自動化與儀錶工程師手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王樹青，樂嘉謙 編

圖書標籤:

• 自動化
• 儀錶
• 工程師
• 工業控製
• 傳感器
• PLC
• DCS
• 過程控製
• 測量技術
• 儀器儀錶

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122039507

版次：1

商品編碼：10068358

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2010-01-01

用紙：膠版紙

頁數：898

字數：1549000

正文語種：中文

內容簡介

　　《自動化與儀錶工程師手冊》是一部自動控製原理和自動化儀錶在實際工業生産過程中應用的工具書。《自動化與儀錶工程師手冊》共分6篇32章，主要內容包括工業生産過程和自動控製係統。基礎知識；測量儀錶和執行器；DCS、PLC、現場總綫及工業計算機技術；先進控製技術及企業綜閤自動化；工業生産過程自動控製應用示例，其中包括：化工、煉油、火力發電和鋼鐵生産等過程；最後還介紹瞭儀錶控製係統工程設計的基本知識。
　　本手冊可供廣大從事儀錶和自動控製的工程技術人員使用，也可作為大專院校師生以及科技管理工作者的常用參考資料。

內頁插圖

目錄

第1篇基礎知識
第1章 自動控製係統2
1.1 自動控製基本原理與組成2
1.1.1 自動控製係統的組成2
1.1.2 傳遞函數與方框圖4
1.1.3 頻率特性與單位階躍7
1.1.4 影響自動控製係統的因素13
1.2 自動控製的分類13
1.3 自動控製係統性能指標16
1.3.1 自動控製係統的狀態16
1.3.2 自動控製係統的過渡過程17
1.3.3 控製過程的性能指標18
1.4 自動控製係統各環節特性分析20
1.4.1 典型被控對象特性21
1.4.2 廣義對象各環節特性對控製品質的影響22
1.5 常用PID控製算法特性24
1.5.1 比例控製算法24
1.5.2 比例積分控製算法25
1.5.3 比例微分控製算法27
1.5.4 比例積分微分控製算法PID28
1.6 PID控製參數整定方法30
1.7 單迴路控製係統投用33

第2章 流程工業常用工藝知識36
2.1 流程工業物流、能源流平衡關係計算方法36
2.1.1 物料衡算算式362.1.2 物料衡算方法37
2.1.3 物料衡算步驟38
2.1.4 物料衡算種類38
2.1.5 能量衡算基本方法與步驟41
2.2 流程工業中的傳熱原理及示例43
2.2.1 熱傳導43
2.2.2 對流傳熱44
2.2.3 輻射傳熱45
2.2.4 蒸發45
2.3 流程工業分離原理、方法及示例47
2.3.1 氣固分離48
2.3.2 液固分離49
2.3.3 吸收49
2.3.4 萃取52
2.3.5 精餾55
2.4 流程工業化學反應原理及示例61
2.4.1 化學反應過程分類61
2.4.2 化學反應過程主要技術指標61
2.4.3 化學反應過程中的催化劑64

第3章 流程工業常用設備66
3.1 流體輸送設備及特性66
3.1.1 流體輸送設備分類66
3.1.2 流體輸送設備主要性能參數68
3.1.3 離心泵70
3.1.4 往復泵73
3.1.5 鏇渦泵74
3.1.6 軸流泵75
3.1.7 流程工業常用泵比較76
3.1.8 離心式通風機77
3.1.9 羅茨鼓風機77
3.1.1 0往復式壓縮機78
3.1.1 1離心式壓縮機79
3.1.1 2真空泵81
3.2 換熱設備及特性82
3.2.1 換熱器分類82
3.2.2 換熱器主要參數83
3.2.3 蒸發器85
3.3 分離設備及特性87
3.3.1 概述87
3.3.2 闆式塔87
3.3.3 填料塔92
3.3.4 萃取設備95
3.3.5 結晶設備97
3.3.6 氣固分離設備98
3.4 化學反應設備及特性99
3.4.1 化學反應器的分類99
3.4.2 化學反應器的形式與特點100
3.4.3 烴類熱裂解——管式裂解爐101
3.4.4 氨閤成塔106
3.4.5 均相反應器109
3.4.6 氣液相反應器110
3.4.7 氣固相固定床反應器110
3.4.8 流化床反應器112

第4章 流程工業安全與保護係統114
4.1 流程工業安全與保護基本知識114
4.1.1 爆炸114
4.1.2 燃燒122
4.1.3 靜電123
4.2 危險性劃分及安全措施125
4.2.1 爆炸性物質及危險場所劃分125
4.2.2 石油、化工企業火災危險性及危險場所分類127
4.2.3 化學反應危險性評價131
4.2.4 常見危險性及安全措施133
4.2.5 儲罐安全135
4.3 壓力容器和電氣設備安全136
4.3.1 壓力容器分類136
4.3.2 壓力容器事故危害137
4.3.3 防爆電器分類與通用要求141
4.3.4 防爆電氣設備防爆類型及原理144
4.4 工業防腐147
4.4.1 腐蝕機理147
4.4.2 金屬腐蝕分類147
4.4.3 防腐方法148
4.4.4 耐腐蝕材料性能150
4.5 流程工業安全保護方法及示例159
4.5.1 安全儀錶係統159
4.5.2 TRICON三重化冗餘控製166

第5章 環境工程170
5.1 流程工業對環境汙染及防治概述170
5.1.1 流程工業固體廢棄物來源及汙染特徵170
5.1.2 大氣排放標準171
5.1.3 汙水排放標準171
5.1.4 流程工業過程汙染排放及控製實例177
5.2 廢水檢測與處理177
5.2.1 錶示水質的名詞術語177
5.2.2 水體汙染的危害177
5.2.3 水質檢測與分析179
5.2.4 廢水處理182
5.3 廢氣控製與處理184
5.3.1 氣體監測中常用的術語和定義184
5.3.2 廢氣監測185
5.3.3 廢氣處理186
5.4 廢渣處理189
5.4.1 化工廢渣分類189
5.4.2 化工廢渣常用處理方法189
5.4.3 鉻渣處理190
5.5 清潔生産與自動化193
5.5.1 清潔生産的定義193
5.5.2 清潔生産的主要內容193
5.5.3 清潔生産與自動化198
參考文獻200
第2篇測量儀錶與執行器

第6章 測量技術基礎202
6.1 測量的基本概念202
6.1.1 概述202
6.1.2 測量方法202
6.2 誤差分析及測量不確定度203
6.2.1 誤差的定義及分類203
6.2.2 測量不確定度204
6.2.3 測量不確定度與測量誤差的聯係與區彆204

第7章 測量儀錶205
7.1 溫度測量205
7.1.1 概述205
7.1.2 膨脹式溫度計206
7.1.3 壓力式溫度計208
7.1.4 熱電偶溫度計210
7.1.5 熱電阻溫度計218
7.1.6 新型測溫方式221
7.1.7 測溫元件及保護套管的選擇222
7.2 壓力測量222
7.2.1 概述222
7.2.2 液柱式壓力錶223
7.2.3 彈性式壓力錶224
7.2.4 物性式壓力錶(固態測壓儀錶)226
7.2.5 壓力信號的電測法227
7.3 流量測量227
7.3.1 概述227
7.3.2 節流式流量計230
7.3.3 轉子流量計(又稱浮子流量計)232
7.3.4 動壓式流量計232
7.3.5 容積式流量計233
7.3.6 電磁流量計234
7.3.7 流體振動式流量計(又稱鏇渦式流量計)235
7.3.8 渦輪流量計235
7.3.9 超聲波流量計236
7.3.10 質量流量計236
7.4 物位測量237
7.4.1 概述237
7.4.2 浮力式液位計237
7.4.3 差壓式液位計238
7.4.4 電容式物位計239
7.4.5 超聲波物位計239
7.4.6 現代物位檢測技術239

第8章 在綫分析儀錶240
8.1 概述240
8.1.1 特點及應用場閤240
8.1.2 分類240
8.1.3 儀錶的組成241
8.1.4 主要性能指標241
8.2 氣體分析儀241
8.2.1 熱導式氣體分析儀241
8.2.2 紅外氣體分析儀245
8.2.3 流程分析儀247
8.3 氧分析儀247
8.3.1 熱磁式氧分析儀247
8.3.2 氧化鋯氧分析儀249
8.4 氣相色譜分析儀250
8.4.1 測量原理250
8.4.2 氣相色譜儀的分類251
8.4.3 檢測器252
8.4.4 氣相色譜儀的結構253
8.5 工業質譜儀及色譜�倉勢琢�用儀253
8.5.1 質譜儀的測量原理254
8.5.2 質譜儀的組成255
8.5.3 色譜�倉勢琢�用儀255
8.6 石油物性分析儀錶256
8.6.1 餾程在綫分析儀256
8.6.2 在綫閃點分析儀257
8.6.3 在綫傾點(濁點)分析儀257
8.6.4 在綫辛烷值分析儀258
8.7 工業電導儀259
8.7.1 測量原理259
8.7.2 電導法的使用條件260
8.7.3 溶液電導的測量260
8.8 pH計261
8.8.1 測量原理261
8.8.2 參比電極和指示電極261

第9章 顯示儀錶263
9.1 概述263
9.2 自動平衡式顯示儀錶264
9.2.1 自動電子電位差計記錄儀264
9.2.2 自動平衡電橋記錄儀266
9.3 數字式顯示儀錶267
9.3.1 普通數字式顯示儀錶268
9.3.2 智能式數字顯示儀錶271
9.4 數字模擬混閤記錄儀271
9.5 無紙記錄儀272
9.5.1 儀錶結構272
9.5.2 主要的功能特點273

第10章 特殊測量及儀錶275
10.1 微小流量的測量275
10.1.1 熱式質量流量計275
10.1.2 微小流量變送器277
10.1.3 浮子流量計278
10.1.4 容積流量計278
10.2 大流量的測量279
10.2.1 明渠的流量測量279
10.2.2 大口徑管道的液體流量測量280
10.2.3 大口徑管道的氣體流量測量282
10.3 多相流體的流量測量284
10.3.1 固液兩相流量的測量284
10.3.2 氣液兩相流量的測量285
10.3.3 固氣兩相流量的測量286
10.4 腐蝕性介質的流量測量288
10.5 脈動流量的測量289
10.6 介質含水量的測量292
10.7 溶液濃度的測量295
10.7.1 光學式濃度計295
10.7.2 電磁式濃度計296
10.8 其他的物性測量296
10.8.1 自動密度計296
10.8.2 濁度計297

第11章 執行器300
11.1 概述300
11.2 電動執行機構300
11.2.1 工作原理301
11.2.2 伺服放大器301
11.2.3 伺服電動機302
11.3 氣動執行機構302
11.3.1 薄膜式執行機構的工作原理302
11.3.2 薄膜式執行機構的輸齣力303
11.3.3 閥門定位器304
11.3.4 活塞式執行機構305
11.4 調節閥306
11.4.1 工作原理306
11.4.2 調節閥的流量特性307
11.4.3 調節閥的可調比308
11.4.4 調節閥的分類308
11.5 執行器的選型原則312
11.5.1 執行器的結構形式312
11.5.2 調節閥閥芯的選擇313
11.5.3 調節閥材料的選擇313
11.5.4 流體對閥芯的流嚮選擇314
參考文獻315

第3篇 計算機控製係統
第12章 計算機控製係統概述317
12.1 計算機控製係統的概念和分類317
12.1.1 概念317
12.1.2 分類320
12.2 計算機控製係統的設計與實施323
12.2.1 設計323
12.2.2 實施324

第13章 集散控製係統325
13.1 概述325
13.1.1 集散控製係統的構成325
13.1.2 集散控製係統的廠商325
13.2 國內集散控製係統産品326
13.2.1 HOLLiAS�睲ACS集散控製係統(北京和利時)326
13.2.2 ECS��100X控製係統333
13.2.3 係統性能指標334
13.2.4 係統特點335
13.2.5 係統技術336
13.2.6 ECS��100X係統應用339
13.3 國外集散控製係統産品341
13.3.1 CS3000集散控製係統(日本橫河)341
13.3.2 TPS集散控製係統(美國霍尼威爾)363
13.3.3 SIMATICPCS7集散控製係統(德國西門子)372

第14章 可編程控製器(PLC)376
14.1 國內可編程控製器産品376
14.1.1 HOLLiAS�睱ECG3可編程控製器(杭州和利時)376
14.1.2 RD200係列可編程控製器(蘭州全誌電子有限公司)379
14.1.3 FC係列可編程控製器(無锡信捷科技電子有限公司)380
14.2 國外可編程控製器産品382
14.2.1 SIMATICS7��400可編程控製器(德國西門子)382
14.2.2 ModiconTSXQuantum可編程控製器(美國施耐德)387
14.2.3 SYSMACCP1H係列可編程控製器(日本歐姆龍)390

第15章 現場總綫控製技術393
15.1 現場總綫的構成393
15.2 國內現場總綫産品394
15.2.1 NCS3000現場總綫(瀋陽中科博威)394
15.2.2 ie�睩CSTMFB6000現場總綫(北京華控技術)396
15.2.3 STI�睼C2100MA係列控製插件(上海船舶運輸科學研究所)400
15.2.4 EPA分布式網絡控製係統402
15.3 國外現場總綫産品408
15.3.1 FF基金會現場總綫(美國埃默生)408
15.3.2 PROFIBUS過程總綫(德國西門子)416
15.3.3 LonWorks現場總綫(美國埃施朗公司)420

第16章 工業計算機(IPC)技術425
16.1 概述425
16.1.1 工業計算機的構成425
16.1.2 工業計算機的廠商425
16.2 國內工業計算機425
16.2.1 IPC800係列工業計算機(北京聯想)425
16.2.2 NORCO工業計算機(深圳華北工控)426
16.2.3 PCI總綫工業計算機(北京康拓)428
16.2.4 IPC係列工業計算機(颱灣研華)430
16.3 國外工業計算機432
16.3.1 IPC�睭係列P4工業計算機(日本康泰剋)432
16.3.2 APRE��4200工業計算機(美國APPRO國際公司)433
參考文獻434

第4篇 先進控製與綜閤自動化
第17章 過程動態特性與係統建模436
17.1 係統建模一般原則436
17.2 典型過程特性437
17.3 機理建模方法及舉例439
17.3.1 化工過程機理建模例子440
17.3.2 生物反應器建模447
17.3.3 機電係統建模例子450
17.4 基於過程數據的實驗建模453
17.4.1 係統辨識建模方法概述453
17.4.2 基於綫性或非綫性迴歸方法的建模453
17.4.3 由階躍響應麯綫辨識模型456

第18章 復雜控製係統460
18.1 串級控製係統460
18.1.1 串級控製基本原理和結構460
18.1.2 串級控製係統設計461
18.1.3 串級控製係統舉例462
18.2 前饋及比值控製463
18.2.1 前饋控製係統的原理和特點463
18.2.2 前饋控製係統的幾種結構形式465
18.2.3 比值控製係統470
18.3 特殊控製係統473
18.3.1 均勻控製係統473
18.3.2 選擇性控製係統474
18.3.3 分程控製係統476
18.3.4 閥位控製(VPC)係統477
18.4 係統關聯與解耦控製477
18.4.1 係統關聯478
18.4.2 相對增益478
18.4.3 解耦控製設計方法482

第19章 軟測量技術及應用486
19.1 軟測量概述486
19.2 軟儀錶構建方法487
19.3 機理建模軟測量方法及應用489
19.3.1 催化裂化反應再生係統的軟測量模型489
19.3.2 汽油飽和蒸氣壓軟測量492
19.3.3 氣力輸送固相流量的軟測量494
19.3.4 生物反應中生物參數軟測量模型497
19.4 基於迴歸分析的軟測量方法及應用501
19.4.1 迴歸分析方法502
19.4.2 噴射塔中SO2吸收傳質係數的軟測量504
19.4.3 輕柴油365℃含量軟測量模型506
19.4.4 篩闆精餾塔闆效率的軟測量508
19.5 基於神經網絡軟測量模型及應用509
19.5.1 神經網絡模型簡介509
19.5.2 粗汽油乾點和輕柴油傾點軟測量建模512
19.5.3 維生素C發酵過程軟測量模型514

第20章 先進控製技術516
20.1 先進PID控製516
20.1.1 數字PID控製516
20.1.2 專傢PID控製和模糊PID控製520
20.1.3 模型PID控製523
20.2 純滯後補償控製526
20.3 內模控製528
20.4 推斷控製532
20.5 模型預測控製534
20.6 自適應控製541
20.7 非綫性過程控製545
20.8 智能控製551
20.8.1 引言551
20.8.2 專傢控製551
20.8.3 模糊控製553
20.8.4 神經網絡控製555

第21章 監督控製558
21.1 實時優化558
21.1.1 最優化概念559
21.1.2 實時優化的基本要求560
21.1.3 最優操作條件分析561
21.2 實時優化控製的實施技術563
21.2.1 實時優化控製建模563
21.2.2 在計算機控製中實施實時優化控製566
21.3 最優化算法567
21.3.1 優化中的約束問題567
21.3.2 綫性規劃568
21.3.3 二次規劃和非綫性規劃569
21.4 統計過程控製570
21.4.1 統計過程控製的基本原理571
21.4.2 過程變量限值檢查法571
21.4.3 一般過程監控方法572
21.5 統計過程控製技術578
21.5.1 過程能力指數578
21.5.2 6�睸igma方法578
21.5.3 多元統計技術579
21.5.4 過程控製和統計過程控製的關係581

第22章 企業綜閤自動化582
22.1 計算機綜閤集成控製概述582
22.1.1 流程工業生産過程運作特點582
22.1.2 計算機綜閤集成控製583
22.2 信息源與信息集成係統584
22.2.1 企業信息和數據來源584
22.2.2 信息分類與編碼585
22.2.3 企業信息係統綜閤集成技術586
22.3 數據校正技術587
22.3.1 概述587
22.3.2 數據校正原理587
22.3.3 過失誤差的偵破原理588
22.3.4 過程數據校正技術的工程應用實施588
22.3.5 煉油廠的物流數據校正工業應用實例589
22.4 信息(數據)驅動下流程工業的運作590
22.4.1 企業運行概述591
22.4.2 企業決策功能591
22.4.3 期望目標(運行)實施593
22.4.4 數據驅動下的企業運行594
22.5 煉油企業綜閤自動化應用示例595
22.5.1 某煉油企業信息化概況595
22.5.2 實時數據庫係統596
22.5.3 實驗室信息管理(LIMS)係統600
22.5.4 罐區自動化係統601
22.5.5 無鉛汽油管道自動調和係統602
22.5.6 集中控製與先進控製603
22.5.7 數據調理與整閤604
22.5.8 流程模擬軟件的應用605
參考文獻608

第5篇 工業生産過程自動控製應用示例
第23章 化工單元過程控製610
23.1 流體輸送過程控製610
23.1.1 容積式泵的控製610
23.1.2 離心泵的控製610
23.1.3 離心式壓縮機的控製611
23.1.4 離心式壓縮機的防喘振控製611
23.1.5 離心式壓縮機的三重冗餘容錯緊急停車係統612
23.2 傳熱設備的控製614
23.2.1 傳熱設備的類型614
23.2.2 換熱器的控製614
23.2.3 蒸汽加熱器的控製615
23.2.4 冷凝冷卻器的控製616
23.2.5 加熱爐的控製616
23.3 精餾過程控製617
23.3.1 精餾塔的控製目標617
23.3.2 精餾塔的主要乾擾因素618
23.3.3 精餾塔被控變量的選取618
23.3.4 精餾塔基本控製方案618
23.3.5 精餾塔的先進控製方案621
23.4 化學反應過程控製624
23.4.1 化學反應器的類型和特性624
23.4.2 化學反應器的基本控製方案625
23.4.3 反應器的新型控製方案626
23.4.4 乙烯裂解爐的先進控製方案628
23.5 間歇生産過程控製630
23.5.1 間歇生産過程特點630
23.5.2 間歇生産過程的控製要求631
23.5.3 間歇生産過程的自動控製632
23.5.4 間歇生産過程操作和調度優化634
23.5.5 間歇生産過程監控635

第24章 煉油工業生産過程控製639
24.1 煉油工業概述639
24.2 常減壓蒸餾生産過程控製641
24.2.1 加熱爐的控製641
24.2.2 常壓塔塔底液位非綫性區域控製642
24.2.3 支路平衡控製643
24.2.4 常減壓蒸餾裝置的先進控製644
24.3 催化裂化生産過程控製648
24.3.1 反應�蒼偕�係統的控製648
24.3.2 主分餾塔的控製649
24.3.3 催化裂化先進控製實例651
24.4 催化重整生産過程控製654
24.4.1 原料預處理控製654
24.4.2 重整反應器控製655
24.4.3 重整反應器的先進控製656
24.5 延遲焦化生産過程控製659
24.5.1 延遲焦化裝置的工藝特點659
24.5.2 焦化爐控製660
24.5.3 塔頂急冷溫度控製660
24.5.4 焦炭塔切換擾動前饋控製661
24.5.5 延遲焦化裝置的先進控製661
24.6 油品調和663
24.6.1 油品調和工藝663
24.6.2 油品調和控製664

第25章 火力發電過程控製668
25.1 鍋爐設備的控製668
25.1.1 鍋爐汽包水位控製668
25.1.2 蒸汽過熱係統的控製668
25.1.3 鍋爐燃燒過程的控製669
25.2 汽輪機控製670
25.3 汽輪機轉速控製671
25.3.1 汽輪機轉速控製的概況671
25.3.2 汽輪機轉速控製673
25.4 機爐協調控製676
25.4.1 汽輪機控製係統對鍋爐汽壓對象動態特性的影響676
25.4.2 機爐協調控製係統679
25.4.3 機爐協調控製係統的完善以及自動發電控製681
25.4.4 機爐協調控製係統AGC控製中值得深思的問題684
25.5 負荷頻率控製(loadfrequencycontrol)685
25.5.1 負荷頻率控製方法及實施方案686
25.5.2 多區域互聯電力係統的PI滑模負荷頻率控製690

第26章 鋼鐵行業自動控製係統692
26.1 鋼鐵生産工藝及自動化簡述692
26.2 煉鐵生産自動控製697
26.2.1 原料場自動控製697
26.2.2 燒結自動控製700
26.2.3 球團自動控製705
26.2.4 煉焦自動化708
26.2.5 高爐煉鐵自動控製713
26.2.6 非高爐煉鐵自動控製723
26.3 煉鋼生産自動控製727
26.3.1 鐵水預處理自動控製727
26.3.2 轉爐煉鋼自動化730
26.3.3 電弧爐煉鋼自動控製738
26.3.4 爐外精煉自動控製742
26.3.5 連續鑄鋼自動控製745
26.4 軋鋼生産自動化749
26.4.1 軋鋼生産工藝流程及自動控製概述749
26.4.2 軋鋼過程主要自動控製係統755

第27章 輕工造紙生産典型過程控製769
27.1 製漿過程的自動控製770
27.1.1 間歇蒸煮過程自動控製係統770
27.1.2 連續蒸煮過程自動控製係統771
27.1.3 洗滌、篩選、漂白過程控製773
27.2 堿迴收過程的自動控製776
27.2.1 蒸發控製典型控製係統777
27.2.2 燃燒過程控製778
27.2.3 綠液苛化和石灰迴收過程控製779
27.3 造紙過程的自動控製781
27.3.1 打漿控製782
27.3.2 配漿控製784
27.3.3 流漿箱控製786
27.3.4 紙頁質量控製788
參考文獻793

第6篇 儀錶控製係統設計基礎
第28章 設計概論796
28.1 設計條件及資料796
28.2 標準規範796
28.3 工程設計程序及質量保證體係799
28.4 設計質量保證體係800

第29章 流程工業過程控製及工程設計802
29.1 單迴路反饋控製迴路802
29.2 串級控製迴路802
29.3 前饋�蔔蠢】刂蘋羋�803
29.4 均勻控製迴路803
29.5 比值控製迴路804
29.6 分程控製迴路804
29.7 選擇性控製迴路（取代控製）805
29.8 多變量介耦控製迴路806
29.9 非綫性控製迴路806
29.10 先進控製迴路807

第30章 儀錶控製係統選擇808
30.1 控製係統發展動嚮808
30.2 影響控製係統品質的幾個因素809
30.3 儀錶控製係統選擇810
30.3.1 模擬式儀錶控製係統810
30.3.2 集散型控製係統(DCS)810
30.3.3 現場總綫控製係統(FCS)815
30.3.4 PC控製係統（IPC）817
30.3.5 數據采集及監控係統（SCADA）817
30.3.6 過程安全控製係統818
30.3.7 企業綜閤自動化解決方案826

第31章 測量方法選擇828
31.1 測量精度及誤差828
31.2 溫度測量方法的選擇828
31.2.1 溫度測量方法的比較829
31.2.2 溫度測量方法選擇829
31.3 壓力測量方法選擇831
31.4 流量測量方法選擇834
31.4.1 流量測量誤差分析834
31.4.2 流量測量方法使用特點及比較835
31.4.3 流量儀錶的設計選型839
31.5 物位測量方法的選擇843
31.5.1 物位測量技術發展動嚮843
31.5.2 物位測量方法的選擇844
31.6 在綫組分分析方法的選擇850
31.6.1 在綫分析技術發展動嚮850
31.6.2 在綫氣體成分分析技術850
31.6.3 在綫氣體成分分析技術應用特點853
31.6.4 液體特性在綫分析技術854
31.6.5 液體特性分析儀錶應用特點856
31.6.6 在綫分析采樣係統設計856
31.6.7 現場分析器室設計856
31.6.8 可燃氣體/毒性氣體檢測報警係統設計857
31.7 控製閥的選擇857

第32章儀錶控製係統設計及設計文件861
32.1 儀錶控製室設計861
32.2 儀錶控製係統供電設計862
32.3 儀錶供氣係統設計863
32.4 儀錶控製係統的接地設計863
32.5 電氣儀錶在危險區域內的安全設計865
32.6 現場儀錶防護設計869
32.7 儀錶及測量管綫安裝設計872
32.8 儀錶控製係統檢驗876
32.9 儀錶詢價、報價及技術評估877
32.10 儀錶、控製係統工程設計文件877
32.10.1 儀錶、控製係統工程設計文件組成877
32.10.2 生産裝置自控設計程序878
32.10.3 儀錶、控製係統工程設計文件內容892
參考文獻898

精彩書摘

　　流場中各點處的流速、壓力、密度和溫度等參數都不隨時間變化的流動狀態稱為定常流（穩定流），否則稱為非定常流。
　　脈動流就是一種非定常流的流動狀態，其特點是流量雖為時間的函數，但在足夠長的時間間隔內的平均值是一個常數。脈動流的産生是由於工程上使用著許多脈動機械，如鏇轉式或往復式原動機、壓氣機、鼓風機、真空泵、活塞式水泵等。另外，管道運行和控製係統的振蕩也是流動脈動可能的來源。
　　脈動流的頻率範圍從幾分之一赫茲到幾百赫茲，脈動幅度從平均流量的百分之幾到百分之一百，甚至更大。。
　　工業上常用的流量計都是在定常流的狀態下進行標定的，因此，其標定數據通常隻適用於定常流動時的流量測量。實際上，各類流量計都有一個允許的非定常流的界限值（閾值），如果碰到脈動流的脈動幅值超齣瞭閾值，就會對流量計産生影響，可能齣現較大的誤差。
　　脈動流量的測量方法包括以下三種。
　　（1）使用電磁流量計根據電磁感應定律的原理製成的電磁流量計可以直接用於測量脈動流量。因此，如果被測介質是導電的液體，選擇激勵頻率較高的電磁流量計，就可以對脈動流量作齣快速的響應。
　　用於測量脈動流量的電磁流量計要在三個方麵滿足使用要求：①激勵頻率可調，以便得到與脈動頻率相適應的激勵頻率；②流量計的模擬信號處理部分能防止脈動峰值到來時進入飽和狀態；③對顯示部分作平滑處理，以能讀齣流量的平均值

前言/序言

工業過程控製與優化技術：麵嚮復雜係統與智能製造的實踐指南 本書聚焦於現代工業生産環境中的核心挑戰：如何通過先進的過程控製理論與技術，實現對復雜生産係統的精確管理、高效運行和持續優化。 隨著“工業4.0”和智能製造浪潮的深入，傳統的固定控製策略已難以滿足高柔性、高效率、低能耗的生産需求。本書旨在為工程師、研究人員及技術管理者提供一套全麵、深入且高度實用的知識體係，用以應對當前工業界麵臨的復雜性、不確定性與智能化轉型需求。 本書的結構設計遵循從基礎理論到前沿應用的邏輯鏈條，確保讀者能夠構建堅實的理論基礎，並迅速將其應用於實際工程問題中。 --- 第一部分：復雜係統建模與分析基礎 本部分深入探討瞭構建有效控製係統的基石——係統辨識與精確建模。我們不再局限於簡單的綫性和定常模型，而是著重於描述現代化工、冶金、製藥等流程工業中普遍存在的非綫性、時滯性、分布參數等復雜特性。 1. 高級係統辨識技術： 詳細闡述瞭基於數據驅動的建模方法，包括子空間辨識（Subspace Identification）在大型係統狀態空間模型獲取中的應用，以及非綫性係統核方法（Kernel-based Methods）在復雜反應器建模中的優勢。重點分析瞭模型結構選擇、參數估計的魯棒性檢驗，以及在綫模型更新策略，確保模型能適應工藝參數的漂移。 2. 過程動態特性分析： 深入研究瞭工業過程的固有動態特徵，如多變量耦閤性、長時滯效應、和高頻噪聲的抑製。引入瞭頻率響應分析在診斷控製迴路不穩定性和優化PID參數方麵的應用，並探討瞭如何利用奇異值分解（SVD）來分析係統輸入輸齣的可控性和可觀測性矩陣，為後續的解耦控製設計奠定基礎。 3. 過程仿真與驗證平颱： 強調瞭在實際投用前對控製策略進行嚴格驗證的必要性。本章介紹瞭如何利用Modelica或Dymola等麵嚮物理建模語言，構建高保真度的數字孿生（Digital Twin）原型，用於模擬不同工況下的係統行為，並評估控製性能的邊界條件。 --- 第二部分：先進過程控製（APC）的深度應用 本部分是全書的核心，係統性地介紹瞭當前工業界最主流且最有效的先進控製算法，並側重於其實際部署與工程化挑戰。 1. 模型預測控製（MPC）的工程化實現： 核心算法詳解： 詳細推導瞭有限時間最優控製（Finite Horizon Optimal Control）的基礎，並聚焦於滾動時域（Receding Horizon）的概念。針對工業中常見的約束處理（Constraints Handling）問題，對比瞭軟約束（Soft Constraints）和硬約束（Hard Constraints）的優化求解器選擇，包括二次規劃（QP）和半定規劃（SDP）在不同場景下的適用性。 MPC的魯棒性與不確定性： 重點討論瞭魯棒模型預測控製（RMPC）和隨機模型預測控製（SMPC）的設計思路，如何通過引入不確定性集閤（Uncertainty Sets）或概率分布來確保控製係統在模型誤差或外部擾動下的穩定性。 2. 解耦控製與反饋綫性化： 針對強耦閤係統，本書講解瞭基於逆嚮動力學（Inverse Dynamics）的解耦策略，包括輸入/輸齣（I/O）綫性化和全反饋綫性化的設計步驟。同時，闡述瞭如何處理零點（Zeros）的存在對綫性化控製方案穩定性的影響，並介紹瞭對角化（Diagonalization）技術的實際應用。 3. 質量控製與優化： 關注於産品質量指標（如純度、強度、色度）的先進控製。介紹瞭基於軟測量（Soft Sensing）技術的構建方法，利用在綫可測量的參數（溫度、壓力、流量）來實時估計難以在綫測量的關鍵質量指標（KQI）。隨後，講解瞭如何將這些軟測量結果集成到MPC框架中，實現對産品質量的實時優化控製。 --- 第三部分：智能控製與數據驅動的優化 麵對海量生産數據和快速變化的工藝條件，本部分聚焦於如何利用人工智能和機器學習技術提升控製係統的適應性和決策能力。 1. 強化學習在過程控製中的探索： 係統性地介紹瞭深度強化學習（DRL）的基本框架（Agent, Environment, Reward），並結閤工業案例（如精餾塔的能源優化、復雜的批次反應器操作點跟蹤）闡述瞭DQN, A2C, PPO等算法在連續控製任務中的應用前景與工程挑戰。特彆強調瞭如何設計有效的奬勵函數（Reward Function）以平衡經濟效益與操作安全。 2. 神經網絡模型在控製中的集成： 探討瞭遞歸神經網絡（RNN）和長短期記憶網絡（LSTM）在處理時間序列數據和預測係統未來狀態方麵的能力。重點在於如何將訓練好的神經網絡作為非綫性組件嵌入到混閤邏輯動態（Hybrid Logic Dynamic, HLD）控製結構中，實現對復雜操作模式（如啓停、切換）的平滑過渡控製。 3. 故障診斷與容錯控製（FDI/FTC）： 介紹瞭基於殘差生成（Residual Generation）的故障檢測方法，包括卡爾曼濾波（Kalman Filter）殘差與判彆分析（Discriminant Analysis）殘差的對比。深入研究瞭基於模型的故障診斷（MB-FDI）技術，以及在傳感器失效或執行器卡死情況下，如何快速切換到控製分配（Control Allocation）或狀態觀測器重構的容錯控製模式，確保生産連續性。 --- 第四部分：能源與可持續性優化 現代工業控製不再僅僅關注産量和質量，節能減排已成為核心目標。本部分探討瞭控製係統在提升能源效率和環境友好性方麵的作用。 1. 過程集成與熱力學優化： 詳細介紹瞭如何利用過程集成技術（Process Integration）的概念，特彆是熱集成網絡（HEN）的優化設計。引入瞭過程分析工具（Process Analysis Tools），指導工程師通過控製係統調節關鍵溫度和物流，實現全廠範圍內的換熱效率最大化和外部公用工程需求最小化。 2. 優化調度與能耗管理： 針對多生産綫、多産品、高變動負荷的工廠，講解瞭混閤整數綫性規劃（MILP）在短期生産調度和長期産能規劃中的應用。本章展示瞭如何將實時生産數據反饋給調度模型，形成一個閉環的能源與生産優化管理係統，有效應對電價波動和原料供應的不確定性。 --- 本書的特色與價值： 本書摒棄瞭純粹的理論推導，緊密圍繞“如何解決實際工程中的痛點”展開。每一個章節都配有詳盡的案例分析（涉及典型化工、電力和冶金過程），並提供瞭控製策略參數化和調試的工程經驗總結。它不是對現有控製理論的簡單羅列，而是一套麵嚮高復雜性、高集成度現代工廠的係統工程方法論，是工程師從傳統PID控製嚮數字化、智能化控製邁進的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本書的過程，對我而言更像是一次係統的“內功心法”修煉，而非簡單的知識速查。它讓我重新審視瞭自己對“自動化”的理解——遠不止於搭建迴路那麼簡單。作者對“人機工程學”在操作界麵設計中的應用有著獨到的見解，書中對趨勢圖的閤理區間設置、報警信息的優先級劃分，以及如何設計一個能有效降低操作員認知負荷的監控畫麵，都有詳盡的建議。這種從“機器思維”嚮“係統思維”的躍遷，是這本書帶給我的最大價值。我注意到，書中的圖例很多都是作者在不同行業項目中親自繪製和驗證過的，那些錶格中的數據準確度極高，甚至標注瞭數據采集的工況條件，避免瞭盲目套用的風險。總之，這本書的價值在於，它提供瞭一個堅實、全麵且富有遠見的知識框架，它不僅能解決我眼前遇到的技術難題，更能塑造我未來十年的職業技術視野。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對這種“手冊”類的書籍抱有一種刻闆印象，覺得它們無非就是公式和參數的堆砌，閱讀起來枯燥乏味。然而，這本《自動化與儀錶工程師手冊》徹底顛覆瞭我的看法。它的語言風格非常流暢且富有邏輯層次感，讀起來完全沒有那種“查字典”的生澀感。作者似乎深諳讀者的學習麯綫，總是在關鍵技術點之前設置一些迴顧性的段落，幫助讀者溫習前置知識，確保基礎紮實後再深入復雜的控製迴路設計。我最喜歡的是其中對“故障排查”部分的論述，它不是簡單地羅列故障現象，而是建立瞭一個清晰的“診斷樹”，引導工程師從最簡單的物理層麵（如電源、接地）逐步深入到邏輯和軟件層麵進行排查，這個過程就像是偵探破案一樣引人入勝。我發現，自從開始係統研讀這本書，我在現場處理突發性儀錶漂移和信號乾擾問題的效率提高瞭至少三成，很多過去需要請教資深同事纔能解決的疑難雜癥，現在自己就能快速鎖定問題根源。

評分☆☆☆☆☆

我最近在忙著升級一套老舊的DCS係統，過程中遇到瞭不少老舊規範和新標準銜接的難題，本以為要花大量時間在各種標準委員會的網站上東拼西湊資料，沒想到這本書裏竟然係統地梳理瞭不同年代的控製係統設計哲學和遷移策略。這本書的深度遠超我預期，它不僅僅是羅列知識點，更像是請瞭一位經驗豐富的老專傢在耳邊娓娓道來，告訴你“為什麼”要這樣做，而不是簡單地告訴你“怎麼做”。比如，在談到冗餘係統設計時，它詳細對比瞭熱備份、冷備份以及三取二策略在不同風險等級生産環境中的經濟性和可靠性權衡，這種宏觀的視角對於項目決策層來說極其重要。而且，書中的案例分析部分非常接地氣，它們不是那種完美無缺的理論模型，而是充滿瞭真實工業現場的“髒數據”和“不完美信號”，作者如何用最少的資源和最高的效率解決這些棘手問題，對我當前的工作提供瞭直接的行動指南。我甚至發現，有些我一直認為是“潛規則”的行業做法，在這裏找到瞭清晰的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

對於我們這些需要不斷進行知識更新的行業人士來說，工具書的時效性至關重要。這本書在這一點上做得極為齣色，它不僅涵蓋瞭傳統的電/氣動儀錶基礎，還專門闢齣大篇幅介紹瞭現代工業通信協議（如HART、Foundation Fieldbus乃至最新的Ethernet/IP在控製層麵的應用）的配置和網絡安全考量。我特彆關注瞭關於安全儀錶係統（SIS）的那一章，作者對IEC 61511標準的解讀深入淺齣，結閤實際的SIL等級判定案例，讓原本晦澀難懂的概率計算變得可視化和可操作化。更讓人驚喜的是，書中提到瞭許多在實際工程招標文件中經常齣現的模糊性條款的規範性解釋，比如如何準確定義“儀錶校驗周期”的最佳實踐。這不僅僅是一本技術指導書，更像是一本“行業潛規則的官方翻譯器”，幫助我們這些身處一綫的工程師更好地與設計院和業主方進行專業溝通，減少瞭因術語理解偏差導緻的工程返工。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量簡直讓人愛不釋手，封麵設計典雅大氣，內頁紙張的厚度和色澤都恰到好處，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。初翻閱時，就被其排版布局的嚴謹所吸引，每一章節的標題都清晰明瞭，圖文並茂的排版使得復雜的技術內容也變得易於理解。特彆是那些復雜的電氣原理圖和儀錶接綫圖，繪製得精細入微，每一個符號、每一個連接點都標注得非常到位，對於我們這些一綫工程師來說，這簡直就是“寶典”級彆的參考資料。隨手翻到關於PID控製算法的那一章，作者不僅給齣瞭理論公式，還配上瞭實際應用中的常見陷阱和解決方案，這比單純的教科書要實用得多。我尤其欣賞作者在細節上的把控，比如在介紹傳感器選型時，不僅列舉瞭各種傳感器的優缺點，還針對不同介質和環境給齣瞭明確的推薦範圍，這種深入到骨子裏的專業性，是很多市麵上泛泛而談的技術書籍所不具備的。光是把這本書放在工作颱上，那種踏實的感覺就讓人對即將麵對的工程挑戰信心倍增。

評分☆☆☆☆☆

快速....................

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不錯的書，有用啊。。。。。

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不錯，質量也好

評分☆☆☆☆☆

很好，紙張不錯，以後買書就來京東瞭

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挺好，挺實用的，包含很多

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物流速度很快，書很專業，是化工廠儀錶工程師很好的參考書。

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內容不錯～～～

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還沒開始看，大體瀏覽瞭一下，很好

評分☆☆☆☆☆

很全麵的一本書…比較厚，紙張質量好