過程自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書是基于工作過程的項(xiàng)目引領(lǐng)教材，由三個(gè)獨(dú)立的學(xué)習(xí)情境構(gòu)成。學(xué)習(xí)情境一是檢測(cè)及反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以10萬(wàn)噸/年聚氯乙烯精餾裝置的集散控制系統(tǒng)自控設(shè)計(jì)項(xiàng)目為載體，將整個(gè)項(xiàng)目分解成十個(gè)任務(wù)，并以任務(wù)為核心搭建相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)。理論知識(shí)內(nèi)容涉及自動(dòng)控制裝置的確定、繪制管道及儀表流程圖、確定控制方案和儀表回路圖設(shè)計(jì)、檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助儀表的選型、DCS系統(tǒng)圖和DCS I/O表設(shè)計(jì)、DCS控制室的設(shè)計(jì)、儀表柜布置圖和接線圖的設(shè)計(jì)、儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

學(xué)習(xí)情境二是信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以常規(guī)儀表實(shí)現(xiàn)溫度上下限報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)為載體，將信號(hào)報(bào)警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)步驟有機(jī)融合。學(xué)習(xí)情境三是順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計(jì)，以典型的工程案例來敘述順序功能圖（SFC）和順控表如何實(shí)現(xiàn)順序控制功能。

本書是一本自動(dòng)化控制工程設(shè)計(jì)的入門教材。在學(xué)習(xí)檢測(cè)儀表技術(shù)、控制工程技術(shù)、集散控制系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試與維護(hù)之后，通過本書的學(xué)習(xí)，可獲得一些基本的過程自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的知識(shí)。

本書可作為高職高專院校生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供中等職業(yè)學(xué)校相關(guān)專業(yè)選作教材和有關(guān)技術(shù)人員參考。

學(xué)習(xí)情境一 檢測(cè)及反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【項(xiàng)目描述】萬(wàn)噸/年P(guān)VC精餾裝置過程自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)

【基礎(chǔ)理論】過程自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)任務(wù)、方法和程序

【知識(shí)拓展】集散控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)程序

【評(píng)價(jià)與反饋】

【工作任務(wù)一】確定自動(dòng)控制裝置

【基礎(chǔ)理論】自動(dòng)控制裝置的選擇

【設(shè)計(jì)步驟】

【知識(shí)拓展】PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異

【評(píng)價(jià)與反饋】

【工作任務(wù)二】繪制管道及儀表流程圖

【基礎(chǔ)理論】管道及儀表流程圖

【設(shè)計(jì)步驟】

【知識(shí)拓展】?jī)x表功能和字母代號(hào)

【評(píng)價(jià)與反饋】35

【工作任務(wù)三】確定控制方案和儀表回路圖設(shè)計(jì)35

【基礎(chǔ)理論】控制方案和儀表回路圖35

【設(shè)計(jì)步驟】39

【知識(shí)拓展】先進(jìn)控制系統(tǒng)44

【評(píng)價(jià)與反饋】46

【工作任務(wù)四】檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助儀表的選型46

【基礎(chǔ)理論】如何選擇檢測(cè)儀表和調(diào)節(jié)閥46

【設(shè)計(jì)步驟】67

【知識(shí)拓展】控制閥Cv計(jì)算79

【評(píng)價(jià)與反饋】82

【工作任務(wù)五】DCS系統(tǒng)圖和DCS I/O表設(shè)計(jì)82

【基礎(chǔ)理論】DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和選型82

【設(shè)計(jì)步驟】85

【知識(shí)拓展】國(guó)內(nèi)外主要DCS供應(yīng)商和機(jī)型86

【評(píng)價(jià)與反饋】88

【工作任務(wù)六】DCS控制室的設(shè)計(jì)89

【基礎(chǔ)理論】控制室的功能和設(shè)計(jì)要求89

【設(shè)計(jì)步驟】92

【知識(shí)拓展】自控專業(yè)用英語(yǔ)詞匯93

【評(píng)價(jià)與反饋】94

【工作任務(wù)七】?jī)x表柜布置圖和接線圖的設(shè)計(jì)95

【基礎(chǔ)理論】?jī)x表柜布置圖和接線圖設(shè)計(jì)要求95

【設(shè)計(jì)步驟】96

【知識(shí)拓展】?jī)x表防爆設(shè)計(jì)97

【評(píng)價(jià)與反饋】103

【工作任務(wù)八】電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)104

【基礎(chǔ)理論】電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)104

【設(shè)計(jì)步驟】106

【知識(shí)拓展】?jī)x表防護(hù)設(shè)計(jì)107

【評(píng)價(jià)與反饋】110

【工作任務(wù)九】?jī)x表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)111

【基礎(chǔ)理論】?jī)x表供電和供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求111

【設(shè)計(jì)步驟】118

【知識(shí)拓展】?jī)x表接地設(shè)計(jì)規(guī)范119

【評(píng)價(jià)與反饋】124

【工作任務(wù)十】其他自控圖紙?jiān)O(shè)計(jì)124

【基礎(chǔ)理論】其他自控圖紙說明124

【材料統(tǒng)計(jì)】130

【知識(shí)拓展】主要自控設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)132

【評(píng)價(jià)與反饋】134

學(xué)習(xí)情境二信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)136

【設(shè)計(jì)任務(wù)】溫度上下限報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)136

【基礎(chǔ)理論】信號(hào)報(bào)警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)136

【設(shè)計(jì)步驟】141

【知識(shí)拓展】安全聯(lián)鎖系統(tǒng)141

【評(píng)價(jià)與反饋】145

學(xué)習(xí)情境三順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設(shè)計(jì)146

【基礎(chǔ)理論】順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則146

【案例一】順序功能圖(SFC)實(shí)現(xiàn)聚合釜加料順序控制149

【案例二】基于順序控制表改進(jìn)干布袋順序控制的案例152

【知識(shí)拓展】生產(chǎn)過程自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)153

【評(píng)價(jià)與反饋】158

附錄一10萬(wàn)噸/年P(guān)VC精餾裝置管道及儀表流程圖159

附錄二10萬(wàn)噸/年P(guān)VC精餾裝置自動(dòng)控制工藝條件表160

附錄三集散控制系統(tǒng)I/O表163

附錄四集散控制系統(tǒng)控制室布置圖164

附錄五外部電纜連接系統(tǒng)圖165

附錄六電纜橋架布置總圖166

附錄七儀表位置圖168

附錄八儀表供電系統(tǒng)圖169

附錄九儀表供氣系統(tǒng)圖170

附錄十儀表柜接線圖171

參考文獻(xiàn)172 2100433B

機(jī)械裝備自動(dòng)化方案的工程化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)涉及的知識(shí)面很寬，《裝備自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》以提高工業(yè)自動(dòng)化工程師的工程化設(shè)計(jì)能力及專業(yè)技能為目標(biāo)，針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際需求，以機(jī)電軟一體化為核心，結(jié)合工程實(shí)際案例，將進(jìn)行這一過程的所需知識(shí)貫穿起來，闡述機(jī)械裝備自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)的方法與步驟。《裝備自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》內(nèi)容包含系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、關(guān)鍵技術(shù)、項(xiàng)目管理、模塊化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成等，從工程實(shí)用化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，完整地對(duì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、硬件配置、自動(dòng)化方案的開發(fā)工具與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、控制軟件工程化設(shè)計(jì)、仿真與控制系統(tǒng)無縫集成、控制網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析，使讀者能夠在一個(gè)高的技術(shù)水平起點(diǎn)掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目管理的方法。

《裝備自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》可作為工科院校自動(dòng)化、電氣工程、機(jī)械制造專業(yè)的本科生和研究生的參考教材，也可作為機(jī)電一體化系統(tǒng)制造和銷售工程師的培訓(xùn)教材。

前言

第1章 概述

1.1 過程工業(yè)的特點(diǎn)

1.1.1 連續(xù)性

1.1.2 變化不可見性

1.1.3 強(qiáng)關(guān)聯(lián)性

1.1.4 物料流體形態(tài)

1.1.5 生產(chǎn)過程多樣性

1.1.6 生產(chǎn)的高危險(xiǎn)性

1.2 過程自動(dòng)化工程的特點(diǎn)

1.2.1 連續(xù)控制與邏輯控制

1.2.2 安全與防爆

1.2.3 集中控制方式與就地控制方式

1.3 項(xiàng)目實(shí)施過程

第2章 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的任務(wù)與方法

2.1 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)任務(wù)

2.1.1 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

2.1.2 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容

2.2 自動(dòng)化工程階段劃分與內(nèi)容

2.2.1 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)完成內(nèi)容

2.2.2 完成設(shè)計(jì)文件深度說明

2.3 工程實(shí)施程序

2.4 自控專業(yè)與其他專業(yè)的關(guān)系

2.4.1 自控專業(yè)與工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)條件關(guān)系

2.4.2 自控專業(yè)與系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計(jì)條件關(guān)系

2.4.3 自控專業(yè)與管道專業(yè)的設(shè)計(jì)分工

2.4.4 自控專業(yè)與電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)分工

2.4.5 自控專業(yè)與電信、機(jī)泵及安全(消防)專業(yè)的設(shè)計(jì)分工

2.5 自動(dòng)化工程常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

第3章 方案設(shè)計(jì)

3.1 控制方案的確定

3.1.1 可靠性與先進(jìn)性的關(guān)系

3.1.2 自控與工藝、設(shè)備的關(guān)系

3.1.3 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

3.2 管道儀表流程圖的繪制

3.2.1 管道儀表流程圖繪制的基本原則

第4章 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

4.1 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能和要求

4.1.1 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能和要求

4.1.2 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的附加功能

4.2 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

4.2.1 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

4.2.2 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)組成元件的設(shè)計(jì)原則

4.2.3 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)安全等級(jí)的確定

4.3 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)及表達(dá)

4.3.1 邏輯表達(dá)符號(hào)

4.3.2 聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯圖

第5章 自動(dòng)化工具的選擇

5.1 控制裝置的選擇

5.1.1 控制裝置的類型和特點(diǎn)

5.1.2 控制裝置的選擇

5.1.3 技術(shù)規(guī)格書

5.1.4 系統(tǒng)配置圖

5.2 檢測(cè)儀表(元件)及控制閥的選擇

5.2.1 溫度測(cè)量?jī)x表的選型

5.2.2 壓力測(cè)量?jī)x表的選型

5.2.3 流量測(cè)量?jī)x表的選型

5.2.4 物位測(cè)量?jī)x表的選型

5.2.5 成分分析儀表的選型

5.2.6 控制閥的選型

5.3 自動(dòng)化工具工程描述

5.3.1 自控設(shè)備表

5.3.2 儀表數(shù)據(jù)表

5.3.3 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表

5.3.4 I/0一覽表

第6章 軟件設(shè)計(jì)

6.1 硬件定義

6.2 地址定義

6.3 控制策略組態(tài)

第7章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

7.1 HMI總體設(shè)計(jì)

7.1.1 HMI的基本功能

7.1.2 HMI軟件設(shè)計(jì)

7.2 圖形畫面

7.2.1 總貌畫面

7.2.2 分組畫面

7.2.3 單點(diǎn)畫面

7.3 數(shù)據(jù)記錄與趨勢(shì)視圖

7.4 報(bào)警畫面

7.5 報(bào)表系統(tǒng)

7.6 用戶管理

7.7 通信系統(tǒng)

第8章 中央控制室設(shè)計(jì)

8.1 位置、布局及面積要求

8.1.1 位置選擇

8.1.2 布局和面積

8.2 室內(nèi)工作環(huán)境要求

8.3 其他要求

8.4 建筑要求

8.5 中央控制室平面布置圖

第9章 系統(tǒng)連接

9.1 控制系統(tǒng)的整體連接

9.1.1 回路接線圖

9.1.2 端子柜與端子配線圖

9.1.3 儀表盤背面電氣接線圖

9.2 電纜的連接與敷設(shè)

9.2.1 電纜的連接

9.2.2 電纜的敷設(shè)

9.3 控制室內(nèi)電纜連接

9.4 防爆系統(tǒng)

9.4.1 安全柵

9.4.2 其他防爆系統(tǒng)

第10章 儀表安裝與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10.1 儀表的安裝

10.1.1 控制室內(nèi)儀表的安裝

10.1.2 現(xiàn)場(chǎng)儀表的安裝

10.2 儀表供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10.2.1 儀表的供電要求

10.2.2 儀表供電配電設(shè)計(jì)

10.2.3 儀表供電系統(tǒng)的工程表達(dá)

10.2.4 工程中自動(dòng)化與電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)分界

10.2.5 電器選擇

10.3 接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10.3.1 接地的用途

10.3.2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

10.3.3 接地的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

第11章 節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥與差壓液位計(jì)

11.1 節(jié)流裝置計(jì)算的基本公式及取壓方法

11.1.1 節(jié)流裝置的原理和基本公式

11.1.2 常用取壓方法

11.1.3 計(jì)算中有關(guān)參數(shù)的確定

11.2 控制閥的選擇及計(jì)算

11.2.1 調(diào)節(jié)閥C值計(jì)算公式的推導(dǎo)

11.2.2 調(diào)節(jié)閥C值的計(jì)算

11.2.3 調(diào)節(jié)閥C的具體計(jì)算公式

11.3 差壓式液位計(jì)的計(jì)算

第12章 自動(dòng)化工程的安全及防護(hù)措施

12.1 自動(dòng)化丁程防爆設(shè)計(jì)

12.1.1 防爆設(shè)計(jì)的重要性

12.1.2 危險(xiǎn)環(huán)境的分類

12.1.3 防爆電氣設(shè)備的類型及標(biāo)志

12.1.4 電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)

12.2 儀表及測(cè)量管線保溫

12.2.1 保溫設(shè)計(jì)的目的

12.2.2 保溫對(duì)象

12.2.3 保溫方法

12.2.4 設(shè)計(jì)中需注意的問題

12.3 儀表的隔離與吹洗設(shè)計(jì)

12.3.1 隔離

12.3.2 吹洗

第13章 工程施工、試運(yùn)行及驗(yàn)收

13.1 自動(dòng)化工程的施丁

13.1.1 施工條件

13.1.2 施工工作內(nèi)容及相互關(guān)系

13.2 自動(dòng)化工程的試運(yùn)行及驗(yàn)收

13.2.1 儀表的調(diào)校

13.2.2 儀表系統(tǒng)的試運(yùn)行

13.2.3 儀表工程的交工驗(yàn)收

附錄

附錄ADCS技術(shù)規(guī)格書編制大綱

附錄B安全儀表系統(tǒng)(SIS、ESD)規(guī)格書編制提綱

參考文獻(xiàn)2100433B

過程質(zhì)量是指過程滿足明確和隱含需要的能力的特性之總和。既然過程的基本功能是將輸入轉(zhuǎn)化為輸出，那么過程質(zhì)量一方面可以通過構(gòu)成過程的要素(如投入的資源)和相關(guān)活動(dòng)滿足明確和隱含需要的程度來考慮，另一方面也可以通過過程輸出(如產(chǎn)品和勞務(wù)等有形或無形產(chǎn)品)的質(zhì)量好壞來間接地反映。即：

·過程必須是一種增值的轉(zhuǎn)換。

·每一過程還會(huì)與其他過程有著相互關(guān)系。

·所有工作通過過程來完成。

制造業(yè)過程質(zhì)量中的過程不是指廣義的過程，它所指的是產(chǎn)品、零部件制造過程的基本環(huán)節(jié)，即工序。過程(工序)質(zhì)量的高低主要反映在過程輸出的合格率、廢品率或返修率的高低上。