

六、电动机的保护64

一、变压器的结构65

第三节 变压器65

二、变压器的工作原理66

三、变压器的分类67

四、变压器的铭牌数据69

习题与思考题70

第四章 电工测量与安全用电71

第一节 电工测量71

一、概述71

二、电流、电压和功率的测量72

三、万用表74

第二节 安全用电76

一、供电系统77

二、触电事故77

四、静电危害及防护80

三、雷电危害及防护80

五、节约用电81

习题与思考题81

第二篇　工业控制基础85

第五章　检测仪表85

第一节 概述85

一、测量的基本知识85

二、检测仪表的基础知识86

第二节 压力检测及仪表88

一、压力检测仪表的分类88

二、弹簧管压力表89

三、DDZ-Ⅲ型力矩平衡式压力变送器90

四、其他差压变送器90

五、压力检测仪表的选择及安装92

一、物位检测的基本概念93

第三节 物位检测及仪表93

二、差压式液位计94

三、浮力式液位计95

四、其他物位检测仪表96

第四节 流量检测仪表97

一、流量检测的基本概念97

二、差压式流量计98

三、其他流量仪表99

四、各种流量检测元件及仪表的选用102

第五节 温度检测仪表103

一、温度的基本概念103

二、热电偶温度计103

三、热电阻温度计106

四、温度变送器107

五、常用的温度显示仪表108

六、测温仪表的选择与安装111

第六节 成分自动检测及仪表112

一、分析仪表的基本知识112

二、热导式气体分析器113

三、氧分析器114

四、工业电导仪116

五、工业酸度计116

六、红外线气体分析器117

七、工业气相色谱仪117

第七节 传感器118

一、传感器的组成及分类118

二、常见传感器的应用120

习题与思考题122

第六章　控制规律及控制仪表124

第一节 常用控制规律124

一、双位控制124

二、比例（P）控制125

三、比例积分（PI）控制127

四、比例微分（PD）控制129

五、比例积分微分（PID）控制130

第二节 基本控制器及其应用131

一、电动控制器131

二、数字控制器134

第三节 执行器138

一、气动执行器的组成及工作原理138

二、调节阀的类型及工作方式139

三、调节阀的流量特性141

四、调节阀的选择与安装143

五、电／气转换器与电／气阀门定位器144

习题与思考题144

第七章　工业控制系统146

第一节 概述146

一、过程自动检测系统146

二、过程自动控制系统146

三、过程自动控制系统的过渡过程和品质指标148

第二节 对象特性150

一、与对象有关的两个基本概念150

二、描述对象特性的三个参数150

三、扰动通道特性对控制质量的影响151

一、简单控制系统的组成152

第三节 简单控制系统及其控制方案的确定152

四、控制通道特性对控制质量的影响152

二、控制符号图153

三、简单控制系统控制符号图识图初步156

四、控制方案的确定156

第四节 控制器的参数整定158

一、经验试凑法158

二、衰减曲线法158

三、临界比例度法159

第五节 简单控制系统的投运及应用举例160

一、准备工作160

四、控制系统的停车161

五、系统的故障分析、判断与处理161

三、切换到自动状态161

二、手动投运161

第六节 复杂控制系统163

一、串级控制系统163

二、均匀控制系统165

三、比值控制系统167

四、三冲量控制系统168

五、分程控制系统168

六、选择性控制系统170

七、前馈控制系统171

第七节 控制流程图识图172

一、常规控制流程图的识图172

二、计算机控制流程图的识图初步175

习题与思考题176

第一节 计算机控制系统概述178

一、计算机控制系统的组成及特点178

第八章　计算机控制基础178

二、过程通道179

三、信号处理、控制算法及人机联系设备182

第二节 集散型控制系统183

一、集散控制系统的基本组成和特点184

二、集散控制系统的结构与功能186

三、集散控制系统的通信网络189

四、集散控制系统的软件体系190

五、常见集散控制系统的简介190

第三节 现场总线控制系统193

一、基本概念193

二、现场总线控制系统及其应用195

三、以现场总线为基础的企业信息系统198

一、可编程控制器的主要特点199

第四节 可编程控制器及控制技术199

二、可编程控制器的构成200

三、可编程控制器的分类201

四、可编程控制器的工作过程202

五、可编程控制器与其他顺序逻辑控制系统的比较202

六、可编程控制器的应用204

习题与思考题207

第九章　信号报警与联锁保护系统208

第一节 继电保护基础知识208

一、信号报警和联锁保护系统组成208

二、信号报警和联锁保护系统的技术要求209

第二节 自动信号报警及电路209

一、自动信号的类型209

二、信号报警系统的组成210

三、信号报警系统的功能212

第三节 自动联锁保护及电路214

一、联锁保护的内容214

二、联锁保护电路214

习题与思考题216

第十章　典型过程控制系统218

第一节 锅炉的过程控制218

一、单冲量液位控制系统219

二、双冲量液位控制系统220

三、三冲量液位控制系统221

第二节 精馏塔的过程控制221

一、精馏塔的控制要求221

二、精馏塔的主要扰动222

三、精馏塔的控制方案222

习题与思考题224

第十一章　实验与实训225

实验一 常用电工仪器使用、安全用电知识及变压器测试225

实验二 三相异步电动机的认识及控制227

实验三 弹簧管压力表的认识及校验（或压力、差压变送器认识）229

实验四 显示仪表校验231

实训一 控制系统的基本操作233

实训二 集散控制系统的认识与操作（实物或仿真）234

实训三 认识实践235

附录236

附录一 常用压力表的规格及型号236

附录二 标准化热电偶电势-温度对照表237

附录三 热电阻欧姆-温度对照表241

附录四 热电偶、热电阻型号与主要规格246

主要参考文献248