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绪论 1

一、工业过程自动化概述 1

二、工业自动化仪表的分类 2

三、轻工业生产过程自动化的特点及概况 4

第一篇 工业过程测量 7

概述 7

一、测量及测量误差 7

二、准确度、精密度、精确度 8

三、仪麦的基本误差限与精确度等级 8

四、仪表的主要特性指标 10

第一章 压力测量 12

第一节 概述 12

一、压力的概念及单位 12

二、压力的表示方法 12

三、压力测量仪表的分类 13

第二节 弹性式压力计 13

二、弹簧管式压力计 14

一、弹性元件 14

三、波纹管式压力计 16

四、膜盒式微压计 17

第三节 电气式压力计 17

一、电位器式压力计 17

二、应变片式压力计 17

三、霍尔式压力计 19

四、电感式压力计 20

五、电容式压力计 21

第四节 真空计 22

一、热电偶式真空计 22

二、电离式真空计 22

第五节 检测仪表的选用安装及校验 23

一、检澜仪表的选用 23

二、检测仪表的安装 25

三、仪表的校验 26

思考题与习题 27

附录 常用压力表规格及型号 28

第一节 概述 29

第二章 温度测量 29

第二节 温度测量方法 30

一、接触法 30

二、非接触法 31

第三节 热电偶测温 34

一、热电偶测温原理 34

二、热电偶测温的几个问题 36

三、热电偶的种类与结构 40

一、金属热电阻 44

第四节 热电阻测温 44

二、半导体热敏电阻 46

第五节 接触式温度计的安装 46

一、温度传感器的安装 46

二、连接导线和补偿导线的敷设安装 47

思考题与习题 48

第三章 流量测量 49

第一节 概述 49

一、浮子流量计的基本结构 50

第二节 浮子流量计 50

二、测量原理和流量方程式 51

三、刻度换算及量程选择 52

四、电远传式浮子流量计 53

五、浮子流量计安装注意事项 54

第三节 电磁流量计 54

一、概述 54

二、电磁流量计的工作原理 55

三、电磁流量计的激磁方式 56

一、节流装置的测量变换原理 57

第四节 差压式流量计 57

二、差压式流量计的使用与安装 59

第五节 其它流量计简介 61

一、涡轮流量计 61

二、靶式流量计 62

三、超声波流量计 62

四、热式质量流量计 63

五、椭圆齿轮流量计 64

思考题与习题 65

第一节 浮力式液位计 66

一、浮子式液位计 66

第四章 物位测量 66

二、沉筒式液位计 67

第二节 静压式液位计 69

一、工作原理 69

二、差压变送器测液位时的零点迁移问题 70

第三节 电容式物位计 72

一、电容式液位计 73

一、超声波物位计 74

第四节 其它物位计 74

二、电容式料位计 74

二、激光式物位计 75

三、光纤液位计 76

思考题与习题 77

第五章 成分量测量 78

第一节 pH值的测量 78

一、pH值测量原理 78

二、参比电极与指示电极 81

三、测量仪器 82

第二节 气体成分含量分析 84

一、概述 84

二、红外线气体分析仪 85

三、热磁式氧分析仪 88

四、氧化锆氧量分析仪 91

五、热导式气体分析仪 94

第三节 液相中溶解气体的测量 96

一、溶解氧的测量 96

二、溶解二氧化碳的测量 102

第四节 湿度及水分的测量 105

一、湿度测量 105

二、水分测量 108

第五节 其它工业分析仪表 113

一、粘度测量仪表 113

二、密度测量仪表 118

三、浓度测量仪表 123

思考题与习题 129

第一节 速度测量 131

一、概述 131

第六章 机械量测量 131

二、测速发电机 132

三、电脉冲式转速传感器 134

第二节 称重计量 135

一、概述 135

二、称重传感器 136

三、称重计量系统 138

第三节 外观及异物检查 142

一、外观检查 142

二、异物检查 143

思考题与习题 145

第七章 显示仪表 146

第一节 概述 146

第二节 动圈式显示仪表 146

一、测量机构及作用原理 147

二、动圈仪表的测量线路 148

第三节 自动平衡式显示仪表 151

一、自动平衡式电子电位差计 151

二、自动平衡式电子电桥 156

一、数字式显示仪表的构成 157

第四节 数字式显示仪表 157

二、模-数(A／D)转换 158

三、输入信号的标准化及标度变换 161

四、非线性补偿 162

五、带有微型计算机的数字显示仪表 162

思考题与习题 163

第一节 概述 166

二、自动控制系统方框图 166

一、自动控制系统的组成 166

第一章 自动控制系统基础知识 166

第二篇 工业过程控制 166

三、闭环控制与负反馈 168

四、自动控制系统分类 169

第二节 自动控制系统的过渡过程及质量指标 169

一、自动控制系统的过渡过程 169

二、自动控制系统的质量指标 171

思考题与习题 175

第二章 被控过程特性 175

第一节 被控过程数学模型的建立 175

一、被控过程的自衡特性 177

第二节 被控过程的特性描述 177

二、被控过程的静态特性 178

三、被控过程的动态特性 179

四、被控过程的负荷特性 181

第三节 被控过程特性的实验求取方法 182

一、反应曲线法 182

二、矩形脉冲法 183

第四节 轻工业生产过程的被控过程特点 184

思考题与习题 185

第三章 变送器 187

第一节 差压变送器 187

一、DD2-Ⅱ型电动差压变送器 187

二、DD2-Ⅲ型电容式差压变送器 190

第二节 温度变送器 192

一、DDZ-Ⅲ型温度变送器 192

二、DDZ-Ⅱ型温度变送器 198

第三节 浓度变送器 200

一、光电式低浓度变送器 200

二、刀式中浓度变送器 201

思考题与习题 203

第四章 调节器 204

第一节 概述 204

第二节 基本控制规律 205

一、位式控制 206

二、比例(P)控制 207

三、比例积分(PI)控制 210

四、比例微分(PD)控制 211

五、比例积分微分(PID)控制 213

一、PID控制规律的构成原理 214

第三节 电动调节器 214

二、DDZ-Ⅱ型电动调节器(DTL-321) 220

三、DD2-Ⅲ型电动调节器(DTZ-2100) 225

第四节 气动调节器 231

一、气动元件及组件 231

二、气动比例积分调节器 237

三、气动微分器 240

四、气动指示记录调节仪 242

一、概述 246

第五节 可编程调节器 246

二、构成原理 247

三、典型模块 249

四、单回路可编程调节器的应用 257

附录 PID离散算式推导 259

思考题与习题 260

第二节 执行机构 263

一、电动执行机构 263

第一节 概述 263

第五章 执行器 263

二、气动执行机构 264

第三节 调节机构 265

一、调节阀的流量特性 265

二、调节阀的选用 269

三、调节阀的安装和维护 270

第四节 阀门定位器 270

一、气动阀门定位器 271

二、电-气阀门定位器 271

思考题与习题 272

第五节 电-气转换器 272

第六章 简单控制系统 273

第一节 单回路控制系统设计的基本知识 273

一、被控变量的选择 273

二、操纵变量的选择 274

三、测量和传递滞后 276

四、被控过程的负荷变化 277

五、控制规律的选择 278

一、调节器参数对过渡过程的影响 279

第二节 调节器参数的工程整定 279

二、调节器参数的工程整定方法 280

第三节 控制系统的投运步骤 283

思考题与习题 284

第七章 复杂控制系统 286

第一节 串级控制系统 286

一、概述 286

二、串级控制系统的主要特点及适用范围 287

三、 串级控制系统应用的几个问题 288

一、基本组成原理 289

第二节 比值控制系统 289

二、比值系数 290

三、乘、除方案的比较 292

第三节 选择性控制系统 292

一、选择性控制的基本概念 292

二、选择性控制系统的基本类型 293

第四节 前馈控制系统 294

一、基本原理和结构 294

二、前馈控制系统的应用问题 295

一、均匀控制系统 296

第五节 其它复杂控制系统 296

二、分程控制系统 297

三、多冲量控制系统 299

第六节 计算机控制系统 300

一、概述 300

二、计算机控制系统的基本组成 301

三、计算机控制系统的应用类型 302

思考题与习题 306

一、麦芽汁制备过程控制系统 310

第一节 啤酒生产过程控制 310

第三篇 轻工业生产过程控制 310

第一章 发酵过程控制 310

二、啤酒发酵过程控制系统 312

第二节 味精生产过程控制 313

一、发酵过程控制方案 314

二、计算机在发酵过程控制中的应用 317

第二章 食品生产过程控制 321

第一节 番茄酱生产过程控制 321

一、番茄制汁过程控制系统 321

二、番茄汁浓缩过程控制系统 322

三、杀菌装罐过程控制系统 323

第二节 乳品生产过程控制 324

一、真空浓缩过程控制系统 325

二、喷雾干燥过程控制系统 327

第三节 油脂提取过程控制 329

一、溶剂浸出取油过程控制 330

二、油脂精炼过程控制 332

第一节 概述 333

第三章 精馏过程自动控制 333

第二节 精馏塔的自动控制 334

一、精馏塔的静态特性 334

二、被控变量的选择 335

三、控制方案分析 336

一、概述 342

二、陶瓷窑炉的控制要求 342

第一节 陶瓷窑炉控制 342

第四章 玻璃陶瓷生产过程控制 342

三、陶瓷窑炉仪表监测控制系统举例 343

第二节 玻璃窑炉控制 347

一、玻璃窑炉的控制要求 347

二、料道温度控制 348

第五章 精细化工生产过程控制 350

第一节 合成脂肪酸生产过程控制 350

一、石腊氧化过程控制 350

二、管式炉热处理过程自动控制 352

三、酸化过程的pH值自动控制系统 353

一、苯干燥塔自动控制系统 354

第二节 洗涤剂生产过程控制 354

二、脱苯塔自动控制系统 356

三、脱烷烃塔自动控制系统 359

第六章 制糖生产过程控制 362

第一节 制糖过程自动控制 362

一、提汁过程控制 362

二、蒸发过程控制 367

三、煮炼过程控制 371

第二节 工业锅炉自动控制 372

一、燃烧过程自动控制系统 374

二、过热汽温自动控制系统 376

第七章 制浆造纸生产过程控制 378

第一节 制浆生产过程控制 378

一、蒸煮过程控制 378

二、漂白过程控制 380

第二节 造纸生产过程控制 382

一、配浆过程控制 382

二、气垫流浆箱控制 384

三、纸页定量和水分控制 385

主要参考文献 386