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第1章 过程控制系统概述1

1.1 过程控制的发展和特点1

1.1.1 过程控制的发展概况1

1.1.2 过程控制的特点5

1.2 过程控制系统的组成6

1.2.1 过程控制系统的组成和框图7

1.2.2 过程控制系统的分类9

1.2.3 过程控制系统的传递函数11

1.3 控制系统的过渡过程和品质指标17

1.3.1 静态和动态17

1.3.2 过程控制系统的过渡过程17

1.3.3 过程控制系统的品质指标18

思考练习题21

第2章 过程控制系统主要环节的特性与分析22

2.1 被控对象22

2.1.1 被控对象的基本特性22

2.1.2 被控对象的一般描述方法24

2.1.3 被控对象的一般建模方法25

2.1.4 被控对象特性的分析29

2.2 测量变送单元31

2.2.1 测量变送的基本概念31

2.2.2 测量仪表的主要特性分析32

2.3 执行器34

2.3.1 执行器的构成和分类34

2.3.2 执行机构和特性分析36

2.3.3 控制阀的结构和特性39

2.3.4 控制阀的流量特性43

2.3.5 控制阀的流量系数和不平衡力46

2.3.6 控制阀附件49

2.3.7 控制阀的选型与安装51

2.4 控制器54

2.4.1 控制器概述54

2.4.2 控制器的基本控制规律55

2.4.3 DDZ-Ⅲ型电动调节器63

2.4.4 数字控制器68

2.5 其他单元72

2.5.1 显示与记录单元72

2.5.2 安全栅83

2.5.3 操作器85

思考练习题86

第3章 典型参数检测控制系统89

3.1 温度检测控制系统89

3.1.1 温度检测仪表与变送器89

3.1.2 温度控制系统的分析与设计98

3.2 压力检测控制系统104

3.2.1 压力检测仪表与变送器104

3.2.2 压力控制系统的分析与设计114

3.3 流量检测控制系统116

3.3.1 流量检测仪表116

3.3.2 流量控制系统的分析与设计128

3.4 液位检测控制系统128

3.4.1 液位检测仪表128

3.4.2 液位控制系统的分析与设计136

3.5 成分检测控制系统138

3.5.1 气体成分检测仪表138

3.5.2 成分控制系统的分析与设计147

3.6 简单控制系统的投运和参数整定150

3.6.1 投运步骤150

3.6.2 控制器的参数整定150

思考练习题154

第4章 其他控制系统156

4.1 串级控制系统156

4.1.1 串级控制的概念及框图描述156

4.1.2 串级控制系统分析158

4.1.3 串级控制系统设计与实施159

4.2 前馈控制系统166

4.2.1 前馈控制的基本原理166

4.2.2 前馈控制的常用结构形式168

4.3 比值控制系统170

4.3.1 比值控制问题170

4.3.2 定比值控制系统171

4.3.3 变比值控制系统172

4.3.4 比值控制系统的实施与应用174

4.3.5 比值控制系统的应用举例176

4.4 均匀控制系统179

4.4.1 均匀控制问题的由来179

4.4.2 均匀控制系统的实现180

4.4.3 均匀控制参数工程整定182

4.5 分程控制系统182

4.5.1 分程控制原理182

4.5.2 分程控制系统的设计与应用183

4.6 选择控制系统187

4.6.1 选择控制问题的由来187

4.6.2 选择控制系统的设计188

4.6.3 选择控制中的积分饱和及其防止189

思考练习题191

第5章 计算机控制系统193

5.1 概述193

5.1.1 计算机控制系统的基本组成193

5.1.2 计算机控制系统的发展过程194

5.1.3 工业通信技术的发展过程196

5.2 集散控制系统（DCS）197

5.2.1 概述197

5.2.2 DCS的硬件体系199

5.2.3 DCS的软件体系202

5.2.4 DCS的通信网络205

5.2.5 DCS的应用示例206

5.3 可编程序控制器（PLC）213

5.3.1 概述213

5.3.2 PLC的硬件系统218

5.3.3 PLC的软件系统220

5.3.4 PLC的网络通信230

5.3.5 PLC的应用示例233

5.4 现场总线控制系统（FCS）238

5.4.1 概述238

5.4.2 几种主要现场总线简介240

5.4.3 现场总线控制系统的组成252

5.4.4 信息集成的连接桥梁——OPC254

思考练习题254

第6章 先进控制系统257

6.1 多回路系统关联分析与变量配对257

6.1.1 相对增益257

6.1.2 耦合系统的变量配对与控制参数整定261

6.2 多回路系统的解耦设计266

6.2.1 基于框图的串级解耦器266

6.2.2 基于过程机理的非线性解耦器271

6.3 预测控制273

6.3.1 模型预测控制的基本原理274

6.3.2 动态矩阵控制275

6.3.3 预测控制应用示例278

6.4 自适应控制282

6.4.1 增益调度自适应控制282

6.4.2 自整定PID控制284

思考练习题289

第7章 软测量技术290

7.1 软测量技术的基本原理290

7.1.1 软测量技术的基本思想290

7.1.2 软仪表的一般设计方法290

7.2 软测量模型293

7.2.1 回归分析方法293

7.2.2 主元回归方法295

7.2.3 神经网络技术296

思考练习题300

附录 常用标准热电偶的分度表301

参考文献304