过程控制工程(罗健旭)（第三版）
￥35.00定价
作者： 罗健旭
出版时间：2015年10月
出版社：化学工业出版社
- 化学工业出版社
- 9787122248497
- 87944
- 2015年10月
- 本科电气
- 未分类
- 本科电气
- 本科
内容简介
本书讨论过程控制系统的结构、原理、特点、适用场合、系统分析和应用注意事项等问题,并与工艺设备和工业生产过程中控制系统的应用结合。本书理论与实际结合，在第二版的基础上，增补了近年来控制工程领域的新成果，并增加了设计应用示例，为适应网络教学的要求，对编排和内容进行了重新编写。
本书共分9章。分别按控制结构、工业过程设备等内容进行讨论。第1部分内容涉及建立被控过程的数学模型、简单控制系统各组成环节的分析和相互影响；常见的串级控制、均匀控制、前馈控制、比值控制、分程控制、选择性控制、双重控制和基于模型计算的控制系统等复杂控制系统；为便于理论与实践结合，增加了各类复杂控制系统的设计应用示例。介绍先进控制系统，包括预测控制、解耦控制、软测量和推断控制、时滞补偿控制、智能控制和间歇过程的控制等内容。第2部分以工业过程设备为主线，分析和讨论不同类型工业设备的控制，包括流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器设备的控制。
本书可作为普通高等学校自动化及相关专业本科生和研究生的教材,也可供工业生产过程控制领域的工程技术人员和设计部门的工程技术人员作为参考书或工具书。
本书共分9章。分别按控制结构、工业过程设备等内容进行讨论。第1部分内容涉及建立被控过程的数学模型、简单控制系统各组成环节的分析和相互影响；常见的串级控制、均匀控制、前馈控制、比值控制、分程控制、选择性控制、双重控制和基于模型计算的控制系统等复杂控制系统；为便于理论与实践结合，增加了各类复杂控制系统的设计应用示例。介绍先进控制系统，包括预测控制、解耦控制、软测量和推断控制、时滞补偿控制、智能控制和间歇过程的控制等内容。第2部分以工业过程设备为主线，分析和讨论不同类型工业设备的控制，包括流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器设备的控制。
本书可作为普通高等学校自动化及相关专业本科生和研究生的教材,也可供工业生产过程控制领域的工程技术人员和设计部门的工程技术人员作为参考书或工具书。
目录
第1章 绪论
1.1 过程控制工程课程的目的与任务
1.2 过程控制概述
1.3 过程控制的发展和趋势
习题和思考题
第2章 过程动态数学模型
2.1 被控过程动态数学模型和建模
2.1.1 被控过程的数学模型
2.1.2 被控过程动态数学模型的建立
2.2 过程特性对控制性能指标的影响
2.2.1 自衡的非振荡过程特性对控制性能指标的影响
2.2.2 控制系统的确定
习题和思考题
第3章 单回路控制系统
3.1 控制系统组成和控制性能指标
3.1.1 控制系统的组成
3.1.2 控制系统的控制性能指标
3.2 检测变送环节
3.2.1 检测变送环节的性能
3.2.2 检测变送信号的数据处理
3.3 执行器环节
3.3.1 执行器概述
3.3.2 控制阀流量特性
3.3.3 控制阀流量特性的选择
3.3.4 阀门定位器的正确使用
3.3.5 其他执行器
3.4 控制器的控制算法
3.4.1 模拟PID控制算法
3.4.2 数字PID控制算法
3.4.3 开关控制
3.5 控制器参数整定和控制系统投运
3.5.1 控制器参数整定原则
3.5.2 控制器参数整定方法
3.5.3 控制系统的投运和维护
3.6 简单控制系统设计实例
3.6.1 变换炉生产工艺过程简介
3.6.2 控制方案分析
3.6.3 检测变送仪表和控制仪表的选型
习题和思考题
第4章 常用复杂控制系统
4.1 串级控制系统
4.1.1 基本原理、结构和性能分析
4.1.2 串级控制系统设计和工程应用中的问题
4.1.3 串级控制系统中控制器的参数整定和系统投运
4.1.4 串级控制系统设计示例
4.2 均匀控制系统
4.2.1 基本原理和结构
4.2.2 均匀控制系统中控制器的参数整定
4.2.3 均匀控制系统设计示例
4.3 前馈控制系统
4.3.1 基本原理、结构和性能分析
4.3.2 前馈控制系统设计和工程应用中的问题
4.3.3 前馈控制系统的参数整定和投运
4.3.4 多变量前馈控制系统
4.3.5 前馈控制系统设计示例
4.4 比值控制系统
4.4.1 基本原理、结构和性能分析
4.4.2 比值控制系统的实施
4.4.3 比值控制系统设计和工程应用中的问题
4.4.4 比值控制系统的参数整定和投运
4.4.5 比值控制系统设计示例
4.5 分程控制系统
4.5.1 基本原理、结构和性能分析
4.5.2 分程控制系统设计和工程应用中的问题
4.5.3 分程控制系统设计示例
4.6 选择性控制系统
4.6.1 基本原理、结构和性能分析
4.6.2 选择性控制系统设计和工程应用中的问题
4.6.3 选择性控制系统与其他控制系统的结合
4.6.4 选择控制系统设计示例
4.7 双重控制系统
4.7.1 基本原理、结构和性能分析
4.7.2 双重控制系统设计和工程应用中的问题
4.7.3 双重控制系统设计示例
4.8 根据模型计算的控制系统
4.8.1 根据模型计算测量值的控制系统
4.8.2 根据模型计算设定值的控制系统
4.8.3 非线性控制
4.8.4 根据模型计算的控制系统设计示例
习题和思考题
第5章 先进控制系统
5.1 预测控制
5.1.1 预测控制
5.1.2 预测控制系统实施时的注意事项
5.1.3 预测控制系统设计示例
5.2 解耦控制
5.2.1 系统关联分析和相对增益
5.2.2 解耦控制系统的设计和工程应用中的问题
5.2.3 解耦控制系统设计示例
5.3 软测量和推断控制
5.3.1 软测量技术
5.3.2 推断控制系统
5.3.3 软测量和推断控制设计示例
5.4 时滞补偿控制
5.4.1 史密斯预估补偿控制
5.4.2 内模控制
5.4.3 增益自适应补偿控制
5.4.4 观测补偿控制
5.4.5 时滞补偿控制系统设计示例
5.5 智能控制
5.5.1 概述
5.5.2 模糊控制
5.5.3 神经网络控制
5.5.4 智能控制系统设计示例
5.6 间歇过程的控制
5.6.1 间歇过程的特点
5.6.2 间歇过程的控制
5.6.3 间歇过程控制系统的特殊控制
5.6.4 间歇生产过程的生产计划和调度
习题和思考题
第6章 流体输送设备的控制
6.1 泵和压缩机的基本控制
6.1.1 离心泵的控制
6.1.2 容积式泵的控制
6.1.3 风机的控制
6.1.4 压缩机的控制
6.2 离心压缩机的防喘振控制
6.2.1 离心压缩机的喘振
6.2.2 离心压缩机防喘振控制系统的设计和应用时的注意事项
6.2.3 离心压缩机防喘振控制系统设计示例
6.3 变频调速技术的应用
6.3.1 概述
6.3.2 离心风机的变频调速控制
6.3.3 离心式泵的变频调速
6.3.4 变频调速控制系统设计示例
习题和思考题
第7章 传热设备的控制
7.1 传热设备的特性
7.1.1 热量传递方式
7.1.2 换热器静态特性
7.2 一般传热设备的控制
7.2.1 一般传热设备的基本控制
7.2.2 一般传热设备的复杂控制
7.3 锅炉设备的控制
7.3.1 锅炉汽包水位的控制
7.3.2 蒸汽过热系统的控制
7.3.3 锅炉燃烧控制系统
7.4 加热炉的控制
7.4.1 加热炉的简单控制
7.4.2 加热炉的复杂控制
7.4.3 加热炉的安全联锁保护系统
7.5 蒸发器的控制
7.5.1 蒸发器的特性
7.5.2 蒸发器的控制
7.6 工业窑炉的控制
7.6.1 陶瓷窑炉的控制
7.6.2 玻璃熔窑的控制
7.6.3 水泥窑炉的控制
习题和思考题
第8章 精馏塔的控制
8.1 概述
8.1.1 精馏塔的控制目标
8.1.2 精馏塔扰动分析
8.2 精馏塔的特性
8.2.1 物料平衡和内部物料平衡
8.2.2 能量平衡
8.2.3 进料浓度zF和流量F对产品质量的影响及控制策略
8.2.4 精馏塔动态模型
8.3 精馏塔的基本控制
8.3.1 精馏塔的被控变量
8.3.2 精馏塔的基本控制
8.4 复杂控制系统在精馏塔中的应用
8.4.1 串级控制
8.4.2 前馈-反馈控制
8.4.3 选择性控制
8.4.4 节能控制
习题和思考题
第9章 化学反应器的控制
9.1 概述
9.1.1 化学反应器的类型和控制要求
9.1.2 化学反应器的特性
9.2 化学反应器的控制
9.2.1 出料成分的控制
9.2.2 反应过程的工艺状态参数作为间接被控变量
9.2.3 pH控制
9.2.4 化学反应器的推断控制
9.2.5 稳定外围的控制
9.2.6 开环不稳定反应器的控制
9.3 典型化学反应过程的控制系统设计示例
9.3.1 合成氨过程的控制
9.3.2 催化裂化过程反应-再生系统的控制
习题和思考题
附录 管道仪表流程图的设计符号
模拟试题
参考文献
1.1 过程控制工程课程的目的与任务
1.2 过程控制概述
1.3 过程控制的发展和趋势
习题和思考题
第2章 过程动态数学模型
2.1 被控过程动态数学模型和建模
2.1.1 被控过程的数学模型
2.1.2 被控过程动态数学模型的建立
2.2 过程特性对控制性能指标的影响
2.2.1 自衡的非振荡过程特性对控制性能指标的影响
2.2.2 控制系统的确定
习题和思考题
第3章 单回路控制系统
3.1 控制系统组成和控制性能指标
3.1.1 控制系统的组成
3.1.2 控制系统的控制性能指标
3.2 检测变送环节
3.2.1 检测变送环节的性能
3.2.2 检测变送信号的数据处理
3.3 执行器环节
3.3.1 执行器概述
3.3.2 控制阀流量特性
3.3.3 控制阀流量特性的选择
3.3.4 阀门定位器的正确使用
3.3.5 其他执行器
3.4 控制器的控制算法
3.4.1 模拟PID控制算法
3.4.2 数字PID控制算法
3.4.3 开关控制
3.5 控制器参数整定和控制系统投运
3.5.1 控制器参数整定原则
3.5.2 控制器参数整定方法
3.5.3 控制系统的投运和维护
3.6 简单控制系统设计实例
3.6.1 变换炉生产工艺过程简介
3.6.2 控制方案分析
3.6.3 检测变送仪表和控制仪表的选型
习题和思考题
第4章 常用复杂控制系统
4.1 串级控制系统
4.1.1 基本原理、结构和性能分析
4.1.2 串级控制系统设计和工程应用中的问题
4.1.3 串级控制系统中控制器的参数整定和系统投运
4.1.4 串级控制系统设计示例
4.2 均匀控制系统
4.2.1 基本原理和结构
4.2.2 均匀控制系统中控制器的参数整定
4.2.3 均匀控制系统设计示例
4.3 前馈控制系统
4.3.1 基本原理、结构和性能分析
4.3.2 前馈控制系统设计和工程应用中的问题
4.3.3 前馈控制系统的参数整定和投运
4.3.4 多变量前馈控制系统
4.3.5 前馈控制系统设计示例
4.4 比值控制系统
4.4.1 基本原理、结构和性能分析
4.4.2 比值控制系统的实施
4.4.3 比值控制系统设计和工程应用中的问题
4.4.4 比值控制系统的参数整定和投运
4.4.5 比值控制系统设计示例
4.5 分程控制系统
4.5.1 基本原理、结构和性能分析
4.5.2 分程控制系统设计和工程应用中的问题
4.5.3 分程控制系统设计示例
4.6 选择性控制系统
4.6.1 基本原理、结构和性能分析
4.6.2 选择性控制系统设计和工程应用中的问题
4.6.3 选择性控制系统与其他控制系统的结合
4.6.4 选择控制系统设计示例
4.7 双重控制系统
4.7.1 基本原理、结构和性能分析
4.7.2 双重控制系统设计和工程应用中的问题
4.7.3 双重控制系统设计示例
4.8 根据模型计算的控制系统
4.8.1 根据模型计算测量值的控制系统
4.8.2 根据模型计算设定值的控制系统
4.8.3 非线性控制
4.8.4 根据模型计算的控制系统设计示例
习题和思考题
第5章 先进控制系统
5.1 预测控制
5.1.1 预测控制
5.1.2 预测控制系统实施时的注意事项
5.1.3 预测控制系统设计示例
5.2 解耦控制
5.2.1 系统关联分析和相对增益
5.2.2 解耦控制系统的设计和工程应用中的问题
5.2.3 解耦控制系统设计示例
5.3 软测量和推断控制
5.3.1 软测量技术
5.3.2 推断控制系统
5.3.3 软测量和推断控制设计示例
5.4 时滞补偿控制
5.4.1 史密斯预估补偿控制
5.4.2 内模控制
5.4.3 增益自适应补偿控制
5.4.4 观测补偿控制
5.4.5 时滞补偿控制系统设计示例
5.5 智能控制
5.5.1 概述
5.5.2 模糊控制
5.5.3 神经网络控制
5.5.4 智能控制系统设计示例
5.6 间歇过程的控制
5.6.1 间歇过程的特点
5.6.2 间歇过程的控制
5.6.3 间歇过程控制系统的特殊控制
5.6.4 间歇生产过程的生产计划和调度
习题和思考题
第6章 流体输送设备的控制
6.1 泵和压缩机的基本控制
6.1.1 离心泵的控制
6.1.2 容积式泵的控制
6.1.3 风机的控制
6.1.4 压缩机的控制
6.2 离心压缩机的防喘振控制
6.2.1 离心压缩机的喘振
6.2.2 离心压缩机防喘振控制系统的设计和应用时的注意事项
6.2.3 离心压缩机防喘振控制系统设计示例
6.3 变频调速技术的应用
6.3.1 概述
6.3.2 离心风机的变频调速控制
6.3.3 离心式泵的变频调速
6.3.4 变频调速控制系统设计示例
习题和思考题
第7章 传热设备的控制
7.1 传热设备的特性
7.1.1 热量传递方式
7.1.2 换热器静态特性
7.2 一般传热设备的控制
7.2.1 一般传热设备的基本控制
7.2.2 一般传热设备的复杂控制
7.3 锅炉设备的控制
7.3.1 锅炉汽包水位的控制
7.3.2 蒸汽过热系统的控制
7.3.3 锅炉燃烧控制系统
7.4 加热炉的控制
7.4.1 加热炉的简单控制
7.4.2 加热炉的复杂控制
7.4.3 加热炉的安全联锁保护系统
7.5 蒸发器的控制
7.5.1 蒸发器的特性
7.5.2 蒸发器的控制
7.6 工业窑炉的控制
7.6.1 陶瓷窑炉的控制
7.6.2 玻璃熔窑的控制
7.6.3 水泥窑炉的控制
习题和思考题
第8章 精馏塔的控制
8.1 概述
8.1.1 精馏塔的控制目标
8.1.2 精馏塔扰动分析
8.2 精馏塔的特性
8.2.1 物料平衡和内部物料平衡
8.2.2 能量平衡
8.2.3 进料浓度zF和流量F对产品质量的影响及控制策略
8.2.4 精馏塔动态模型
8.3 精馏塔的基本控制
8.3.1 精馏塔的被控变量
8.3.2 精馏塔的基本控制
8.4 复杂控制系统在精馏塔中的应用
8.4.1 串级控制
8.4.2 前馈-反馈控制
8.4.3 选择性控制
8.4.4 节能控制
习题和思考题
第9章 化学反应器的控制
9.1 概述
9.1.1 化学反应器的类型和控制要求
9.1.2 化学反应器的特性
9.2 化学反应器的控制
9.2.1 出料成分的控制
9.2.2 反应过程的工艺状态参数作为间接被控变量
9.2.3 pH控制
9.2.4 化学反应器的推断控制
9.2.5 稳定外围的控制
9.2.6 开环不稳定反应器的控制
9.3 典型化学反应过程的控制系统设计示例
9.3.1 合成氨过程的控制
9.3.2 催化裂化过程反应-再生系统的控制
习题和思考题
附录 管道仪表流程图的设计符号
模拟试题
参考文献
