《控制工程手冊》分上、下兩冊,本書是上冊,包括4篇內(nèi)容。第1篇是自動(dòng)檢測儀表,內(nèi)容包括測量技術(shù)基礎(chǔ),溫度、壓力、流量、物位測量儀表,在線分析儀表,機(jī)械量測量儀表,顯示儀表,執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥,后還介紹了防爆安全技術(shù)。第2篇是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),內(nèi)容包括可編程控制器PLC、集散控制系統(tǒng)DCS、安全儀表系統(tǒng)SIS、成套專用控制系統(tǒng)、監(jiān)控軟件、現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。第3篇是控制工程方法,內(nèi)容包括單回路控制器、先進(jìn)控制、智能控制、伺服控制和間歇控制。第4篇是控制工程技術(shù),內(nèi)容包括信號處理和數(shù)據(jù)校正技術(shù)、系統(tǒng)建模技術(shù)、 軟測量技術(shù)、過程優(yōu)化技術(shù)、性能評估技術(shù)、故障診斷技術(shù)、安全性技術(shù)。
本手冊著力創(chuàng)新,突破了自動(dòng)控制在流程工業(yè)中應(yīng)用的限制,首次將裝備自動(dòng)化、企業(yè)能源管理、公用工程自動(dòng)化納入控制工程體系中來。本手冊注意發(fā)展,既有傳統(tǒng)專業(yè)知識的介紹,更有在探索和研究中的新技術(shù)、新方法。
本手冊是面向控制領(lǐng)域工程技術(shù)人員和高校師生的實(shí)用型手冊,旨在啟迪相關(guān)行業(yè)叢業(yè)人員的創(chuàng)新思維。
1. 《控制工程手冊》是我國本的、專門研究控制工程技術(shù)的專著。突破了自動(dòng)化工程在流程工業(yè)的限制,首次將裝備自動(dòng)化、企業(yè)能源管理、公用工程自動(dòng)化納入到手冊體系中來,包括數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、軌道交通、智能電網(wǎng)、智能樓宇、智能交通、智能礦山等與國民建設(shè)密切相關(guān)的行業(yè),將會(huì)極大推動(dòng)我國各領(lǐng)域自動(dòng)化水平。
2.《控制工程手冊》著力創(chuàng)新、注重發(fā)展、體現(xiàn)特色,既有傳統(tǒng)專業(yè)知識的介紹,更有在探索和研究中的新技術(shù)、新方法,可以啟迪人們的創(chuàng)新思維,為我國信息化與工業(yè)化的深度結(jié)合貢獻(xiàn)力量。
3.《控制工程手冊》由孫優(yōu)賢院士領(lǐng)銜編寫,書中每一個(gè)知識點(diǎn)均由該方面國內(nèi)的教授、專家和具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師來編寫,直接參與本書編寫的人員達(dá)40多位。
4.《控制工程手冊》的出版將有力地彌補(bǔ)"控制工程和自動(dòng)化"專業(yè)技術(shù)全書的空白。
孫優(yōu)賢,浙大,院士,以孫優(yōu)賢院士為帶頭人的浙江大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化學(xué)科是我國工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的國家重點(diǎn)學(xué)科,全國首批建立的碩士、博士學(xué)位授予點(diǎn),并設(shè)有博士后流動(dòng)站。學(xué)科建有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國家工程研究中心。復(fù)雜工業(yè)過程的建模、控制與優(yōu)化,工廠綜合自動(dòng)化,現(xiàn)場總線和智能化儀表等研究,已進(jìn)入國際先進(jìn)水平。研究成果在大型煉油廠、大型石化廠、大型造紙廠、大型鋼鐵廠、大型制藥廠和各類化工廠中得到廣泛應(yīng)用。
緒論1
第1篇自動(dòng)檢測儀表011
第1章測量技術(shù)基礎(chǔ)12
1.1測量方法12
1.2測量誤差及測量不確定度12
第2章溫度測量儀表15
2.1概述15
2.2電接點(diǎn)溫度計(jì)18
2.3熱電偶22
2.4熱電阻34
2.5輻射式測溫儀表38
2.6紅外測溫儀表45
2.7紅外熱像儀46
2.8光導(dǎo)纖維紅外測溫儀47緒論1
第1篇自動(dòng)檢測儀表011
第1章測量技術(shù)基礎(chǔ)12
1.1測量方法12
1.2測量誤差及測量不確定度12
第2章溫度測量儀表15
2.1概述15
2.2電接點(diǎn)溫度計(jì)18
2.3熱電偶22
2.4熱電阻34
2.5輻射式測溫儀表38
2.6紅外測溫儀表45
2.7紅外熱像儀46
2.8光導(dǎo)纖維紅外測溫儀47
參考文獻(xiàn)49
第3章壓力測量儀表50
3.1壓力的概念及單位50
3.2應(yīng)變式壓力(差壓)變送器52
3.3電容式壓力(差壓)變送器56
3.4差動(dòng)電感壓力(差壓)變送器60
3.5振弦式壓力(差壓)變送器63
3.6硅諧振式壓力(差壓)變送器65
3.7壓力開關(guān)68
3.8壓力(差壓)變送器安裝與維護(hù)70
參考文獻(xiàn)73
第4章流量測量儀表74
4.1概論74
4.2容積式流量計(jì)76
4.3浮子流量計(jì)80
4.4渦輪流量計(jì)83
4.5旋渦流量計(jì)89
4.6電磁流量計(jì)96
4.7超聲流量計(jì)101
4.8節(jié)流式流量計(jì)107
4.9質(zhì)量流量計(jì)117
4.10插入式流量計(jì)121
4.11明渠流量計(jì)123
4.12多相流測量127
參考文獻(xiàn)139
第5章物位測量儀表141
5.1物位測量儀表及分類141
5.2浮力式液位計(jì)141
5.3差壓式液位計(jì)146
5.4電容式物位測量儀表149
5.5超聲波物位測量儀表151
5.6射線式物位測量儀表153
5.7雷達(dá)物位計(jì)155
參考文獻(xiàn)159
第6章在線分析儀表160
6.1概述160
6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀161
6.3紅外氣體分析儀165
6.4氧化鋯氧分析儀170
6.5工業(yè)色譜分析儀174
6.6質(zhì)譜儀及色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀178
6.7pH計(jì)186
6.8工業(yè)電導(dǎo)率儀190
6.9半導(dǎo)體激光氣體分析儀194
參考文獻(xiàn)201
第7章機(jī)械量測量儀表202
7.1位移與角度傳感器202
7.2速度測量儀表219
7.3轉(zhuǎn)矩檢測儀表227
7.4測力稱重式儀表236
7.5核輻射測厚儀表246
7.6機(jī)器視覺250
7.7陀螺經(jīng)緯儀253
參考文獻(xiàn)257
第8章顯示儀表258
8.1概述258
8.2模擬式顯示儀表258
8.3數(shù)字顯示儀表264
8.4智能顯示儀表267
參考文獻(xiàn)269
第9章執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥270
9.1執(zhí)行器270
9.2氣動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)及分類 271
9.3控制閥274
9.4執(zhí)行器的選型原則280
9.5電動(dòng)執(zhí)行器282
9.6智能式執(zhí)行機(jī)構(gòu)284
參考文獻(xiàn)285
第10章防爆安全技術(shù)286
10.1防爆基礎(chǔ)286
10.2儀表防爆技術(shù)292
10.3防爆儀表通用要求301
10.4隔爆型儀表306
10.5本質(zhì)安全儀表309
10.6本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)317
參考文獻(xiàn)327
第2篇計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)329
第1章可編程控制器PLC336
1.1概述336
1.2PLC的硬件系統(tǒng)340
1.3PLC軟件配置350
1.4PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)356
1.5PLC應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)365
1.6大中型PLC工程應(yīng)用實(shí)例369
1.7PLC應(yīng)用小程序?qū)嵗?74
參考文獻(xiàn)376
第2章集散控制系統(tǒng)DCS377
2.1概述377
2.2通信網(wǎng)絡(luò)381
2.3主要站點(diǎn)配置385
2.4異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)407
2.5IEC 61131=3標(biāo)準(zhǔn)編程語言413
2.6高級應(yīng)用421
2.7DCS大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)429
2.8國內(nèi)外主要DCS產(chǎn)品434
2.9系統(tǒng)選型444
2.10工程應(yīng)用446
2.11DCS的抗干擾措施464
2.12DCS應(yīng)用案例466
參考文獻(xiàn)478
第3章安全儀表系統(tǒng)SIS479
3.1概述479
3.2功能安全概論484
3.3安全儀表系統(tǒng)的硬件配置498
3.4安全儀表系統(tǒng)的軟件配置506
3.5安全儀表系統(tǒng)的工程應(yīng)用541
參考文獻(xiàn)556
第4章成套專用控制系統(tǒng)557
4.1概述557
4.2成套專用控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)558
4.3成套專用控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)563
4.4造紙過程成套專用控制系統(tǒng)564
4.5制藥過程成套專用控制系統(tǒng)597
第5章監(jiān)控軟件617
5.1概述617
5.2監(jiān)控軟件主要功能和主要組成模塊622
5.3監(jiān)控軟件的典型應(yīng)用示例655
5.4監(jiān)控軟件的發(fā)展趨勢662
5.5國內(nèi)外監(jiān)控軟件產(chǎn)品簡介665
參考文獻(xiàn)671
第6章現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)672
6.1概述672
6.2現(xiàn)場總線技術(shù)基礎(chǔ)674
6.3主流現(xiàn)場總線技術(shù)679
6.4工業(yè)以太網(wǎng)725
6.5基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)與互聯(lián)技術(shù)746
6.6現(xiàn)場設(shè)備管理系統(tǒng)750
6.7現(xiàn)場總線的工程應(yīng)用757
參考文獻(xiàn)759
第7章工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)761
7.1概述761
7.2工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)762
7.3工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)766
7.4工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用776
參考文獻(xiàn)786
第3篇控制工程方法787
第1章單回路控制器788
1.1傳統(tǒng)PID控制方法788
1.2PID控制器的參數(shù)整定793
1.3新型PID控制方法798
1.4自抗擾控制器805
參考文獻(xiàn)811
第2章先進(jìn)控制813
2.1復(fù)雜控制系統(tǒng)813
2.2模型預(yù)測控制825
2.3自適應(yīng)控制系統(tǒng)852
2.4控制862
2.5解耦控制869
參考文獻(xiàn)875
第3章智能控制877
3.1智能控制基礎(chǔ)877
3.2模糊控制880
3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制905
3.4專家控制932
參考文獻(xiàn)956
第4章伺服控制958
4.1伺服系統(tǒng)及控制技術(shù)簡介958
4.2電動(dòng)伺服控制961
4.3氣動(dòng)伺服控制970
4.4液壓伺服控制978
參考文獻(xiàn)990
第5章間歇控制991
5.1間歇過程991
5.2間歇過程的控制994
5.3間歇過程控制實(shí)例——注塑成型過程控制1016
參考文獻(xiàn)1037
第4篇控制工程技術(shù)1039
第1章信號處理和數(shù)據(jù)校正技術(shù)1040
1.1概述1040
1.2計(jì)算機(jī)數(shù)字信號處理1041
1.3過程數(shù)據(jù)校正1045
參考文獻(xiàn)1052
第2章系統(tǒng)建模技術(shù)1054
2.1概述1054
2.2機(jī)理建模技術(shù)1054
2.3系統(tǒng)辨識技術(shù)1057
2.4智能建模技術(shù)1064
2.5混合建模技術(shù)1067
參考文獻(xiàn)1070
第3章軟測量技術(shù)1072
3.1軟測量的基本概念1072
3.2基于機(jī)理分析的軟測量建模技術(shù)1073
3.3基于回歸分析的軟測量建模技術(shù)1082
3.4基于狀態(tài)估計(jì)的軟測量技術(shù)1087
3.5基于支持向量機(jī)的軟測量建模技術(shù)1091
3.6軟測量系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)1096
參考文獻(xiàn)1105
第4章過程優(yōu)化技術(shù)1106
4.1化問題的基本概念1106
4.2化方法1108
4.3典型過程優(yōu)化的工業(yè)應(yīng)用1126
4.4過程優(yōu)化商業(yè)軟件簡介1138
參考文獻(xiàn)1141
第5章性能評估技術(shù)1142
5.1性能評估技術(shù)簡介1142
5.2控制器性能評估流程1144
5.3控制器性能評估方法與技術(shù)1146
5.4控制器性能評估工業(yè)應(yīng)用1156
參考文獻(xiàn)1160
第6章故障診斷技術(shù)1162
6.1控制系統(tǒng)故障診斷技術(shù)1162
6.2動(dòng)設(shè)備故障診斷技術(shù)1172
6.3故障預(yù)測技術(shù)1191
參考文獻(xiàn)1196
第7章安全性技術(shù)1198
7.1概述1198
7.2功能安全1198
7.3控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全1211
參考文獻(xiàn)1216
索引1217