基本信息
書名:控製迴路基礎——批量過程和連續過程
定價:79.00元
作者:Terrence Blevins, Mark Nixon 陳德基
齣版社:清華大學齣版社
齣版日期:2016-11-01
ISBN:9787302443728
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝-膠訂
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
在介紹過程特徵描述和控製設計的許多地方,讀者都會有機會將所學的知識用在基於互聯網的專題練習中。讀者隻要能寬帶上網和有一個網絡就可以使用專題練習。專題練習包含有動態過程仿真,這樣讀者會有一種真實的“動手”經曆。網站上還有內容用以幫助探索基本和高級控製技術。另外,書門有一章介紹建立過程仿真的技術。這些技術采用絕大多數分布式控製係統都提供的各種工具。在介紹控製技術時,簡單的過程實例被用來展示這些技術是如何在工業中使用的。本書關於工業應用的*後一章還包含一些更復雜的工業實例,它們展示如何將基本控製技術結閤起來以滿足不同的應用需求
內容提要
本書深入介紹瞭在過程控製領域中工作所用到的概念和術語。書中的材料錶述方式直觀,不依賴於控製係統供應商的産品。讀者不需要在過程工廠環境工作過,也不需要熟悉現場設備和控製係統。許多關於實際控製設計和過程應用的材料來自作者在過程控製係統工作的親身體驗。因而此書旨在給各種人員提供一個指南,包括工程師、經理、技術員和其他剛剛接觸過程控製的人,或有經驗的、但對多迴路控製技術還不熟悉的控製工程師。在介紹完工業上常用的傳統的單迴路和多迴路技術之後,本書簡單介紹瞭高級控製技術。不管讀者是否是一個過程控製工程師,在一個控製團隊工作,或在一個儀錶部門工作,書中的知識都將有助於夯實基礎以理解和使用現有的控製係統或設計新的控製應用。。
目錄
目錄章簡介
第2章背景和曆史展望
2.1工廠結構
2.2工廠組織
2.2.1過程區域
2.2.2過程設備
2.2.3工廠操作員
2.2.4輔助部門
2.2.5工作實踐
2.3早期控製係統
2.4分布式控製係統
2.5操作員界麵
2.6係統安裝
2.7與外部係統的界麵
2.8現代控製係統
2.9標準的影響
參考文獻
第3章測量
3.1電磁流量計
3.2渦街流量計
3.3基於差壓的測量
3.4科式質量流量計
3.5壓力測量
3.6溫度測量
3.7液位測量
3.8其他測量技術
參考文獻
第4章在綫分析儀
4.1采樣分析儀和原位分析儀的對比
4.2煙氣中的氧O2
4.3流體的pH和ORP
4.4在綫估計器
參考文獻
第5章終控製元件
5.1調節閥
5.2阻尼驅動器
5.3變頻器
5.4切斷閥
參考文獻
第6章現場布綫和通信
6.1傳統設備安裝
6.2HART設備的安裝
6.3現場總綫設備的安裝
6.4安裝無綫HART
參考文獻
第7章控製和現場儀錶文檔
7.1平麵布置圖
7.2過程流程圖
7.3管道和儀錶圖
7.4迴路圖
7.5標注規範
7.6連接綫和功能符號
7.7設備圖形符號
7.8文檔實例
7.8.1範例——基本中和反應控製係統
7.8.2範例——基本反應塔控製
7.8.3範例——批量反應器控製係統
7.8.4範例——連續進料和迴收罐
參考文獻
第8章操作員圖形界麵
8.1報警條件顯示
8.2動態元素
8.2.1圖符
8.3用戶顯示
8.4過程性能監測
8.5流程圖數據接口
參考文獻
第9章過程特徵描述
9.1過程結構
9.2過程定義
9.3純增益過程
9.4純延遲過程
9.5純滯後過程
9.6一階加純滯後過程
9.7積分過程
9.8反嚮響應過程
9.9綫性過程
9.10專題練習——簡介
9.11專題練習——過程特徵描述
9.11.1專題練習指導
9.11.2專題綜述與討論
參考文獻
0章控製係統的目的
10.1經濟激勵
10.1.1閤成氨工廠範例
10.2安全性、環保法規和設備保護
10.3協調收益和復雜性的平衡
1章單迴路控製
11.1手動控製
11.1.1實施
11.1.2輸入/輸齣處理
11.1.3模擬量輸入
11.1.4狀態
11.1.5手動加載功能塊
11.1.6模擬量輸齣
11.2反饋控製
11.2.1純比例控製
11.2.2比例積分控製
11.2.3比例�不�分�參⒎摯刂�
11.2.4控製結構
11.2.5控製動作
11.2.6反算
11.3PID功能塊實現
11.3.1PID形式和結構
11.3.2模式
11.4脈衝輸齣
11.4.1占空比控製
11.4.2增加/減少控製
11.5過程動作
11.6專題練習——反饋控製
參考文獻
2章整定和迴路性能
12.1初始迴路整定
12.2手動整定
12.3自動建立整定
12.3.1自動整定應用
12.3.2響應仿真
12.4係統投用——黏滯閥門及其他現場挑戰
12.5迴路增益特徵描述
12.6配對參數與解耦
12.7專題練習——PID整定
12.8專題練習討論
參考文獻
3章多迴路控製
13.1前饋控製
13.1.1動態補償
13.1.2其他實現方式
13.1.3專題練習——前饋控製
13.1.4專題練習討論
13.2級聯控製
13.2.1級聯控製的好處
13.2.2範例——過熱器溫度控製
13.2.3實現
13.2.4專題練習——級聯控製
13.3超馳控製
13.3.1超馳操作
13.3.2範例——白液澄清器
13.3.3範例——壓縮機
13.3.4實現
13.3.5專題練習——超馳控製
13.3.6專題練習討論
13.4使用兩個操縱參數的控製
13.4.1分程控製
13.4.2閥位控製
13.4.3比例控製
4章模型預估控製
14.1用MPC取代PID控製
14.2MPC投用
14.3用MPC取代帶前饋的PID
14.4用MPC取代PID超馳
14.5用MPC處理過程間的相互乾擾
14.6在現有控製策略中添加MPC控製
14.7MPC的應用
14.8專題練習——模型預估控製
參考文獻
5章過程仿真
15.1過程仿真概述
15.2從P&ID;圖開發過程仿真
15.3過程非綫性仿真
15.4其他注意事項
15.5專題練習——過程仿真
參考文獻
6章工業應用
16.1庫存控製
16.1.1緩衝罐
16.1.2迴收罐
16.1.3鍋爐汽包液位——單衝量
16.1.4鍋爐汽包液位——三衝量
16.1.5專題練習——三衝量汽包液位控製
16.2批量過程
16.2.1批量蒸煮器
16.2.2批量化學反應器
16.2.3批量生物反應器
16.2.4專題練習——批量化學反應器
16.3連續過程
16.3.1化學反應器
16.3.2噴霧乾燥器控製
16.3.3專題練習——連續化學反應器
16.4燃燒控製
16.4.1小型鍋爐/加熱器
16.4.2加熱缸
16.4.3電站鍋爐——單一燃料
16.4.4石灰迴轉窯
16.4.5專題練習——電站鍋爐控製
16.5蒸餾控製
16.5.1專題練習——蒸餾控製
16.6過程區域間的協調
16.6.1閤成氨工廠氫/氮控製
16.6.2動力室蒸汽生産
16.6.3專題練習——閤成氨工廠氫/氮控製
16.7復雜的動態過程,過程間的相互乾擾
16.7.1紙漿漂白
16.7.2一段轉化爐溫度
參考文獻
附錄A本書相關網絡資源
A.1訪問網站
A.2下載選擇
A.3書籍選擇
術語錶
作者介紹
Terrence “Terry” Blevins在他的職業生涯中一直積極參與過程控製係統的應用及設計。15年來,他擔任係統工程師和團隊管理者為紙漿和造紙工業設計和開發瞭先進的控製解決方案。Terry在建立艾默生過程管理集團 (Emerson Process Management) 的高級控製項目中起瞭關鍵作用。Terry是開發DeltaV高級控製産品的團隊領導。他是現場總綫基金會 (Fieldbus Foundation?) 功能模塊規範開發和維護團隊的領導,也是SIS (安全儀錶係統)結構和模型規範的編輯。在這方麵的工作中,Terry參與瞭將現場總綫基金會的功能模塊推進成為國際標準的過程。Terry是IEC (國際電工委員會)SC65E WG7功能塊標準委員會的美國專傢,該委員會負責IEC 61804的功能塊標準。他是ISA104 - EDDL(電子設備描述語言)具有投票權的委員和委員會主席,是美國對IEC65E小組的技術谘詢小組(USTAG)的技術顧問。他也是美國技術谘詢小組USNC TAG(IEC/SC65和IEC/TC65)的成員。Terry撰寫瞭過程/工業儀錶與控製手冊(Process/ Industrial Instruments and Controls Handbook)第五版1節標準概要的“ISA /IEC現場總綫概述”,聯閤撰寫瞭儀器工程師手冊,過程控製與優化(Instrumentation Engineer's Handbook, Process Control and Optimization)第四版的四個章節。他與彆人閤著瞭ISA(國際自動化協會)的暢銷書解除對高級控製的約束(Advanced Control Unleashed)。他擁有50項,並已寫作瞭70篇以上關於過程控製係統設計和應用的論文。Terry在1971年獲得路易維爾大學(University of Louisville) 電機工程科學學士學位,在1973年獲得普渡大學 (Purdue University) 電子工程科學碩士學位。2004年,他入選瞭控製雜誌的過程自動化名人堂。目前,Terry是艾默生過程管理集團DeltaV産品工程部未來産品規劃團隊的首席技術師。
Mark Nixon的職業生涯一直與控製係統的設計和開發相關。Mark開始時作為一個係統工程師在石油和天然氣,煉油,化工,紙漿等行業的項目上工作。他在1998年從加拿大搬到得剋薩斯州奧斯汀市,在各種研究和開發的職位上工作過。從1995到2005年,Mark是DeltaV係統首席設計師。2006年,他加入瞭無綫團隊,非常積極的參與瞭WirelessHART規範和IEC 62591標準的製定。Mark目前的研究領域包括基於WirelessHART(無綫HART)設備的控製,批量過程的數據分析,無綫技術在過程工業中的應用,移動用戶,操作員界麵和高級圖形學。他目前活躍於下列領域:操作員行為中心(.operatorperformance.org),WirelessHART標準,ISA - 88標準,現場總綫基金會標準(.fieldbus.org/)和ISA - 101 標準。他寫瞭許多論文,目前擁有超過70項。他與彆人閤著瞭WirelessHART:用於工業自動化的實時網狀網絡(WirelessHART: Real-Time Mesh Network for Industrial Automation),並為工業儀錶與控製手冊(Industrial Instruments and Controls Handbook)和過程工業中的現代測量與終端執行單元精要(Essentials of Modern Measurements and Final Elements in the Process Industry)提供瞭章節。Mark 1982年在滑鐵盧大學 (University of Waterloo) 電氣工程係獲得理學學士學位。
Deji Chen (陳德基) 在過程控製工業界工作瞭近20年,現為同濟大學計算機係教授級研究員。他是OPC工業標準的始創者之一,工作過的項目涉及各種現場總綫,包括WirelessHART標準的製定。他閤寫瞭許多論文,擁有多項,與Mark Nixon等閤著瞭WirelessHART:用於工業自動化的實時網狀網絡(WirelessHART: Real-Time Mesh Network for Industrial Automation)和Wireless Control Foundation - Continuous and Discrete Control for the Process Industry。德基於1999年在德州大學奧斯汀分校 (University of Texas at Austin) 計算機係獲得博士學位,研究方嚮是實時係統。
文摘
序言
我最近正在積極尋找一本能夠係統性地梳理工業控製係統知識的書籍,特彆是那些能夠深入淺齣地解釋復雜的控製原理,並將其與實際生産過程相結閤的讀物。《控製迴路基礎——批量過程和連續過程》這本書,憑藉其清晰的標題和似乎廣泛的覆蓋範圍,立刻吸引瞭我的注意。 從名字來看,這本書很可能不僅僅是理論的堆砌,而是將控製迴路的理論知識與實際的工業應用相結閤。尤其是“批量過程”和“連續過程”這兩個關鍵詞,讓我覺得這本書的內容非常貼近實際工業生産中的各種場景。我一直認為,理解不同類型生産過程的控製特點至關重要,因為這直接影響到控製策略的選擇和係統的設計。例如,批量過程通常涉及離散的步驟和狀態切換,其控製可能更側重於邏輯順序和時間同步;而連續過程則需要對參數進行持續的監測和精確的調節,以維持係統的穩定性和優化生産效率。 我希望這本書能夠詳細地闡述這兩種過程的控製原理,並提供具體的案例分析。例如,它可能會介紹在批量生産中如何實現精準的投料、反應時間和産品分離,以及如何處理批次間的變異性。同時,對於連續過程,它或許會深入講解如何進行動態模型分析,如何設計高性能的PID控製器,以及如何運用先進的控製技術來提高産量和降低能耗。如果書中還能包含一些關於傳感器選型、執行器匹配、以及係統調試的實踐性指導,那就更加完美瞭。 總的來說,這本書的標題讓我對其內容的實用性和深度充滿瞭期待。我相信,它能夠為我提供一個紮實的理論基礎,並幫助我更好地理解和應對不同工業過程中控製迴路的設計和優化挑戰。
評分我對工業自動化領域一直抱有濃厚的興趣,尤其是那些能夠直接影響生産效率和産品質量的控製係統。近期,我偶然接觸到瞭《控製迴路基礎——批量過程和連續過程》這本書,並對其內容産生瞭極大的好奇。在閱讀之前,我曾嘗試過閱讀一些零散的控製理論文章和技術手冊,但總感覺缺乏一個係統性的框架來整閤這些知識。 這本書的 title 讓我眼前一亮,它明確指齣瞭“基礎”二字,這意味著它應該是一本適閤入門和深入理解的讀物。更重要的是,“批量過程”和“連續過程”的區分,恰恰是我一直以來在實踐中感到睏惑的關鍵點。不同的生産模式,其控製邏輯、設備特性以及潛在的問題都截然不同。我一直渴望能夠找到一本能夠清晰地辨析這兩種過程的控製方法,並提供具體解決方案的書籍。 我初步翻閱瞭書的目錄,發現它從PID控製的基本原理講起,逐步深入到各種高級控製策略的應用。其中,針對批量過程和連續過程的獨立講解,讓我看到瞭作者對工業生産實際的深刻理解。例如,我猜測書中可能會詳細介紹批量過程中的順序控製、批次跟蹤和質量控製,以及如何應對批次間的變化和不確定性。而對於連續過程,則可能側重於穩態分析、動態性能優化、以及如何實現高精度的參數控製。這種細緻的劃分,無疑會幫助讀者更好地理解不同場景下的控製需求,並選擇最閤適的控製方案。 我相信,這本書將為我提供一個全麵而深入的視角,讓我能夠更係統地掌握控製迴路的設計、分析和優化方法,尤其是在區分和應對批量與連續生産過程中的挑戰方麵,將會有極大的啓發。
評分這本書的齣版,著實讓我眼前一亮。我是一名在化工廠工作的技術員,日常接觸最多的就是各種復雜的控製係統。一直以來,我對控製迴路的理解都停留在比較零散和實踐操作層麵,很多理論知識模糊不清,導緻在處理一些疑難雜癥時,總感覺力不從心。偶然間翻閱到這本《控製迴路基礎——批量過程和連續過程》,立刻被其係統性的講解所吸引。 從目錄上看,這本書就涵蓋瞭控製迴路設計的各個關鍵環節,從最基礎的PID控製原理,到各種高級控製策略,再到實際應用中的硬件選型和係統調試,可以說是一應俱全。我尤其關注瞭書中關於“批量過程”和“連續過程”的區分與講解。在我的實際工作中,這兩種過程的控製邏輯和難點都有所不同,之前很多資料要麼隻側重一種,要麼就將它們混為一談,讓我難以找到針對性的解決方案。這本書能夠將兩者分開闡述,並且深入分析各自的特點和挑戰,這對我來說意義重大。例如,書中可能詳細介紹瞭批次過程的順序控製、狀態機設計,以及如何處理間歇性操作帶來的挑戰;而對於連續過程,則會深入講解穩態分析、動態響應特性,以及如何優化連續化生産的效率和穩定性。這種細緻入微的劃分,讓我可以更有針對性地去學習和掌握不同類型過程的控製技術,相信在今後的工作中,能夠為解決實際問題提供堅實的理論支撐和指導。
評分作為一個熱愛鑽研技術的工程師,我一直對工業控製係統中的“幕後英雄”——控製迴路——充滿好奇。在我的工作和學習過程中,我時常會遇到各種各樣的問題,需要深入理解控製迴路的原理纔能有效地解決。偶然間,一本名為《控製迴路基礎——批量過程和連續過程》的書籍闖入瞭我的視野,立刻引起瞭我的興趣。 我對這本書的評價,主要基於其標題所傳達的幾個關鍵信息。首先,“基礎”二字錶明瞭它可能是一本能夠幫助我鞏固和深化對控製迴路基本概念理解的讀物。在很多情況下,我們對問題的理解往往受限於基礎知識的薄弱。如果這本書能夠清晰地闡述PID控製、反饋原理、係統響應等核心概念,並且用通俗易懂的語言解釋清楚,那麼它將非常有價值。 其次,“批量過程”和“連續過程”的劃分,更是讓我眼前一亮。在我的印象中,很多關於控製的資料要麼隻專注於某一種類型,要麼就將它們含糊不清地混在一起。但實際上,這兩種過程在控製策略、設備配置、以及遇到的挑戰上都有著顯著的差異。我非常期待這本書能夠清晰地剖析這兩種過程的獨特性,例如,它可能會詳細討論批量過程中的邏輯控製、狀態機、以及如何實現精準的批次切換;而對於連續過程,則可能會深入講解穩態操作、動態優化、以及如何保證參數的穩定性和一緻性。這種細緻的區分,對於我這樣的工程師來說,能夠提供更有針對性的指導,幫助我更好地理解和解決實際生産中的具體問題。 總而言之,這本書的標題本身就展現齣其內容的全麵性和實用性,預示著它能夠為我提供一個係統、深入的學習框架,幫助我更好地掌握控製迴路的精髓,尤其是在應對不同工業過程中的控製挑戰時,能夠提供寶貴的見解。
評分作為一名自動化專業的應屆畢業生,我一直在尋找一本能夠係統梳理和鞏固控製理論知識的教材。在大學期間,雖然接觸過一些控製理論的課程,但總感覺知識點比較分散,理論與實踐之間也存在一定的脫節。在瀏覽書店時,《控製迴路基礎——批量過程和連續過程》這本書的名字立刻吸引瞭我。書名中“基礎”二字錶明瞭其入門性質,而“批量過程”和“連續過程”的區分,則預示著其內容的實用性和針對性。 我翻看瞭目錄,發現這本書的結構非常閤理。它從最基礎的概念講起,比如傳感器、執行器、反饋原理等,然後逐步深入到PID控製器的設計和整定,再到各種高級控製算法,如前饋控製、串級控製、比值控製等。尤其讓我驚喜的是,書中專門闢章節詳細講解瞭批量過程和連續過程的控製特點。這對於我來說非常重要,因為我瞭解到不同類型的工業過程對控製係統的要求也大相徑庭。例如,批量過程可能需要精確的時間控製和狀態切換,而連續過程則更側重於穩定性和優化。書中能夠兼顧這兩種類型的過程,並提供相應的控製策略和案例分析,這對於我未來進入工業界,參與實際的控製係統設計和調試,將會有極大的幫助。 總而言之,這本書的齣現,仿佛在我學習的道路上點亮瞭一盞明燈,讓我能夠更加清晰地認識到控製迴路的體係結構和應用場景,為我打下堅實的理論基礎。
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