本書討論過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、特點、適用場合、系統(tǒng)分析和應(yīng)用注意事項等問題,并與工藝設(shè)備和工業(yè)生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)合。本書理論與實際結(jié)合，在第二版的基礎(chǔ)上，增補了近年來控制工程領(lǐng)域的新成果，并增加了設(shè)計應(yīng)用示例，為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的要求，對編排和內(nèi)容進行了重新編寫。本書共分9章。分別按控制結(jié)構(gòu)、工業(yè)過程設(shè)備等內(nèi)容進行討論。第1部分內(nèi)容涉及建立被控過程的數(shù)學(xué)模型、簡單控制系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的分析和相互影響；常見的串級控制、均勻控制、前饋控制、比值控制、分程控制、選擇性控制、雙重控制和基于模型計算的控制系統(tǒng)
《過程控制工程（第三版）》采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB2625和HG20505規(guī)定的過程檢測和控制流程圖用的工程設(shè)計符號。《過程控制工程（第三版）》提供有關(guān)控制方案的設(shè)計示例。為便于應(yīng)用，本次改版增加簡單控制系統(tǒng)的整定計算公式、串級控制系統(tǒng)的整定計算公式，并增加了其他復(fù)雜控制系統(tǒng)的控制器參數(shù)整定等內(nèi)容。MATLAB語言是科學(xué)計算語言，它在國外已被廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)的分析設(shè)計和應(yīng)用，并發(fā)揮極其重要的作用。本次改版增強這方面內(nèi)容，例如，精餾塔動態(tài)模型的仿真研究，并在課件中增加了有關(guān)控制系統(tǒng)的SIMULINK仿真等，便于讀者應(yīng)用MATLAB/SIMULINK平臺對控制方案進行分析和設(shè)計。增強了有關(guān)基礎(chǔ)知識內(nèi)容的介紹，以有利于廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。學(xué)有余力的學(xué)生可參考有關(guān)資料學(xué)習(xí)。節(jié)能減排得到廣泛重視，變頻調(diào)速已經(jīng)在流體輸送設(shè)備獲得廣泛應(yīng)用，并取得經(jīng)濟效益。為此，“流體輸送設(shè)備的控制”章增加變頻調(diào)速控制、變頻調(diào)速和控制閥并存時的控制等內(nèi)容，以適應(yīng)日益增長的應(yīng)用要求。7。采用容易操作的PPT重新編寫CAI課件。間歇過程的控制與連續(xù)過程的控制各有不同特點，隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的精細化，對間歇過程的控制提出更高要求，為此，這次改版對間歇過程的控制特點、管理等內(nèi)容進行介紹。為便于練習(xí)，本書配套的習(xí)題解答將另行出版發(fā)行。
網(wǎng)絡(luò)教育是依托現(xiàn)代信息技術(shù)進行教育資源傳播、組織教學(xué)的一種嶄新形式，它突破了傳統(tǒng)教育傳遞媒介上的局限性，實現(xiàn)了時空有限分離條件下的教與學(xué)，拓展了教育活動發(fā)生的時空范圍。從1998年9月教育部正式批準(zhǔn)清華大學(xué)等4所高校為國家現(xiàn)代遠程教育第一批試點學(xué)校以來，我國網(wǎng)絡(luò)教育歷經(jīng)了8年發(fā)展期，目前全國已有67所普通高等學(xué)校和中央廣播電視大學(xué)開展現(xiàn)代遠程教育，注冊學(xué)生超過300萬人，畢業(yè)學(xué)生100萬人。網(wǎng)絡(luò)教育的實施大大加快了我國高等教育的大眾化進程，使之成為高等教育的一個重要組成部分；隨著它的不斷發(fā)展，也必將對我國終身教育體系的形成和學(xué)習(xí)型社會的構(gòu)建起到極其重要的作用。
華東理工大學(xué)是國家“211工程”重點建設(shè)高校，是教育部批準(zhǔn)成立的現(xiàn)代遠程教育試點院校之一。華東理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院憑借其優(yōu)質(zhì)的教育教學(xué)資源、良好的師資條件和社會聲望，自創(chuàng)建以來得到了迅速的發(fā)展。但網(wǎng)絡(luò)教育作為一種不同于傳統(tǒng)教育的新型教育組織形式，如何有效地實現(xiàn)教育資源的傳遞，進一步提高教育教學(xué)效果，認(rèn)真探索其內(nèi)在的規(guī)律，是擺在我們面前的一個新的、亟待解決的課題。為此，我們與有關(guān)出版社合作，組織了一批多年來從事網(wǎng)絡(luò)教育課程教學(xué)的教師，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)習(xí)方式，陸續(xù)編撰出版一批包括圖書、課程光盤等在內(nèi)的遠程教育系列教材，以期逐步建立以學(xué)科為先導(dǎo)的、適合網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生使用的教材結(jié)構(gòu)體系。
何衍慶，華東理工大學(xué)自動化系，教授，1上海市育才獎 1999.9 上海市教育委員會
2華東理工大學(xué)本科教學(xué)一等獎 1999 華東理工大學(xué)
3《過程控制工程》CAI課件 網(wǎng)上課件提名獎 2000，教育部
4《集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第二版）》二等獎 2003，中石化優(yōu)秀教材二等獎
5《可編程控制器原理及應(yīng)用技巧（第二版）》二等獎 2003，中石化優(yōu)秀教材二等獎
6《乙烯生產(chǎn)過程基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量和智能控制技術(shù)》獲國家科技進步獎 二等獎2003（第九位）
7《對二甲苯氧化反應(yīng)進料催化劑濃度和產(chǎn)品質(zhì)量實時優(yōu)化操作》獲中國石化集團公司科學(xué)技術(shù)進步獎 三等獎 2001（第三位）
第1章緒論1
1．1過程控制工程課程的目的與任務(wù)1
1．2過程控制概述2
1．3過程控制的發(fā)展和趨勢3
習(xí)題和思考題6
第2章過程動態(tài)數(shù)學(xué)模型7
2．1被控過程動態(tài)數(shù)學(xué)模型和建模7
2．1．1被控過程的數(shù)學(xué)模型7
2．1．2被控過程動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立8
2．2過程特性對控制性能指標(biāo)的影響13
2．2．1自衡的非振蕩過程特性對控制性能指標(biāo)的影響13
2．2．2控制系統(tǒng)的確定14
習(xí)題和思考題15
第3章單回路控制系統(tǒng)16
3．1控制系統(tǒng)組成和控制性能指標(biāo)16
3．1．1控制系統(tǒng)的組成16
3．1．2控制系統(tǒng)的控制性能指標(biāo)19
3．2檢測變送環(huán)節(jié)22
3．2．1檢測變送環(huán)節(jié)的性能22
3．2．2檢測變送信號的數(shù)據(jù)處理24
3．3執(zhí)行器環(huán)節(jié)26
3．3．1執(zhí)行器概述26
3．3．2控制閥流量特性28
3．3．3控制閥流量特性的選擇30
3．3．4閥門定位器的正確使用33
3．3．5其他執(zhí)行器34
3．4控制器的控制算法35
3．4．1模擬PID控制算法35
3．4．2數(shù)字PID控制算法44
3．4．3開關(guān)控制48
3．5控制器參數(shù)整定和控制系統(tǒng)投運49
3．5．1控制器參數(shù)整定原則49
3．5．2控制器參數(shù)整定方法50
3．5．3控制系統(tǒng)的投運和維護53
3．6簡單控制系統(tǒng)設(shè)計實例54
3．6．1變換爐生產(chǎn)工藝過程簡介54
3．6．2控制方案分析54
3．6．3檢測變送儀表和控制儀表的選型55
習(xí)題和思考題56
第4章常用復(fù)雜控制系統(tǒng)58
4．1串級控制系統(tǒng)58
4．1．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析58
4．1．2串級控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題62
4．1．3串級控制系統(tǒng)中控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)投運66
4．1．4串級控制系統(tǒng)設(shè)計示例67
4．2均勻控制系統(tǒng)69
4．2．1基本原理和結(jié)構(gòu)69
4．2．2均勻控制系統(tǒng)中控制器的參數(shù)整定70
4．2．3均勻控制系統(tǒng)設(shè)計示例71
4．3前饋控制系統(tǒng)72
4．3．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析72
4．3．2前饋控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題75
4．3．3前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)整定和投運78
4．3．4多變量前饋控制系統(tǒng)78
4．3．5前饋控制系統(tǒng)設(shè)計示例79
4．4比值控制系統(tǒng)80
4．4．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析80
4．4．2比值控制系統(tǒng)的實施81
4．4．3比值控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題83
4．4．4比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定和投運85
4．4．5比值控制系統(tǒng)設(shè)計示例85
4．5分程控制系統(tǒng)88
4．5．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析88
4．5．2分程控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題88
4．5．3分程控制系統(tǒng)設(shè)計示例91
4．6選擇性控制系統(tǒng)91
4．6．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析91
4．6．2選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題93
4．6．3選擇性控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的結(jié)合93
4．6．4選擇控制系統(tǒng)設(shè)計示例94
4．7雙重控制系統(tǒng)96
4．7．1基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析96
4．7．2雙重控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題97
4．7．3雙重控制系統(tǒng)設(shè)計示例98
4．8根據(jù)模型計算的控制系統(tǒng)99
4．8．1根據(jù)模型計算測量值的控制系統(tǒng)99
4．8．2根據(jù)模型計算設(shè)定值的控制系統(tǒng)100
4．8．3非線性控制102
4．8．4根據(jù)模型計算的控制系統(tǒng)設(shè)計示例104
習(xí)題和思考題106
第5章先進控制系統(tǒng)109
5．1預(yù)測控制109
5．1．1預(yù)測控制109
5．1．2預(yù)測控制系統(tǒng)實施時的注意事項112
5．1．3預(yù)測控制系統(tǒng)設(shè)計示例113
5．2解耦控制118
5．2．1系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析和相對增益118
5．2．2解耦控制系統(tǒng)的設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題121
5．2．3解耦控制系統(tǒng)設(shè)計示例126
5．3軟測量和推斷控制130
5．3．1軟測量技術(shù)130
5．3．2推斷控制系統(tǒng)132
5．3．3軟測量和推斷控制設(shè)計示例133
5．4時滯補償控制134
5．4．1史密斯預(yù)估補償控制135
5．4．2內(nèi)模控制136
5．4．3增益自適應(yīng)補償控制138
5．4．4觀測補償控制138
5．4．5時滯補償控制系統(tǒng)設(shè)計示例140
5．5智能控制142
5．5．1概述142
5．5．2模糊控制142
5．5．3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制146
5．5．4智能控制系統(tǒng)設(shè)計示例149
5．6間歇過程的控制151
5．6．1間歇過程的特點151
5．6．2間歇過程的控制152
5．6．3間歇過程控制系統(tǒng)的特殊控制154
5．6．4間歇生產(chǎn)過程的生產(chǎn)計劃和調(diào)度155
習(xí)題和思考題159
第6章流體輸送設(shè)備的控制161
6．1泵和壓縮機的基本控制161
6．1．1離心泵的控制161
6．1．2容積式泵的控制163
6．1．3風(fēng)機的控制164
6．1．4壓縮機的控制165
6．2離心壓縮機的防喘振控制166
6．2．1離心壓縮機的喘振166
6．2．2離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用時的注意事項167
6．2．3離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)設(shè)計示例171
6．3變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用172
6．3．1概述172
6．3．2離心風(fēng)機的變頻調(diào)速控制174
6．3．3離心式泵的變頻調(diào)速175
6．3．4變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計示例176
習(xí)題和思考題178
第7章傳熱設(shè)備的控制179
7．1傳熱設(shè)備的特性179
7．1．1熱量傳遞方式179
7．1．2換熱器靜態(tài)特性180
7．2一般傳熱設(shè)備的控制183
7．2．1一般傳熱設(shè)備的基本控制183
7．2．2一般傳熱設(shè)備的復(fù)雜控制184
7．3鍋爐設(shè)備的控制185
7．3．1鍋爐汽包水位的控制186
7．3．2蒸汽過熱系統(tǒng)的控制189
7．3．3鍋爐燃燒控制系統(tǒng)189
7．4加熱爐的控制193
7．4．1加熱爐的簡單控制193
7．4．2加熱爐的復(fù)雜控制193
7．4．3加熱爐的安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)194
7．5蒸發(fā)器的控制195
7．5．1蒸發(fā)器的特性195
7．5．2蒸發(fā)器的控制195
7．6工業(yè)窯爐的控制196
7．6．1陶瓷窯爐的控制196
7．6．2玻璃熔窯的控制198
7．6．3水泥窯爐的控制200
習(xí)題和思考題201
第8章精餾塔的控制203
8．1概述203
8．1．1精餾塔的控制目標(biāo)203
8．1．2精餾塔擾動分析205
8．2精餾塔的特性205
8．2．1物料平衡和內(nèi)部物料平衡205
8．2．2能量平衡206
8．2．3進料濃度zF和流量F對產(chǎn)品質(zhì)量的影響及控制策略208
8．2．4精餾塔動態(tài)模型210
8．3精餾塔的基本控制213
8．3．1精餾塔的被控變量213
8．3．2精餾塔的基本控制215
8．4復(fù)雜控制系統(tǒng)在精餾塔中的應(yīng)用219
8．4．1串級控制219
8．4．2前饋-反饋控制219
8．4．3選擇性控制219
8．4．4節(jié)能控制222
習(xí)題和思考題227
第9章化學(xué)反應(yīng)器的控制228
9．1概述228
9．1．1化學(xué)反應(yīng)器的類型和控制要求228
9．1．2化學(xué)反應(yīng)器的特性229
9．2化學(xué)反應(yīng)器的控制235
9．2．1出料成分的控制235
9．2．2反應(yīng)過程的工藝狀態(tài)參數(shù)作為間接被控變量235
9．2．3pH控制236
9．2．4化學(xué)反應(yīng)器的推斷控制237
9．2．5穩(wěn)定外圍的控制238
9．2．6開環(huán)不穩(wěn)定反應(yīng)器的控制239
9．3典型化學(xué)反應(yīng)過程的控制系統(tǒng)設(shè)計示例241
9．3．1合成氨過程的控制241
9．3．2催化裂化過程反應(yīng)-再生系統(tǒng)的控制243
習(xí)題和思考題244
附錄管道儀表流程圖的設(shè)計符號245
模擬試題248
參考文獻250
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