化工自動化及儀表

作  者:王銀鎖,李海霞,杜青青 編

出 版 社:化學工業出版社

出版日期:2023年08月01日

頁  數:268

裝  幀:平裝

ISBN:9787122425515

內容簡介

本書主要介紹壓力、流量、物位、溫度及成分變量檢測儀表的基本結構、工作原理、使用方法、故障現象分析和安裝注意事項；過程控制系統的基本概念、組成、過渡過程形式、質量指標和控制器參數對系統過渡過程的影響；簡單、串級、均勻、比值等控制系統的結構、特點、應用場合等；介紹了新型控制系統、集散控制系統、典型單元操作和生產過程控制方案等。部分項目中編寫了實訓指導，通過一邊學習理論知識，一邊進行實際操作訓練，將理論與實踐緊密結合起來，真正實現國家職業教育標準要求的培養目標。

本書可作為職業本科教育、繼續教育等院校的應用化工技術專業、精細化工技術專業、煤炭清潔利用工程專業、化工智能製造技術專業和高分子材料工程專業等的教材，可作為煉油、化工、醫藥、煤礦等相關企業的職業技能培訓教材或參考書。

目錄

●模塊一 自動控制系統基本知識

項目一 化工自動化及儀表概述

一、化工自動化及儀表技術發展概況

二、化工儀表的分類

三、化工自動化系統的分類

習題與思考

項目二 自動控制系統的組成及分類

一、自動控制系統的組成

二、自動控制系統的分類

習題與思考

項目三 自動控制系統的過渡過程及其質量指標

一、靜態與動態

二、自動控制系統的過渡過程

三、過渡過程的質量指標

四、影響質量指標的主要因素

習題與思考

模塊二 過程檢測及儀表

項目一 過程檢測及儀表的基本知識

一、測量過程

二、測量誤差

三、儀表性能指標

四、檢測儀表的分類

習題與思考

項目二 壓力檢測及儀表

一、概述

二、常用壓力檢測方法及儀表

三、彈性式壓力計

四、電氣式壓力計

五、智能型壓力變送器

六、壓力儀表的選擇與安裝

七、彈簧管壓力表的校驗

習題與思考

項目三 流量檢測及儀表

一、概述

二、差壓式流量計

三、轉子流量計

四、橢圓齒輪流量計

五、渦輪流量計

六、電磁流量計

七、漩渦流量計

八、超聲波流量計

九、質量流量計

十、流量檢測儀表的選用

十一、智能差壓變送器的校驗

習題與思考

項目四 物位檢測及儀表

一、差壓式液位變送器

二、浮力式液位計

三、電容式物位計

四、雷達式液位計

五、射線式物位計

六、磁致伸縮物位計

七、沉筒液位計

習題與思考

項目五 溫度檢測及儀表

一、概述

二、熱電偶測溫儀表

三、熱電阻溫度計

四、溫度變送器

五、測溫元件的選用與安裝

習題與思考

項目六 在線分析儀表

一、概述

二、pH計/電導儀

三、紅外線氣體分析儀

四、氣相色譜分析儀

五、氧化鋯分析儀

……

模塊三 過程對象特性和控制器

模塊四 執行器

模塊五 簡單控制系統及復雜控制系統

模塊六 計算機控制系統

模塊七 典型化工單元的控制案例

附錄

參考文獻

化工DCS技術與操作 第3版

作  者:吳健,劉松暉,陳亞鵬 編

出 版 社:化學工業出版社

出版日期:2022年10月01日

頁  數:268

裝  幀:平裝

ISBN:9787122414984

內容簡介

本教材根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求，選取教學內容。運用項目教學法的理念，以化工生產過程中常用儀表、常見的控制方案為項目，以生產過程儀表的選用、檢修、控制工藝流程圖繪製、控制方案的投運等為任務，主要介紹了化工產品生產中生產過程操作與控制相關知識、技術。主要內容包括儀表選型、使用與校準，簡單控制系統分析與控制，帶控制點的工藝流程圖分析，產品生產過程仿真操作，監督計算機控制系統、分佈式控制系統及其組態，化工總控工考核項目等。本教材配二維碼，掃碼可觀看動畫和視頻，有助於讀者更加深入理解教材內容。本教材可供高職高專院校化工技術類及相關專業使用，也可作為化工企業技術人員的培訓教材。

目錄

●項目一自動控制系統的認識001

一、任務分析001

二、案例引入001

三、任務實施004

四、相關知識005

（一）被控對象005

（二）被控變量005

（三）操縱變量006

（四）DCS系統體系結構006

（五）MACS主要模塊007

思政課堂008

思考練習題008

項目二儀表的選型、使用與校準010

任務一壓力檢測儀表選型、使用

與校準010

一、任務分析 010

二、案例引入010

三、任務實施：彈簧管壓力表的調校011

四、相關知識013

（一）壓力單位及測壓儀表013

（二）彈性式壓力計015

（三）電氣式壓力計017

（四）智能式變送器019

（五）壓力計的選用及安裝020

（六）測量的相關知識023

（七）例題分析026

思政課堂029

思考練習題030

任務二常規壓力變送器的校驗030

一、任務分析031

二、案例引入031

三、任務實施：常規壓力變送器的校驗031

思政課堂033

任務三流量檢測儀表選型、使用034

一、任務分析 034

二、案例引入034

三、任務實施：流量計性能測定035

（一）流量計性能測定035

（二）電磁流量計的校驗039

（三）渦輪流量計的校驗041

四、相關知識042

（一）差壓式流量計042

（二）質量流量計052

（三）電磁流量計057

思政課堂060

思考練習題061

任務四溫度檢測儀表選型、使用與校準061

一、任務分析 061

二、案例引入062

三、任務實施：鉑電阻和熱電偶測溫性能實驗062

四、相關知識065

（一）溫度測量方法065

（二）測溫儀表的分類065

（三）測溫儀表選用的基本原則066

（四）熱電偶溫度計067

（五）熱電阻溫度計082

（六）測溫元件的安裝088

（七）顯示儀表089

思政課堂092

思考練習題092

任務五物位檢測儀表選型、使用與校準094

一、任務分析 095

二、案例引入095

三、任務實施096

（一）1151電容式變送器的工作原理和結構認識096

（二）液位測量096

四、相關知識098

（一）常用物位儀表098

（二）差壓式液位變送器100

（三）其他物位檢測儀表104

思政課堂106

思考練習題106

項目三簡單控制系統的分析、控制107

任務一對象特性測試107

一、任務分析107

二、案例引入107

三、任務實施107

四、相關知識109

思政課堂112

任務二簡單液位自動控制系統分析、控制113

一、任務分析 113

二、案例引入113

三、任務實施：單容水箱液位定值控制實驗113

四、相關知識118

（一）自動控制系統的分類118

（二）自動控制系統的過渡過程及其品質指標119

（三）控制器的認識123

思政課堂133

思考練習題133

任務三簡單溫度自動控制系統分析、控制134

一、任務分析135

二、案例引入135

三、任務實施：鍋爐內膽水溫定值控制實驗135

思政課堂138

思考練習題138

任務四簡單流量自動控制系統分析、控制139

一、任務分析139

二、案例引入140

三、任務實施：單閉環流量定值控制系統實驗140

四、相關知識141

思政課堂145

思考練習題145

項目四帶控制點的工藝流程圖分析147

任務一帶控制點管路拆裝工藝流程分析147

一、任務分析147

二、任務實施147

三、相關知識：管道及儀表流程圖（PID圖）149

（一）帶控制點的工藝流程圖的內容151

（二）工藝流程圖中的圖例與代號151

（三）帶控制點工藝流程圖的繪製步驟154

思政課堂157

思考練習題157

任務二管路拆裝裝置投運作業157

一、任務分析 157

二、任務實施158

（一）管路拆裝裝置圖分析158

（二）管路拆裝投運作業158

（三）管路拆裝裝置操作（實訓）規程159

思考練習題159

任務三流體輸送裝置投運作業159

一、任務分析160

二、任務實施160

（一）流體輸送裝置圖分析160

（二）流體輸送裝置投運作業160

思政課堂163

思考練習題163

任務四精餾單元帶有控制點的工藝流程圖分析164

一、任務分析 164

二、任務實施 164

三、相關知識 167

（一）安全生產技術167

（二）工業衛生和勞動保護168

思政課堂169

思考練習題170

項目五典型DCS技術仿真操作實訓171

任務一換熱器溫度控制仿真實訓171

一、任務分析 171

二、任務實施171

（一）工藝流程說明171

（二）主要設備172

（三）操作規程172

（四）儀表174

（五）事故處理174

（六）仿真界面177

思政課堂177

思考練習題177

任務二液位自動控制仿真實訓177

一、任務分析 177

二、任務實施178

（一）工藝流程說明178

（二）主要設備179

（三）操作規程179

（四）儀表181

（五）事故處理182

（六）仿真界面185

三、相關知識：複雜控制系統分類185

（一）串級控制系統185

（二）其他復雜控制系統188

思政課堂190

思考練習題190

任務三精餾塔仿真實訓190

一、任務分析191

二、任務實施191

（一）工藝流程說明191

（二）精餾單元操作規程192

（三）儀表一覽表194

（四）事故設置一覽194

（五） 仿真界面196

思政課堂196

思考練習題196

項目六監督計算機控制系統、分佈式控制系統及其組態199

任務一監督計算機控制系統及其應用系統組態199

一、任務分析199

二、案例導入199

三、任務實施：組態操作步驟200

四、相關知識203

（一）組態與組態軟件203

（二）MCGS組態軟件的結構204

（三）MCGS組態軟件的工作方式204

思政課堂206

任務二分佈式控制系統（DCS）及其應用系統組態206

一、任務分析207

二、案例引入207

（一）原料油加熱工藝流程207

（二）項目硬件選型及組態設計208

三、任務實施：原料油加熱爐工藝的JX-300XP 監控組態操作210

四、相關知識：DCS的基本特徵217

思政課堂217

項目七複雜生產工藝流程分析與DCS仿真操作219

任務一帶控制點乙醛氧化製醋酸生產工藝流程圖分析219

一、任務分析219

二、任務實施 219

三、相關知識 222

（一）乙醛氧化製醋酸生產方法及工藝路線222

（二）工藝流程簡述223

任務二氧化工段開停車操作225

一、任務分析 225

二、任務實施225

（一）乙醛氧化製醋酸冷態開車/裝置開工225

（二）正常停車228

（三）事故停車和緊急停車228

任務三醋酸氧化精製工段仿真操作229

一、任務分析 230

二、任務實施230

（一）工藝流程簡述230

（二）工藝參數運行指標235

（三）冷態開車236

（四）正常停車237

（五）緊急停車238

（六）產品質量與操作參數的關係239

（七）精餾崗位操作法239

（八）事故處理241

附錄全國職業院校化工生產技術（化工總控工）技能競賽要求及評分細則242

附錄一管道系統安裝242

附錄二精餾操作技術247

附錄三流體輸送（現場操作）252

附錄四化工DCS仿真操作256

參考文獻257

儀表選用及DCS組態

作  者:武平麗 主編 著

出 版 社:化學工業出版社

出版日期:2019年09月01日

頁  數:242

裝  幀:簡裝

ISBN:9787122345639

主編推薦

本書所選控制對象裝置的I/O點數適中，所用DCS為國內一流的和利時公司新硬件與軟件HOLLiAS MACS-K系統，如果用於教學、培訓或工程控制技術人員的學習，初學者比較容易上手。

內容簡介

本書以一個具體流程裝置對象的檢測、控制與仿真工程項目為例，從工程項目實施執行的角度，依據該裝置的檢測與控制要求，講述了儀表的選用、控制系統方案設計、DCS系統配置、 DCS系統組態、以及項目的調試與投運。並針對該對象裝置進行了建模與仿真，做到了虛實結合。本書以工程項目實施的工作過程，按工作任務對內容進行分解序化，將知識點融於項目實施的過程中。以加強實踐能力培養為原則，力求還原實際過程控制工程項目實施的真實工作過程。對於對象裝置中沒有涉及而實際工業生產過程中又經常用到的儀表和過程控制系統也做了介紹。本書所選控制對象裝置的I/O點數適中，所用DCS為自動化行業國內一流的和利時公司近期新HOLLiAS MACS-K系統硬件與MACS V6版本軟件，用於教學、培訓或工程控制技術人員的學習，初學者比較容易上手。本書有配套的電子教案，可在化學工業出版社的官方網站上免費 。本書可作為高等院校自動......

目錄

緒論

0.1對象裝置簡介1

0.2過程檢測技術基礎3

0.2.1檢測儀表的組成與結構形式4

0.2.2檢測儀表的測量誤差4

0.2.3檢測儀表的性能指標5

0.3過程控制技術基礎6

0.3.1過程控制系統的分類7

0.3.2過程自動檢測系統7

0.3.3過程自動控制系統8

0.3.4控制系統的過渡過程和品質指標10

0.3.5對象特性12

0.4傳遞函數與方塊圖14

0.4.1傳遞函數14

0.4.2方塊圖15

第1章儀表的選用

1.1溫度儀表的選用18

1.1.1測溫儀表分類與性能特點18

1.1.2雙金屬溫度計20

1.1.3熱電阻21

1.1.4熱電偶24

1.1.5測溫儀表的選用原則27

1.1.6測溫儀表選型示例28

1.1.7測溫元件及儀表的安裝29

1.2壓力儀表的選用31

1.2.1壓力的概念、單位及表示方法31

1.2.2壓力檢測的主要方法33

1.2.3彈簧管壓力表34

1.2.4智能壓力變送器35

1.2.5現場總線壓力變送器39

1.2.6壓力儀表的選用原則41

1.2.7壓力儀表選型示例43

1.2.8壓力儀表的安裝44

1.3流量儀表的選用47

1.3.1流量檢測概述47

1.3.2流量儀表的分類48

1.3.3差壓流量計48

1.3.4電磁流量計53

1.3.5渦輪流量計56

1.3.6流量儀表選型示例58

1.4物位儀表的選用59

1.4.1物位檢測概述59

1.4.2物位儀表的分類60

1.4.3差壓式液位變送器61

1.4.4浮球式液位計62

1.4.5電容式物位計63

1.4.6超聲波物位計65

1.4.7物位儀表選型示例66

1.4.8物位儀表的安裝68

1.5分析儀表的選用70

1.5.1分析儀表的基本知識70

1.5.2水質濁度計71

1.5.3工業酸度計72

1.5.4工業電導儀72

1.5.5分析儀表的選型73

1.5.6分析儀表選型示例73

1.6執行器的選用74

1.6.1執行器基礎知識74

1.6.2氣動調節閥76

1.6.3電動調節閥76

1.6.4調節閥的流量特性77

1.6.5執行器的附件79

1.6.6調節閥的選擇80

1.6.7調節閥選型示例82

1.6.8調節閥的安裝和維護83

第2章控制系統方案設計

2.1自控工程識圖87

2.1.1自控工程設計中常用圖形符號87

2.1.2字母代號89

2.1.3儀表位號90

2.1.4控制符號圖表示方法示例91

2.1.5簡單控制系統符號圖識圖92

2.1.6管道及儀表流程圖的識圖92

2.2簡單控制系統設計93

2.2.1簡單控制系統的組成93

2.2.2系統被控變量與操縱變量的選擇94

2.2.3執行器的選擇95

2.2.4控制規律的選取95

2.2.5水箱液位控制系統設計96

2.3串級控制系統設計98

2.3.1串級控制系統的結構98

2.3.2串級控制系統的特點及應用範圍99

2.3.3串級控制系統主、副變量的選擇102

2.3.4主、副控制器控制規律的選擇103

2.3.5主、副控制器正反作用的確定104

2.3.6鍋爐液位與流量串級控制系統設計105

2.4比值控制系統設計106

2.4.1比值控制系統概述106

2.4.2常見的比值控制方案106

2.4.3比值控制系統的實施方案108

2.4.4燃料與空氣比值控制系統設計109

2.5前饋控制系統設計110

2.5.1前饋控制的基本概念110

2.5.2前饋控制的特點和局限性111

2.5.3前饋控制系統的幾種結構形式112

2.5.4前饋控制系統的選用113

2.5.5前饋控制系統的設計114

第3章DCS系統配置

3.1DCS系統概述116

3.1.1DCS系統定義116

3.1.2DCS系統結構與功能117

3.1.3國內常見DCS現狀117

3.1.4和利時一體化過程解決方案118

3.1.5設備管理系統（HAMS）122

3.2MACS-K系統介紹124

3.2.1系統網絡結構組成124

3.2.2系統網、控製網節點功能說明125

3.2.3項目與域126

3.2.4信息安全129

3.2.5MACS-K系統的時鐘同步132

3.3DCS系統硬件配置133

3.3.1硬件配置的冗餘技術與原則133

3.3.2現場控制站組成135

3.3.3現場控制站硬件配置141

3.3.4操作站及網絡設備的配置146

3.3.5系統配置總圖155

3.4DCS系統軟件配置156

3.4.1軟件配置的基本要求156

3.4.2系統軟件配置清單156

第4章DCS系統組態

4.1DCS系統組態概述158

4.1.1DCS系統組態的含義158

4.1.2MACS系統軟件組成及安裝159

4.1.3HOLLiAS MACS V6.5系統組態步驟162

4.1.4組態輸入文件162

4.1.5系統的硬件配置166

4.2新建工程167

4.2.1設置工程基本信息167

4.2.2添加操作站168

4.2.3添加控制站168

4.2.4操作站用戶組態168

4.2.5歷史站組態168

4.2.6工程備份與恢復169

4.2.7項目管理170

4.2.8工程管理171

4.3控制站I/O組態174

4.3.1控制站硬件配置組態174

4.3.2I/O測點組態175

4.3.3第三方DP/PA設備配置177

4.4控制邏輯組態180

4.4.1POU介紹180

4.4.2CFC語言應用與流量積算181

4.4.3CFC語言應用與PID控制182

4.4.4CFC語言應用與順序控制185

4.4.5PA儀表的數據轉換邏輯186

4.4.6工程編譯和下裝188

4.5圖形組態188

4.5.1圖形組態概述188

4.5.2添加靜態圖形190

4.5.3添加動態圖形190

4.6報警組態192

4.6.1報警聲音配置192

4.6.2報警發聲設置193

4.7報表組態194

4.7.1報表組態步驟194

4.7.2報表打印組態196

第5章建模與仿真

5.1仿真概述198

5.1.1仿真基本概念198

5.1.2模型及建模199

5.1.3仿真的應用200

5.2仿真軟件200

5.2.1軟件組成200

5.2.2功能說明201

5.2.3軟件使用204

5.3建模與仿真過程典型應用案例209

5.3.1仿真的基本步驟209

5.3.2建立系統模型209

5.4仿真工程實例224

5.4.1二階水箱仿真係統224

5.4.2反應釜仿真工程225

第6章調試與投運

6.1DCS系統調試227

6.1.1調試的一般步驟227

6.1.2系統接地230

6.2系統投運234

6.2.1系統投運概述234

6.2.2PID基本原理介紹235

6.2.3PID參數整定方法236

6.2.4自動調節系統的質量指標240

參考文獻