本書立足高等職業(yè)教育的應用特色和能力本位,突出人才應用能力和創(chuàng)新素質的培養(yǎng),融理論教學與實踐訓練為一體,系統(tǒng)地介紹了過程控制儀表與裝置的構成原理、使用、安裝和調試技術。全書編寫采用“目標驅動法”,共9章;涵蓋了生產現(xiàn)場的變送器、控制器、執(zhí)行器、輔助儀表、DCS、智能式現(xiàn)場儀表和過程控制儀表與裝置的應用案例分析。為適應不同行業(yè)的需要,應用案例分析涉及到石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥等行業(yè)。
緒論
第1章 過程控制儀表的基本知識
1.1 過程控制儀表的信號制式
1.1.1 信號制式
1.1.2 信號標準
1.2 電動儀表信號標準的使用
1.2.1 采用420mA DC電流信號傳送
1.2.2 采用15V DC電壓信號實現(xiàn)控制室內部儀表間聯(lián)絡
1.2.3 控制系統(tǒng)儀表之間的典型連接方式
1.3 過程控制儀表防爆的基本知識
1.3.1 防爆儀表的標準
1.3.2 控制儀表防爆措施
1.3.3 安全火花防爆系統(tǒng)的構成
1.4 過程控制儀表的型號命名
1.4.1 DDZⅢ型儀表的型號及命名 緒論
第1章 過程控制儀表的基本知識
1.1 過程控制儀表的信號制式
1.1.1 信號制式
1.1.2 信號標準
1.2 電動儀表信號標準的使用
1.2.1 采用420mA DC電流信號傳送
1.2.2 采用15V DC電壓信號實現(xiàn)控制室內部儀表間聯(lián)絡
1.2.3 控制系統(tǒng)儀表之間的典型連接方式
1.3 過程控制儀表防爆的基本知識
1.3.1 防爆儀表的標準
1.3.2 控制儀表防爆措施
1.3.3 安全火花防爆系統(tǒng)的構成
1.4 過程控制儀表的型號命名
1.4.1 DDZⅢ型儀表的型號及命名
1.4.2 QDZ型儀表的型號及命名
1.5 過程控制儀表的分析方法
1.5.1 過程控制儀表的總體分析思路
1.5.2 采用單個放大器的分析方法
1.5.3 采用集成運算放大器的分析方法
本章小結
思考與練習題1
第2章 變送器
2.1 概述
2.1.1 變送器的構成原理
2.1.2 變送器的量程調整、零點調整和零點遷移
2.2 電容式差壓變送器
2.2.1 電容式差壓變送器的結構與工作原理
2.2.2 差壓變送器的選用、安裝和維護
實訓1差壓變送器的認識與校驗
2.3 其他差壓變送器
2.3.1 擴散硅式差壓變送器
2.3.2 振弦式差壓變送器
2.3.3 DELTAPI K系列電感式變送器
2.4 溫度變送器
2.4.1 熱電偶溫度變送器
2.4.2 一體化熱電偶溫度變送器
2.4.3 熱電阻溫度變送器
2.4.4 一體化熱電阻溫度變送器
實訓2DDZⅢ型溫度變送器的校驗
本章小結
思考與練習題2
第3章 模擬式控制器
3.1 控制器的控制規(guī)律
3.1.1 基本控制規(guī)律
3.1.2 工程常用控制規(guī)律
3.2 DDZⅢ型控制器
3.2.1 主要功能
3.2.2 基型控制器的構成
3.2.3 手動/自動無擾動切換
3.3 基型控制器的操作
3.3.1 基型控制器的外部結構
3.3.2 基型控制器的使用方法
實訓3基型控制器的認識與使用方法
實訓4基型控制器的δ、TI和TD測試
本章小結
思考與練習題3
第4章 執(zhí)行器
4.1 概述
4.1.1 執(zhí)行器的種類和特點
4.1.2 執(zhí)行器的構成
4.1.3 執(zhí)行器的作用方式
4.2 執(zhí)行機構
4.2.1 氣動執(zhí)行機構
4.2.2 電動執(zhí)行機構
4.3 調節(jié)機構
4.3.1 調節(jié)機構的結構和特點
4.3.2 控制閥的流量系數
4.3.3 控制閥的可調比
4.3.4 控制閥的流量特性
4.4 閥門定位器
4.4.1 氣動閥門定位器
4.4.2 電/氣閥門定位器
4.5 執(zhí)行器的選擇
4.5.1 執(zhí)行器結構形式的選擇
4.5.2 控制閥的流量特性選擇
4.5.3 控制閥口徑選擇
4.6 氣動薄膜控制閥性能測試
4.6.1 氣動薄膜控制閥主要性能指標
4.6.2 性能指標的測試方法
4.7 執(zhí)行器的安裝與維護
4.7.1 執(zhí)行器的安裝
4.7.2 執(zhí)行器的維護
實訓5執(zhí)行器與電/氣閥門定位器的認識與校驗
本章小結
思考與練習題4
第5章 輔助儀表
5.1 安全柵
5.1.1 齊納式安全柵
5.1.2 變壓器隔離式安全柵
5.2 信號分配器
5.3 變頻器
5.4 電源箱和電源分配器
5.4.1 電源箱
5.4.2 電源分配器
5.4.3 現(xiàn)場總線儀表電源
本章小結
思考與練習題5
第6章 數字式控制器
6.1 概述
6.1.1 數字式控制器的分類
6.1.2 數字式控制器的特點
6.1.3 數字式控制器的構成原理
6.2 SLPC可編程調節(jié)器
6.2.1 SLPC可編程調節(jié)器的性能
6.2.2 SLPC可編程調節(jié)器的硬件結構
6.2.3 SLPC可編程調節(jié)器的指令系統(tǒng)
6.2.4 SLPC可編程調節(jié)器的控制功能指令
6.2.5 SLPC可編程調節(jié)器的程序輸入方法
6.2.6 SLPC可編程調節(jié)器的投運與維護
6.3 XMA5000系列通用PID調節(jié)器
6.3.1 XMA5000系列通用PID調節(jié)器的功能
6.3.2 XMA5000系列通用PID調節(jié)器的面板操作
實訓6SLPC可編程調節(jié)器的結構與使用方法
實訓7SLPC可編程調節(jié)器編程與仿真程序運行
本章小結
思考與練習題6
第7章 集散控制系統(tǒng)
7.1 概述
7.1.1 集散控制系統(tǒng)的基本概念
7.1.2 集散控制系統(tǒng)的特點
7.1.3 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
7.2 DCS的硬件結構
7.2.1 現(xiàn)場控制站(FCS)
7.2.2 操作員站(OPS)
7.3 DCS的軟件系統(tǒng)
7.3.1 現(xiàn)場控制站軟件系統(tǒng)
7.3.2 操作員站軟件系統(tǒng)
7.3.3 DCS控制回路組態(tài)
7.3.4 流程圖生成
7.3.5 歷史數據庫及報表生成
7.3.6 OPC技術
7.4 DCS應用系統(tǒng)組態(tài)方法
7.4.1 水箱液位裝置流程及控制要求
7.4.2 系統(tǒng)控制方案
7.4.3 系統(tǒng)組態(tài)方法
實訓8DCS系統(tǒng)的認識與操作
實訓9水箱液位串級控制系統(tǒng)的組態(tài)
本章小結
思考與練習題7
第8章 智能式現(xiàn)場儀表
8.1 現(xiàn)場總線技術
8.1.1 現(xiàn)場總線技術的產生和發(fā)展
8.1.2 HART協(xié)議
8.1.3 現(xiàn)場總線協(xié)議
8.2 智能式差壓變送器
8.2.1 EJA智能式差壓變送器
8.2.2 ST3000智能式差壓變送器
8.2.3 LSⅢPA智能式差壓變送器
8.3 智能式溫度變送器
8.3.1 智能式溫度變送器的特點
8.3.2 TT302智能式溫度變送器
8.4 智能式電動執(zhí)行機構和智能式閥門定位器
8.4.1 智能式電動執(zhí)行機構
8.4.2 智能式閥門定位器
實訓10智能式差壓變送器校驗與組態(tài)操作
本章小結
思考與練習題8
第9章 過程控制儀表及裝置應用系統(tǒng)案例分析
9.1 基型控制器在安全火花型防爆系統(tǒng)中的應用
9.1.1 溫度控制系統(tǒng)原理圖
9.1.2 溫度控制系統(tǒng)接線圖
9.2 SLPC可編程調節(jié)器在壓縮機防喘振控制中的應用
9.2.1 工藝流程及控制要求
9.2.2 防喘振方案分析
9.2.3 用SLPC實現(xiàn)防喘振方案
9.3 JX-300XP DCS在過程控制裝置CS2000中的應用
9.3.1 CS2000過程控制實驗裝置簡介
9.3.2 JX-300XP DCS硬件配置
9.3.3 控制系統(tǒng)回路接線
9.3.4 控制方案組態(tài)
9.4 用DCS實現(xiàn)結晶器鋼水液位的控制
9.4.1 結晶器鋼水液位控制系統(tǒng)原理
9.4.2 結晶器鋼水液位控制方案
9.4.3 用DCS實現(xiàn)結晶器鋼水液位控制方案
9.5 用DCS實現(xiàn)發(fā)電機組熱電阻的故障檢測
9.5.1 概述
9.5.2 測溫元件加裝斷路(斷阻)保護
9.6 現(xiàn)場總線功能模塊的應用
9.6.1 概述
9.6.2 溫壓補正流量測量(FFH1協(xié)議)
9.6.3 串級控制系統(tǒng)
9.6.4 鍋爐三沖量水位控制系統(tǒng)
本章小結
思考與練習題9
參考文獻
《過程控制儀表及裝置》教材自2007年出版以來,由于內容實用、語言簡練、實訓典型深受廣大讀者的喜愛,經過不斷地修訂和完善,本書的第3版有幸獲批成為“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材,這是對編者的肯定,更是一種鞭策,我們有責任將這本書做得更好,以答謝讀者的厚愛。
《過程控制儀表及裝置(第3版)》教材延續(xù)了前兩個版次的風格和特點,立足高職高專人才教育培養(yǎng)目標,遵循主動適應社會發(fā)展需要、突出應用性和針對性、加強實踐能力培養(yǎng)的原則,融入教學改革的經驗和成果,借鑒國外職業(yè)教育思想及教材建設思路,從高職院校的實際出發(fā),精選內容,突出重點,力求教材本身的實用性和教材對高職學生的適用性。
過程控制儀表與裝置是實現(xiàn)生產過程自動化的工具,是生產過程高效運行的保障,有利于提高生產效率,保證產品質量,減少生產過程的原材料、能源損耗。近年來,隨著微電子技術、計算機技術和網絡技術的發(fā)展,過程控制儀表已經進入以DCS和智能儀表為主的時代。為了滿足廣大師生及有關技術人員學習本課程的需要,在第3版的編寫時,增加了智能式現(xiàn)場總線儀表的使用和校驗方法,增加了通過現(xiàn)場儀表和DCS來實現(xiàn)過程控制系統(tǒng)集成的案例,考慮到各學校已具備開設加壓校驗智能差壓變送器的條件,將原書中“模擬”校驗智能差壓變送器的實訓內容改為“加壓”校驗智能差壓變送器,努力使課程內容體現(xiàn)該領域的先進工程技術,以提高職業(yè)教育的針對性和適應性。
除了對教材內容進行調整外,本次修訂還著重對教學資源進行了升級,除配套精品課程網站外,還增設了儀表維修工考試題庫,讀者可通過訪問課程網站和在線答題鞏固學習成果,進行自測和考前訓練。
本書具有以下特點。
● 集理論、實踐技能訓練與技術應用能力培養(yǎng)為一體,體系新穎,體現(xiàn)了高職高專人才教育的培養(yǎng)模式和基本要求。理論以“夠用為度”;實踐以“實用為主”。
● 將知識點與技能點緊密結合,并注重經驗技能和技術技能的結合。理論聯(lián)系實際,掌握知識與培養(yǎng)能力并行,注重培養(yǎng)學生實際動手能力和解決工程實際問題的能力,突出高等職業(yè)教育的應用特色和能力本位。
● 全書編寫采用“目標驅動法”。每章以知識目標和技能目標為主線,以儀表“性能”和“外特性”剖析為手段,以樹狀小結為濃縮,結構清晰,深入淺出。
● 具體應用以“安裝”、“接線”、“參數設置”和“運行調試”為核心,以單體儀表的項目訓練為抓手,以構成工業(yè)過程實際控制系統(tǒng)為最終目標;同時,提出了實訓裝置的標準配置或最低配置,以方便各校選用。
● 案例分析內容覆蓋面寬,選擇性強,可滿足不同行業(yè)的需求。
全書共分為9章,建議按78學時講授(含實訓20學時),其中,緒論、第1章、第7章的第1~3節(jié)、第8章、第9章的第1~3節(jié)、實訓1~6、實訓10由蘭州石化職業(yè)技術學院丁煒老師編寫;第2章由山東勝利職業(yè)學院范櫻花老師編寫;第3、4章由山西工程職業(yè)技術學院曹秀敏老師編寫;第5章由洛陽工業(yè)高等專科學校付春仙老師編寫;第6章由西安理工大學陳曉童老師編寫;第7章的第4節(jié)、實訓8和9由蘭州石化職業(yè)技術學院李紅萍老師編寫;第9章的第4~6節(jié)由蘭州石化公司魏宗憲編寫。全書由丁煒任主編,曹秀敏、付春仙任副主編,丁煒負責全書統(tǒng)稿工作。
本書由蘭州石化職業(yè)技術學院馬應魁教授主審。馬教授提出了許多寶貴意見,在此表示衷心的感謝!
本書是國家示范校重點建設專業(yè)的配套成果,對應的《過程控制儀表及裝置》課程是院級精品課程,網址為http://jpkclzpcceducn/08/dw/過程控制儀表及裝置網頁/kch3/jpkch1htm。
本書在編寫過程中,杜增輝、王東強、塍曉燕做了大量輔助性工作,并給予了大力支持和幫助,亦在此表示誠摯的謝意!
由于編者水平有限,書中錯漏在所難免,懇請廣大讀者批評指正。