过程控制系统及仪表（第三版） [Process Control System And Instrument] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李亚芬 编

图书标签:

• 过程控制
• 自动化
• 仪表
• 工业自动化
• 控制系统
• 化工
• 石油化工
• 过程仪表
• 第三版
• 控制工程

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787561115015

版次：3

商品编码：11944442

包装：平装

丛书名： 高等学校理工科化学化工类规划教材

外文名称：Process Control System And Instrument

开本：16开

出版时间：2010-07-01

用纸：胶版纸

页数：259

字数：391

内容简介

　　《过程控制系统及仪表》共分四篇。第一篇过程控制基础知识，主要介绍过程控制的基本概念，并对被控对象的特性给予分析；第二篇过程自动化仪表，系统地讲述组成自动化装置的各种测量和控制仪表的工作原理、特点、选型及使用方法；第三篇常规过程控制系统，从系统角度出发，讨论了基本的简单控制系统和常用的复杂控制系统的组成原理及实际应用；第四篇计算机过程控制系统，重点介绍了直接数字控制系统和集散控制系统的基本概念、结构特点及其应用功能。可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

目录

第1篇 过程控制基础知识
第1章 绪论
1．1 生产过程自动化概述
1．1．1 生产过程及其特点
1．1．2 生产过程对控制的要求
1．1．3 生产过程自动化的发展历程
1．2 过程控制系统的组成及分类
1．2．1 过程控制系统的组成
1．2．2 过程控制系统的分类
1．3 过程控制系统的方块图与工艺控制流程图
1．3．1 过程控制系统的方块图
1．3．2 过程控制系统的工艺控制流程图
1．4 过程控制系统的过渡过程和性能指标
1．4．1 过程控制系统的过渡过程
1．4．2 过程控制系统的性能指标
习题
第2章 被控对象的特性
2．1 概述
2．1．1 基本概念
2．1．2 被控对象的阶跃响应特性
2．2 被控对象特性的数学描述
2．2．1 一阶对象的机理建模及特性分析
2．2．2 二阶对象的机理建模及特性分析
2．2．3 纯滞后对象的机理建模及特性分析
2．3 被控对象的实验测试建模
2．3．1 阶跃响应曲线的获取
2．3．2 一阶纯滞后对象特性参数的确定
2．3．3 二阶对象特性参数的确定
习题

第2篇 过程自动化装置
第3章 过程测量仪表
3．1 测量仪表中的基本概念
3．1．1 测量过程及测量仪表
3．1．2 检测系统的基本特性及性能指标
3．2 温度测量
3．2．1 概述
3．2．2 热电偶温度计
3．2．3 热电阻温度计
3．2．4 温度测量仪表的选用
3．2．5 温度变送器
3．2．6 一体化温度变送器
3．2．7 智能温度变送器
3．3 压力测量
3．3．1 概述
3．3．2 弹性式压力表
……
第4章 过程控制仪表
第5章 过程执行仪表

第3篇 过程控制系统
第6章 简单控制系统
第7章 复杂的控制系统
第8章 先进过程控制系统介绍

第4篇 计算机控制系统
第9章 计算机控制系统基础
第10章 常用计算机控制系统介绍
附录
附录
参考文献

自动化时代的脉搏：工业过程的精准调控与智能感知 在现代工业飞速发展的浪潮中，效率、质量、安全以及环保已成为企业生存和发展的核心要素。而支撑这一切的，正是背后那套无声运转却至关重要的“神经系统”——工业过程控制系统及仪表。它们如同工业生产的“眼睛”和“大脑”，感知着生产过程中的细微变化，并作出精准的决策，确保生产流程顺畅、高效、安全地进行。 本书旨在深入剖析工业过程控制系统及仪表的原理、设计、应用与发展，为读者构建一个全面而深刻的认知框架。我们将从基础理论入手，逐步深入到复杂的系统构成与实际应用，带领读者一同探索这个充满技术魅力的领域。 第一篇：过程控制的基石——理解与量化 在深入控制系统之前，理解和量化工业过程本身是必不可少的前提。本篇将带领读者走进过程控制的“语言”，学习如何准确描述和分析工业过程的动态行为。 工业过程的本质与分类： 我们将首先探讨什么是工业过程，以及它们在不同行业中的多样性。从连续的化工反应、流体输送，到间歇的批次生产、电力调度，理解不同过程的特点是设计有效控制策略的基础。我们将学习如何识别过程的输入（控制变量）、输出（被控变量）、干扰以及它们之间的相互关系。 测量原理与仪表选型： 准确的测量是控制的前提。本篇将详细介绍各种关键过程变量的测量原理，包括温度、压力、流量、液位、浓度、pH值、速度、位置等。我们将探讨不同类型传感器的基本工作机制，如热电阻、热电偶、压力变送器、涡轮流量计、电容式液位计、在线光谱仪等。更重要的是，我们将学习如何根据过程特性、测量精度要求、环境条件以及经济性来合理选型，确保测量数据的可靠性和准确性。 信号传输与调理： 传感器产生的原始信号往往需要经过处理才能被控制器识别。本篇将介绍工业现场常用的信号标准，如4-20mA模拟信号、HART协议、Profibus、Foundation Fieldbus等数字信号，以及信号的隔离、放大、滤波等调理过程。理解这些环节有助于排除干扰，提高信号质量，确保数据在传输过程中的完整性。 过程变量的数学模型： 为了进行理论分析和控制系统设计，我们需要将物理过程转化为数学模型。本篇将介绍几种常用的过程模型，如传递函数模型、状态空间模型、差分方程模型等。我们将学习如何通过实验辨识或基于物理原理建立模型，并理解模型的动态特性，如增益、时间常数、死区等，这些参数对于后续的控制器设计至关重要。 第二篇：控制策略的核心——实现精准调控 掌握了过程的测量与建模，我们便能开始构建实现精准调控的“大脑”——控制策略。本篇将深入探讨各种经典的与先进的控制算法。 反馈控制的基本原理： 反馈控制是所有过程控制的基础。我们将详细讲解其核心思想：测量被控变量，与设定值比较，产生偏差，然后根据偏差大小通过控制器输出控制信号，从而减小偏差。我们将深入剖析各种反馈控制器的基本类型： 比例 (P) 控制： 理解比例控制如何根据偏差大小成比例地调整输出，及其存在的稳态误差问题。 积分 (I) 控制： 学习积分控制如何消除稳态误差，但可能导致响应速度变慢。 微分 (D) 控制： 探讨微分控制如何预测未来偏差趋势，提高系统响应速度并抑制超调，但对噪声敏感。 PID 控制器： 将P、I、D三种作用结合起来，形成最广泛应用的PID控制器。我们将详细介绍PID控制器的参数整定方法，如Ziegler-Nichols法、临界比例法，以及基于模型或性能指标的优化整定方法，确保控制器能以最佳性能工作。 前馈控制与复合控制： 尽管反馈控制能纠正偏差，但它只能在偏差发生后才能起作用。为了更早地消除干扰影响，前馈控制应运而生。本篇将介绍前馈控制的基本原理，以及如何将其与反馈控制结合，形成复合控制系统，显著提高系统的抗扰性能。 高级控制技术： 随着工业过程的复杂化，传统的PID控制可能无法满足所有需求。本篇将介绍一些更先进的控制技术，包括： 比例-积分-微分-前馈 (PIDF) 控制： 进一步优化控制策略。 串级控制： 通过引入一个内部调节回路来抑制外部干扰，提高主回路的控制精度。 前馈-反馈串级控制： 结合两者的优点，实现更优的控制效果。 比值控制： 用于控制两种或多种物料的混合比例，在化工、食品等行业中应用广泛。 解耦控制： 解决多输入多输出 (MIMO) 系统中变量间的相互耦合问题，使各控制回路能够独立调整。 模糊逻辑控制： 基于人类的经验和模糊规则进行决策，适用于难以建立精确数学模型的系统。 神经网络控制： 利用神经网络的学习能力，实现自适应和优化控制。 模型预测控制 (MPC)： 利用过程模型预测未来行为，并优化控制序列，在复杂工业过程中具有显著优势。 第三篇：系统集成与智能应用——打造自动化大脑 现代过程控制早已不再是孤立的控制器，而是高度集成的智能化系统。本篇将聚焦于系统的构建、人机交互以及智能化发展。 分布式控制系统 (DCS) 与可编程逻辑控制器 (PLC)： DCS是实现大型工业过程集散控制的核心平台，而PLC则在中小规模自动化和离散制造中扮演重要角色。本篇将详细介绍DCS和PLC的系统架构、功能模块、编程方式以及它们在不同工业场景中的应用。 人机界面 (HMI) 与监控与数据采集 (SCADA)： HMI是操作人员与自动化系统交互的窗口，SCADA系统则负责远程监控、数据采集与分析。本篇将探讨HMI的设计原则、常用控件，以及SCADA系统的数据流、网络通信和报警管理功能，帮助读者理解如何实现有效的监控与操作。 安全仪表系统 (SIS)： 在高风险工业过程中，安全是重中之重。SIS是独立于基本过程控制系统的安全保护层，用于在发生危险情况时，将过程带入安全状态。本篇将介绍SIS的设计理念、SIL等级、安全完整性分析以及常用安全仪表。 过程自动化软件与系统集成： 现代工业过程控制涉及到大量的软件工具，如组态软件、仿真软件、数据分析软件等。本篇将探讨这些软件的作用，以及如何将不同厂商、不同功能的系统有效地集成起来，形成一个统一、高效的自动化平台。 工业物联网 (IIoT) 与智能化趋势： 随着物联网、大数据、人工智能等技术的兴起，过程控制正朝着更加智能化、网络化的方向发展。本篇将展望工业物联网在过程控制中的应用，如设备健康监测、预测性维护、大数据分析优化生产等，以及人工智能如何助力实现更高级的自主控制和决策。 结语 工业过程控制系统及仪表是现代工业的“灵魂”，是实现高效、安全、环保生产的基石。本书力求通过清晰的理论阐述、丰富的实际案例和前沿的技术展望，为读者提供一个系统、深入的学习平台。无论您是初学者，还是希望进一步提升专业技能的工程师，本书都将是您探索自动化时代脉搏的得力助手。掌握这些知识，就如同掌握了工业自动化的语言，能够更好地驾驭复杂而精密的生产流程，为工业的进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

在我眼中，《过程控制系统及仪表（第三版）》是一部关于工业“神经系统”的百科全书。它不仅仅罗列了各种控制元件，更重要的是，它揭示了这些元件之间是如何协同工作的，构成了复杂而精密的工业控制网络。书中对于不同类型控制器的数学模型分析，比如PID控制器的P、I、D参数对系统动态响应的影响，让我对控制器的整定有了更深入的理解。同时，书中对各种工业仪表的详细介绍，从其工作原理到选型依据，再到实际应用中的注意事项，都做得非常细致。这对于我理解一个完整的控制回路是如何从测量端开始，到执行端结束，都有了非常清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

要说我对《过程控制系统及仪表（第三版）》这本书最深的感受，那绝对是它那种“由浅入深、层层递进”的讲解方式。作为一名对过程控制领域了解不多的读者，我最怕的就是那种一开始就充斥着晦涩难懂的术语和复杂公式的书籍。但这本书不同，它从最基础的概念讲起，比如什么是过程变量，什么是设定值，什么是偏差，然后逐步引入控制器，再到执行器，最后构建起一个完整的闭环控制系统。书中的图示非常清晰，能够帮助我快速理解抽象的概念。而且，书中对各种仪表的工作原理和选型指南也介绍得非常到位，让我不再觉得那些仪表是冰冷的机器，而是能够理解它们在整个控制系统中的独特价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对自动化世界新的一扇门！在此之前，我对“过程控制”这个概念只是一知半解，觉得它离我的工作生活很遥远。但当我翻开《过程控制系统及仪表（第三版）》后，那种隔阂感瞬间消失了。作者用一种非常易于理解的方式，循序渐进地讲解了过程控制的基本原理，从最基础的变量测量、信号传递，到复杂的控制器设计和系统优化，都清晰明了。尤其让我印象深刻的是，书中穿插了大量实际工业应用的案例，比如化工厂的温度控制、发电厂的压力调节等等，这些案例生动地展示了过程控制在现实世界中的重要作用，也让我对书中的理论知识有了更直观的认识。 我一直对自动化技术充满好奇，尤其是那些能够让复杂工业流程变得高效、稳定的幕后功臣。而《过程控制系统及仪表（第三版）》恰恰满足了我的这份求知欲。这本书的内容极其详实，涵盖了从最基础的传感器原理和选择，到各种执行器的工作机制，再到PID控制器的深度解析，以及更高级的模糊逻辑控制和模型预测控制等。我尤其喜欢书中关于仪表选型和校准的章节，这部分内容往往是实际操作中至关重要但又容易被忽视的细节。通过这本书，我不仅理解了这些仪表的“是什么”，更学会了“为什么这么选”以及“如何正确使用”。 作为一名初入自动化领域的学生，我对于如何系统地学习过程控制感到有些迷茫。幸运的是，我找到了《过程控制系统及仪表（第三版）》。这本书的结构安排非常合理，从工业过程的基本概念入手，逐步深入到控制系统的各个组成部分。书中对于各种控制策略的讲解，比如开环控制、闭环控制、串级控制等，都辅以清晰的图示和数学模型，让我能够更深刻地理解其背后的原理。同时，书中还介绍了大量的工业仪表，包括流量计、液位计、压力表等，并对其测量原理、性能特点和应用场景进行了详细的阐述，为我构建了一个完整的工业自动化知识体系。 坦白说，在我接触《过程控制系统及仪表（第三版）》之前，我对工业仪表的认知仅限于一些基础的测量工具，以为它们就是简单的“度数显示器”。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。它详细地介绍了各种先进的工业仪表，比如智能变送器、涡轮流量计、磁力计等等，并深入探讨了它们的测量原理、精度等级、防护等级以及在不同工业环境下的适用性。更重要的是，书中还涉及了仪表信号的传输、处理和接口技术，让我理解了这些“眼睛”和“耳朵”是如何与控制系统协同工作的，最终实现对整个工业过程的精准监控和管理。 这本书为我打开了通往精细化生产和智能制造的大门。《过程控制系统及仪表（第三版）》不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，引导我一步步深入理解现代工业的核心——过程控制。书中对于系统建模、控制器整定以及故障诊断等方面的论述，为我提供了宝贵的实操指导。我尤其欣赏书中关于先进控制策略的介绍，例如自适应控制和神经网络控制，这些前沿技术让我看到了过程控制在应对复杂多变工况下的强大潜力。通过学习这本书，我对于如何提升生产效率、降低能耗、保障安全生产有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《过程控制系统及仪表（第三版）》之前，我对于工业自动化方面的知识可以说是一片空白。但这本书如同为我点亮了一盏明灯，让我得以窥见这个庞大而精密的工业世界。书中对于各种基础的测量仪表，如温度计、压力计、流量计的原理和应用，都进行了非常细致的阐述，让我明白了这些看似简单的设备背后隐藏着多么精密的工程学原理。更让我惊叹的是，书中还深入介绍了各种先进的控制算法，例如PID控制器的工作机制，以及如何根据实际工况进行整定，这让我对如何实现生产过程的优化和稳定有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我在学习工业自动化过程中遇到的宝藏。《过程控制系统及仪表（第三版）》的讲解逻辑非常清晰，它从工业过程的基本要素出发，循序渐进地介绍各种测量仪表和控制器的原理及应用。我尤其喜欢书中对于不同类型控制阀的详细分析，包括其流量特性、泄露等级以及选择指南，这部分内容在实际工程中至关重要。此外，书中对于各种信号的传输和处理，如4-20mA标准信号的原理和应用，也进行了清晰的解释，让我明白了这些“电信号”是如何承载着关键的生产信息的。整本书的内容涵盖面广，但又不失深度，是一本非常值得推荐的参考书。