過程控制工程實(shí)施教程

《過程控制工程實(shí)施教程》是一本書籍，本書緊密配合“工學(xué)結(jié)合”的思路，以生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際工程項(xiàng)目為主線，用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”的教學(xué)最新模式編寫。本書打破了傳統(tǒng)教材的編寫模式，在編寫思路與手法上與實(shí)際工程緊密結(jié)合，給人耳目一新的感覺。

《過程控制工程實(shí)施教程》注重高等職業(yè)教育的特色，強(qiáng)調(diào)以能力為本，突出人才應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練一體化；采用真實(shí)典型的生產(chǎn)過程為例，將生產(chǎn)過程控制技術(shù)貫穿于全教材，完整地講述了過程控制工程實(shí)施的全過程。為適應(yīng)不同行業(yè)的需要，案例分析涉及石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥等行業(yè)。

基礎(chǔ)篇

工程項(xiàng)目1　精餾塔液位控制系統(tǒng)

1.工程項(xiàng)目的基本要素

2.工程施工人員主要工作內(nèi)容

3.精餾塔液位控制系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃基本思路

子項(xiàng)目1　熟悉工藝流程，了解控制方案

任務(wù)1　PVC精餾塔的工藝流程及控制操作指標(biāo)

1.精餾塔的基本結(jié)構(gòu)

2.精餾塔的控制工藝要求

3.精餾塔的操作步驟

4.精餾塔的擾動(dòng)分析

5.PVC精餾塔的工藝流程及控制操作指標(biāo)

任務(wù)2　液位控制的工作過程

1.人工控制與自動(dòng)控制

2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成

3.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本工作方式

任務(wù)3　精餾塔的控制方案

1.精餾塔被控變量的選擇

2.操縱變量的選擇

3.精餾塔的基本控制方案

子項(xiàng)目2 自動(dòng)化控制儀表選型

任務(wù)1　差壓/壓力變送器的選型

1.差壓式液位計(jì)

2.差壓/壓力變送器的選型

3.識讀差壓/壓力變送器選型表

任務(wù)2 調(diào)節(jié)閥的選型

1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)

2.調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式及選型

3.調(diào)節(jié)閥流量特性及選擇

4.調(diào)節(jié)閥口徑大小的選擇

5.氣開/氣關(guān)形式的選擇

6.正確使用閥門定位器與電一氣轉(zhuǎn)換器

7.正確選用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的型號

任務(wù)3 控制規(guī)律的選取

1.過程控制系統(tǒng)基本控制規(guī)律

2.控制規(guī)律的選取

任務(wù)4 PVC精餾塔液位控制系統(tǒng)現(xiàn)場級儀表的選型

1.調(diào)節(jié)閥選擇

2.變送器選擇

3.調(diào)節(jié)器選擇

4.儀表選型應(yīng)用訓(xùn)練

子項(xiàng)目3　識讀儀表工程施工圖

任務(wù)1　帶控制點(diǎn)的工藝流程圖識讀

1.流程圖識讀基礎(chǔ)

2.PVC精餾生產(chǎn)過程的流程圖識讀訓(xùn)練

3.脫丙烷塔（DCS系統(tǒng)）控制流程圖識讀訓(xùn)練

任務(wù)2　儀表盤正面布置圖識讀

1.模擬儀表盤

2.儀表盤正面布置圖的內(nèi)容

3.表盤正面布置圖識讀訓(xùn)練

任務(wù)3　背面電氣接線圖識讀與配線

1.儀表管線編號方法

2.儀表盤盤內(nèi)配線訓(xùn)練

子項(xiàng)目4　現(xiàn)場級設(shè)備安裝與維護(hù)

任務(wù)1　變送器的安裝

1.差壓變送器的典型安裝

2.差壓變送器安裝訓(xùn)練

3.壓力（差壓）變送器管路連接訓(xùn)練

任務(wù)2　調(diào)節(jié)閥的安裝和維護(hù)訓(xùn)練

子項(xiàng)目5　儀表的單體調(diào)校

任務(wù)1　差壓變送器的調(diào)校

任務(wù)2　氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥性能測試

任務(wù)3　調(diào)節(jié)器的調(diào)校

1.閱讀DTZ-2100型差壓變送器說明書，熟悉主要技術(shù)指標(biāo)

2.熟悉基本結(jié)構(gòu)、基本原理，作好校驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

3.數(shù)據(jù)處理及填寫任務(wù)報(bào)告

子項(xiàng)目6　過程控制裝置投運(yùn)與運(yùn)行

任務(wù)1　過程控制系統(tǒng)投運(yùn)前的準(zhǔn)備工作

1.了解系統(tǒng)投運(yùn)前的準(zhǔn)備工作

2.投運(yùn)前全面檢查

3.構(gòu)成具有被控變量負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)

任務(wù)2　過程控制系統(tǒng)的投運(yùn)、運(yùn)行與維護(hù)

1.過程控制系統(tǒng)的投運(yùn)

2.系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求

3.過程控制性能指標(biāo)

4.控制系統(tǒng)的維護(hù)

任務(wù)3　簡單控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法

1.臨界比例度法

2.衰減曲線法

3．經(jīng)驗(yàn)湊試法

4．三種調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法的比較

任務(wù)4 簡單定值控制系統(tǒng)參數(shù)整定訓(xùn)練

1．儲罐液位定值控制系統(tǒng)參數(shù)整定實(shí)訓(xùn)

2．鍋爐夾套水溫定值控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)

任務(wù)5 控制系統(tǒng)的交接驗(yàn)收

1．“三查四定”與“中間交接”

2．試車(開車)

3．交工(交接工作)

4．驗(yàn)收規(guī)范和質(zhì)量評定規(guī)范

程項(xiàng)目2 精餾塔均勻控制系統(tǒng)

任務(wù) 均勻控制方案與參數(shù)整定

1．均勻控制的特點(diǎn)

2．均勻控制的方案和控制規(guī)律的選擇

3．均勻控制系統(tǒng)的參數(shù)整定

4．均勻控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)

提高篇

程項(xiàng)目3 精餾塔溫度流量串級控制系統(tǒng)

子項(xiàng)目1 根據(jù)工藝特性制定合理的控制方案

任務(wù) 串級控制方案的設(shè)計(jì)訓(xùn)練

1．串級控制的形成

2．串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3．串級控制系統(tǒng)的構(gòu)建

4．加熱爐串級控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練

子項(xiàng)目2 控制方案的實(shí)施

任務(wù)l 溫度檢測及儀表的選擇與安裝

1．熱電偶溫度計(jì)

2．熱電阻溫度計(jì)

3．溫度變送器

4．常用的溫度顯示儀表

5．溫度測量儀表的選擇與安裝訓(xùn)練

任務(wù)2 流量檢測及儀表的選型與安裝

1．流量檢測的基礎(chǔ)

2．差壓式流量計(jì)

3．其他流量儀表

4．流量計(jì)選用

5．差壓式流量計(jì)的安裝與投運(yùn)訓(xùn)練

6．電磁流量計(jì)的安裝訓(xùn)練

任務(wù)3 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的接線圖

1．儀表連接實(shí)施方案

2．儀表盤背面電氣接線圖的繪制

3．背面電氣接線圖繪制訓(xùn)練

子項(xiàng)目3 儀表的單體調(diào)校

任務(wù)1 溫度變送器的校驗(yàn)

任務(wù)2 差壓流量計(jì)‘的調(diào)校

子任務(wù)1 開方器的調(diào)校

子任務(wù)2 比例積算器的調(diào)校

子項(xiàng)目4 串級過程控制系統(tǒng)投運(yùn)與參數(shù)整定

任務(wù)l 投運(yùn)與參數(shù)整定基本方法

1．串級控制系統(tǒng)的投運(yùn)

2．串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定

任務(wù)2 溫度與流量的串級控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)

1．鍋爐內(nèi)膽水溫與內(nèi)膽循環(huán)水流量的串級控制系統(tǒng)

2．儲槽液位與上水流量組成串級控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)

工程項(xiàng)目4 DCS集散控制系統(tǒng)

1．過程控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)的聯(lián)系

2．集散控制系統(tǒng)的組成、功能及其特點(diǎn)

任務(wù)1 ExpertionPKS集散控制系統(tǒng)的集成

1．熟悉工藝生產(chǎn)過程

2．系統(tǒng)配置

任務(wù)2 利用PKS系統(tǒng)實(shí)施簡單控制系統(tǒng)

典型案例篇

典型工業(yè)控制工程實(shí)例

任務(wù)1 冶金工業(yè)過程控制工程方案

1．冶金工業(yè)前饋—反饋控制系統(tǒng)

2．冶金工業(yè)爐燃料燃燒比值控制系統(tǒng)

3．冶金工業(yè)沸騰焙燒爐串級控制系統(tǒng)

4．冶金工業(yè)的其他控制

任務(wù)2 石油化工、制藥工業(yè)生產(chǎn)過程流體輸送設(shè)備的控制

1．離心泵的控制方案

2．往復(fù)泵的控制方案

3．壓縮機(jī)的控制方案

4．離心式壓縮機(jī)的防喘振控制

任務(wù)3 傳熱設(shè)備的控制

1．換熱器的控制

2．蒸汽加熱器的控制

3．冷卻器的控制

任務(wù)4 化學(xué)反應(yīng)器的控制

1．化學(xué)反應(yīng)器的控制要求

2．反應(yīng)器的控制

參考文獻(xiàn) 2100433B

出版社: 化學(xué)工業(yè)出版社;

正文語種: 簡體中文

開本: 16

ISBN: 9787122027795

條形碼: 9787122027795

尺寸: 25.6 x 18.2 x 0.6 cm

重量: 322 g

緒論 1

項(xiàng)目一 自動(dòng)化過程控制概述與實(shí)訓(xùn) 4

1.1 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)分類 4

1.1.1 自動(dòng)檢測系統(tǒng) 4

1.1.2 自動(dòng)信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 4

1.1.3 自動(dòng)操縱及自動(dòng)開停車系統(tǒng) 5

1.1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng) 5

1.2 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)組成與框圖 5

1.2.1 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)的基本組成 5

1.2.2 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)常用術(shù)語 7

1.2.3 自動(dòng)控制框圖 8

1.2.4 自動(dòng)控制框圖的4個(gè)要素 8

1.2.5 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)的分類 9

1.3 自動(dòng)化過程控制品質(zhì)指標(biāo) 11

1.3.1 自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 11

1.3.2 過渡過程的基本形式 12

1.3.3 控制系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo) 13

1.3.4 影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素 15

【實(shí)訓(xùn)】 16

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 實(shí)訓(xùn)及安全操作規(guī)程 16

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 自動(dòng)化過程控制對象特性測試實(shí)訓(xùn) 18

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 THJDS-1型多策略實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)部件使用 21

練習(xí)題 38

項(xiàng)目二 過程控制對象特性、控制規(guī)律與實(shí)訓(xùn) 39

2.1 過程控制對象特性的描述 39

2.1.1 過程控制系統(tǒng)的一階對象 39

2.1.2 過程控制系統(tǒng)的積分對象 42

2.1.3 過程控制系統(tǒng)的時(shí)滯對象 43

2.1.4 過程控制系統(tǒng)的二階對象 44

2.2 自動(dòng)化過程控制基本控制規(guī)律 46

2.2.1 過程的位式控制 46

2.2.2 過程控制系統(tǒng)比例控制 48

2.2.3 過程控制系統(tǒng)積分控制及比例積分控制 51

2.2.4 過程控制系統(tǒng)微分控制及比例積分微分控制 53

2.3 自動(dòng)化過程控制工程圖的識讀 57

2.3.1 流程圖識讀基礎(chǔ) 58

2.3.2 生產(chǎn)工藝過程控制的流程圖識讀 62

【實(shí)訓(xùn)】 64

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 單容自衡水箱液位特性測試實(shí)訓(xùn) 64

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性的測試實(shí)訓(xùn) 68

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 鍋爐內(nèi)膽溫度特性的測試 70

練習(xí)題 73

項(xiàng)目三 簡單自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)與實(shí)訓(xùn) 74

3.1 簡單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成 74

3.1.1 簡單控制系統(tǒng)常用術(shù)語 75

3.1.2 過程控制系統(tǒng)被控變量與操縱變量的選擇 76

3.1.3 過程控制系統(tǒng)控制規(guī)律的選取 80

3.1.4 過程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的選擇 81

3.2 簡單控制系統(tǒng)的方案實(shí)施 83

3.2.1 簡單控制系統(tǒng)案例 83

3.2.2 儀表選定方案 84

3.2.3 儀表組成控制系統(tǒng)方案 86

3.3 簡單控制系統(tǒng)投運(yùn)與參數(shù)整定 86

3.3.1 系統(tǒng)投運(yùn)前的準(zhǔn)備工作 87

3.3.2 過程控制系統(tǒng)的投運(yùn)、運(yùn)行與維護(hù) 89

3.3.3 簡單控制系統(tǒng)參數(shù)整定 90

【實(shí)訓(xùn)】 95

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 雙容水箱特性的測試實(shí)訓(xùn) 95

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 單容液位定值控制實(shí)訓(xùn) 99

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制實(shí)訓(xùn) 102

練習(xí)題 105

項(xiàng)目四 復(fù)雜自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)與實(shí)訓(xùn) 106

4.1 串級控制系統(tǒng)及應(yīng)用 106

4.1.1 串級過程控制基本原理及結(jié)構(gòu) 106

4.1.2 串級控制系統(tǒng)的主、副回路選擇 110

4.1.3 串級控制系統(tǒng)的主、副調(diào)節(jié)器選擇 111

4.1.4 串級控制系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用場合 112

4.1.5 串級控制系統(tǒng)的實(shí)施 113

4.1.6 串級控制系統(tǒng)的投運(yùn)及參數(shù)整定 115

4.2 比值控制系統(tǒng)及應(yīng)用 116

4.2.1 比值控制系統(tǒng)類型 116

4.2.2 比值系數(shù)的計(jì)算 120

4.2.3 比值控制系統(tǒng)的實(shí)施方案 121

4.2.4 比值控制系統(tǒng)的投運(yùn)和參數(shù)的整定 121

4.3 前饋控制系統(tǒng)及應(yīng)用 122

4.3.1 前饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要結(jié)構(gòu)形式 122

4.3.2 前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用 125

4.3.3 前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)整定 126

【實(shí)訓(xùn)】 128

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 水箱液位串級控制系統(tǒng) 128

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng) 131

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實(shí)訓(xùn) 134

練習(xí)題 137

項(xiàng)目五 集散控制系統(tǒng)與實(shí)訓(xùn) 138

5.1 集散控制系統(tǒng)特點(diǎn)和概述 139

5.1.1 集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 139

5.1.2 集散控制系統(tǒng)的主要技術(shù)概述 139

5.1.3 DCS集散控制系統(tǒng)及應(yīng)用 140

5.1.4 MACSV集散系統(tǒng)介紹 141

5.2 集散控制系統(tǒng)硬件介紹 143

5.2.1 FM802主控單元 143

5.2.2 FM148 模擬量輸入模塊 144

5.2.3 FM143八路熱電阻模擬量輸入模塊 146

5.2.4 FM151八路模擬量輸出模塊 147

5.3 集散控制系統(tǒng)軟件介紹 149

5.3.1 系統(tǒng)組態(tài) 149

5.3.2 操作員站 152

5.3.3 操作員站的啟動(dòng)過程 153

5.4 現(xiàn)場分散控制器的功能 153

5.4.1 DCS的控制器 153

5.4.2 控制器的I/O模件 154

5.4.3 DCS常用的控制算法 155

5.4.4 集散控制系統(tǒng)的通信系統(tǒng) 159

5.4.5 DCS系統(tǒng)的故障診斷 161

【實(shí)訓(xùn)】 163

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實(shí)訓(xùn) 163

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 下水箱液位與進(jìn)水流量串級控制 165

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 鍋爐內(nèi)膽水溫與循環(huán)水流量串級控制 168

練習(xí)題 171

項(xiàng)目六 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與實(shí)訓(xùn) 172

6.1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成 172

6.1.1 系統(tǒng)簡介 172

6.1.2 系統(tǒng)軟件 174

6.2 下位機(jī)軟件中的硬件配置和程序結(jié)構(gòu) 174

6.2.1 STEP 7簡介 174

6.2.2 STEP 7的安裝 175

6.3 上位機(jī)組態(tài)軟件簡介 177

6.3.1 WinCC概述 177

6.3.2 WinCC組態(tài)舉例 180

6.3.3 實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的組態(tài) 186

【實(shí)訓(xùn)】 189

實(shí)訓(xùn)任務(wù)一 二階雙容水箱液位定值控制實(shí)訓(xùn) 189

實(shí)訓(xùn)任務(wù)二 鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級控制實(shí)訓(xùn) 192

實(shí)訓(xùn)任務(wù)三 下水箱液位前饋-反饋控制實(shí)訓(xùn) 194

練習(xí)題 1982100433B

圖書主要內(nèi)容是：按照“工學(xué)結(jié)合”的思路，以生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際自動(dòng)化過程控制裝置為主線 ，以 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)手段編寫。本書的編寫突破以往教材的編寫模式，在編寫思路、寫法上與真實(shí)自動(dòng)化控制裝置緊密結(jié)合，編寫內(nèi)容有自動(dòng)化控制基礎(chǔ)、簡單與復(fù)雜控制（串級控制、比值控制、前饋-反饋控制）、集散與現(xiàn)場總線控制等，其實(shí)訓(xùn)課題與裝置經(jīng)典，給學(xué)生耳目一新的感受。實(shí)訓(xùn)課題有18個(gè)，內(nèi)容包括實(shí)訓(xùn)目的、設(shè)備與原理、操作與步驟等，每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目均有練習(xí)題。

統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)是一個(gè)可以用控制圖監(jiān)控一個(gè)程序的有效方式。它特別之處是可以同時(shí)監(jiān)控一個(gè)程序主要的輸出及其變動(dòng)。借著在程序中不同的點(diǎn)收集數(shù)據(jù)找到會影響品質(zhì)的程序變異，設(shè)法加以檢測及修正，以減少不良品到客戶端的比率。統(tǒng)計(jì)過程控制強(qiáng)調(diào)早期檢測問題及問題的防范。