化工自动化及仪表（王银锁） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书主要介绍压力、流量、物位、温度及成分变量检测仪表的基本结构、工作原理、使用方法、故障现象分析和安装注意事项；过程控制系统的基本概念、组成、过渡过程形式、质量指标和控制器参数对系统过渡过程的影响；简单、串级、均匀、比值等控制系统的结构、特点、应用场合等；介绍了新型控制系统、集散控制系统、典型单元操作和生产过程控制方案等。部分项目中编写了实训指导，通过一边学习理论知识，一边进行实际操作训练，将理论与实践紧密结合起来，真正实现国家职业教育标准要求的培养目标。本书可作为职业本科教育、继续教育等院校的应用化工技术专业、精细化工技术专业、煤炭清洁利用工程专业、化工智能制造技术专业和高分子材料工程专业等的教材，可作为炼油、化工、医药、煤矿等相关企业的职业技能培训教材或参考书。

模块一　自动控制系统基本知识

项目一　化工自动化及仪表概述2

一、化工自动化及仪表技术发展概况2

二、化工仪表的分类3

三、化工自动化系统的分类3

习题与思考4

项目二　自动控制系统的组成及分类5

一、自动控制系统的组成5

二、自动控制系统的分类8

习题与思考9

项目三　自动控制系统的过渡过程及其质量指标11

一、静态与动态11

二、自动控制系统的过渡过程11

三、过渡过程的质量指标11

四、影响质量指标的主要因素16

习题与思考16

模块二　过程检测及仪表

项目一　过程检测及仪表的基本知识19

一、测量过程19

二、测量误差19

三、仪表性能指标20

四、检测仪表的分类22

习题与思考22

项目二　压力检测及仪表23

一、概述23

二、常用压力检测方法及仪表24

三、弹性式压力计25

四、电气式压力计26

五、智能型压力变送器27

六、压力仪表的选择与安装28

七、弹簧管压力表的校验30

习题与思考33

项目三　流量检测及仪表34

一、概述34

二、差压式流量计34

三、转子流量计37

四、椭圆齿轮流量计38

五、涡轮流量计39

六、电磁流量计39

七、漩涡流量计40

八、超声波流量计41

九、质量流量计43

十、流量检测仪表的选用43

十一、智能差压变送器的校验44

习题与思考45

项目四　物位检测及仪表47

一、差压式液位变送器47

二、浮力式液位计48

三、电容式物位计50

四、雷达式液位计51

五、射线式物位计51

六、磁致伸缩物位计52

七、沉筒液位计52

习题与思考53

项目五　温度检测及仪表54

一、概述54

二、热电偶测温仪表56

三、热电阻温度计59

四、温度变送器61

五、测温元件的选用与安装62

习题与思考63

项目六　在线分析仪表64

一、概述64

二、pH 计/电导仪64

三、红外线气体分析仪67

四、气相色谱分析仪70

五、氧化锆分析仪73

习题与思考76

项目七　火焰检测仪表77

一、火焰监测器77

二、火焰监测系统78

习题与思考78

项目八　机械量测量仪表79

一、位移检测仪表79

二、振动检测仪表79

三、转速检测仪表80

习题与思考81

模块三　过程对象特性和控制器

项目一　对象特性83

一、概述83

二、典型环节的数学模型86

三、描述对象特性的参数88

习题与思考93

项目二　控制规律94

一、位式控制94

二、比例控制96

三、比例积分控制98

四、比例微分控制99

五、比例积分微分控制100

习题与思考102

项目三　控制器简介103

一、概述103

二、电动模拟式控制器简介103

三、数字式控制器简介106

四、可编程控制器简介109

五、智能PID 控制器简介111

习题与思考112

模块四　执行器

项目一　气动薄膜控制阀114

一、控制阀的结构114

二、控制阀的主要类型及选择114

三、控制阀的流量特性115

四、控制阀开关形式的选择118

五、控制阀的安装与维护119

习题与思考120

项目二　电动执行器与阀门定位器121

一、电动执行器121

二、阀门定位器121

三、阀门定位器的使用122

四、智能阀门定位器122

习题与思考123

项目三　数字控制阀和智能控制阀124

一、数字控制阀124

二、智能控制阀125

习题与思考125

项目四　变频器126

一、变频器的外形126

二、变频器的基本原理结构126

三、变频器的应用129

习题与思考130

项目五　控制阀及阀门定位器的校验131

一、学习目标131

二、实训设备材料及工具131

三、系统调校图131

四、实训任务132

五、实训步骤132

六、实训结果分析133

模块五　简单控制系统及复杂控制系统

项目一　简单控制系统135

一、概述135

二、简单控制系统的设计136

三、简单控制系统的投运与参数整定143

四、简单控制系统的认知146

五、简单控制系统中控制器的参数整定训练147

习题与思考149

项目二　串级控制系统150

一、概述150

二、串级控制系统的工作过程151

三、串级控制系统的特点153

四、串级控制系统中副被控变量的确定153

五、主副控制器控制规律及正反作用的选择154

六、串级控制系统的操作155

习题与思考156

项目三　均匀控制系统158

一、均匀控制系统的目的和特点158

二、均匀控制系统的类型159

习题与思考160

项目四　比值控制系统161

一、概述161

二、比值控制系统的类型161

习题与思考163

项目五　其他复杂系统简介165

一、前馈控制系统165

二、分程控制系统166

三、选择性控制系统170

四、新型控制系统171

五、安全仪表系统174

习题与思考177

项目六　识读管道及仪表流程图178

一、图例符号178

二、 管道及仪表流程图181

习题与思考183

模块六　计算机控制系统

项目一　概述185

一、计算机控制系统的基本组成185

二、计算机控制系统的应用类型186

习题与思考190

项目二　CENTUM CS 分散控制系统191

一、系统的特点191

二、系统配置及功能192

习题与思考192

项目三　CENTUM CS 在工业生产装置上的应用示例193

一、工艺装置简介193

二、DCS 配置193

三、系统控制方案194

项目四　现场总线控制系统简介195

一、现场总线控制系统的特点195

二、基金会现场总线196

三、Profibus 现场总线196

四、DeltaV 现场总线控制系统196

习题与思考200

项目五　PKS 集散控制系统201

一、PKS 的体系结构201

二、系统硬件203

三、 PKS 容错以太网（FTE） 结构207

习题与思考208

项目六　PKS 应用案例209

一、工艺简介209

二、系统配置209

项目七　CENTUM CS3000 控制系统的认知和操作运行212

一、学习目标212

二、实训设备212

三、实训相关概念212

四、实训任务214

五、实训步骤214

习题与思考220

模块七　典型化工单元的控制案例

项目一　流体输送设备的控制222

一、泵的控制222

二、压缩机的控制225

三、大型压缩机组状态检测系统227

习题与思考231

项目二　传热设备的控制232

一、一般传热设备的控制232

二、加热炉的控制234

三、工业锅炉的控制236

习题与思考241

项目三　精馏塔的控制242

一、精馏塔控制的要求及干扰因素分析242

二、被控变量与操纵变量的选择243

三、常用控制方案245

四、乙烯精馏塔的控制方案247

习题与思考249

项目四　化学反应器的控制250

一、化学反应器对控制的要求250

二、釜式反应器的控制250

三、固定床反应器的控制250

四、流化床反应器的控制252

习题与思考252

附录

附录一　常用弹簧管压力表型号与规格254

附录二　常用热电偶、热电阻分度表256

参考文献

无

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前言

随着科学技术的飞速发展，自动化技术已成为当代备受关注的技术之一。由于化工生产过程连续化、大型化、复杂化，工艺生产技术人员需要学习和掌握必要的检测技术及自动化方面的知识。为了满足生产过程的需求，适应高职本科教育的发展，作者编写了《化工自动化及仪表》。

本书以加强实践能力培养为原则，突出应用性和针对性。本教材注重内容的实用性、先进性、通用性和典型性，突出高等职业本科教育注重实践技能训练和动手能力培养的特色，培养学生精益求精的大国工匠精神，教材遵循职业本科培养人才的原则，精选教学材料，精心设计实训项目。

本书以过程控制系统的内容为主线，主要介绍过程控制系统的基本概念、组成、过渡过程形式、质量指标和控制器参数对系统过渡过程的影响；压力、流量、物位、温度及成分等变量的检测方法，检测仪表的基本结构、工作原理和使用方法；简单、串级、均匀、比值等过程控制系统的结构、特点、应用场合等。还介绍了新型控制系统、集散控制系统、典型单元的控制方案等。模块七典型化工单元的控制案例中，压缩机、精馏塔和锅炉的控制方案设计，体现了党的二十大精神中的坚持降碳减污、节约集约、绿色低碳的发展思想。有些项目编写了实训指导，通过一边学习理论知识，一边进行实际操作训练，将理论与实践紧密结合起来，工学结合，案例教学，可实现国家职业教育标准要求的培养目标。每个项目后面给出了习题与思考，供广大师生参考。

本书分为七个模块，授课总计约70 学时。授课教师可根据本校情况，对书本中的内容进行选择、补充、删节等处理，拟定实施性授课计划，以满足教学需要。

本书由王银锁任主编，李海霞、杜青青任副主编，丁炜主审。具体编写分工如下：模块一由兰州石化职业技术大学王银锁编写；模块二项目一～项目四由兰州石化职业技术大学张富玉编写；模块二项目五、项目六，模块七项目一～项目三和附录由华北制药集团新药研究开发有限责任公司冯曦编写；模块二项目七、项目八由中国石油兰州石化公司乙烯厂董志富编写；模块三、模块五的项目二～项目六由兰州石化职业技术大学李海霞编写；模块四、模块六由兰州石化职业技术大学杜青青编写；模块五的项目一由中国石油兰州石化公司机电仪运维中心严新亮编写；模块七项目四由辽宁石油化工大学刘素枝编写；王银锁负责全书统稿工作。

在本书编写过程中，得到了兰州石化职业技术大学和中国石油兰州石化公司等单位的大力支持和帮助，编者在此致以诚挚的谢意！

由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编者

2023年5月