化工过程参数监测与自动化

　　内容包括11章1.化工参数测量概述；2.压力的监测与自动化控制；3.流量的监测与自动化控制；4.液位的监测与自动化控制；5.温度的监测与自动化控制；6.化工参数的显示和传送；7.自动控制系统；8.自动控制仪表；9.自动控制执行器；10.简单控制系统；11.集散控制系统。

　　熊远钦，湖南大学化学化工学院，教授，湖南大学有机化学工程专业77级（81届）毕业。先后在原机械部第三砂轮厂及湖南省轻工业研究院从事有机胶粘剂、表面活性剂、日用化工、纺织印染助剂等精细化学品的研究开发，先后主持和承担完成20多项国家、部（省）及企业的科研课题的研究工作，以第一作者身份发表科研论文30余篇。主持完成的“棉染渗透剂XQ-998的研究”获得国家轻工部科技进步三等奖（排名第一，1996年），为主完成的“有机硅聚硅氧烷季铵盐的合成与应用”成果获得湖南省科技进步三等奖（排名第二，2002年）。担任产品开发项目经理期间，全面负责日化、电镀、纺织印染助剂新产品的生产、技术和经营，年内实现新产品销售从零到60万元，盈利20万元。2002年调入湖南大学从事化学工程与工艺的专业课教学，主讲《化工仪表及自动化》、《催化原理》、《化工分离工程》、《高分子化学》、《化工产品市场营销》、《大学化学概论—化学与材料》、《精细化学品配方设计》、《分子模拟的理论及应用》等课程，所讲授的《化工仪表及自动化》课程2008年下学期以95.32的得分位列湖南大学学生评教第50名，《精细化学品配方设计》课程2009年上学期以96.04的得分位列湖南大学学生评教第23名，每年均指导本科生专业实验、毕业实习和毕业设计（论文），2006年获得湖南大学“本科毕业设计（论文）优秀指导教师”， 湖南大学优秀实习指导教师（2007年），湖南省优秀硕士毕业论文指导教师（2009年）奖励。

第1章化工参数测量的基本知识1
1?1化工参数的监测过程与测量误差1
1?1?1测量的概念1
1?1?2测量方法1
1?1?3测量误差的特点及规律2
1?2检测仪表的组成与分类4
1?2?1检测仪表的基本组成4
1?2?2检测仪表的分类4
1?3检测仪表的性能指标5
1?3?1静态指标5
1?3?2动态指标7
思考与练习题8
第2章化工过程压力的监测9
2?1压力的测量方法9
2?1?1连通液柱法10
2?1?2弹性元件变形法11
2?1?3电量转换法12
2?2压力监测仪表及变送器15
2?2?1弹性式压力计15
2?2?2电气式压力计17
2?2?3智能型压力变送器20
2?3压力仪表的选择、安装与校验21
2?3?1检测仪表安装的一般原则21
2?3?2各类测压仪表的特点与应用22
2?3?3压力表的选择23
2?3?4压力表的检定与校验27
2?3?5压力检测系统的安装29
思考与练习题31
第3章化工过程流量的监测33
3?1流量的测量方法33
3?1?1基于流体静压力变化测流量35
3?1?2基于流体流通面积的改变测
流量38
3?1?3应用电磁感应原理测流量40
3?1?4基于流过的流体容积测流量41
3?1?5基于流过流体的质量测流量41
3?1?6基于流体的动量或动量矩测
流量42
3?1?7应用超声波测流量46
3?2流量监测仪表及变送器46
3?2?1差压式流量计46
3?2?2转子流量计52
3?2?3电磁流量计57
3?2?4容积式流量计59
3?3流量仪表的选择、安装与校验63
3?3?1各类流量仪表的特点及比较63
3?3?2差压式流量计的选择、安装与
校验65
3?3?3转子流量计的选择、安装与
校验72
3?3?4电磁流量计的选择、安装与
校验74
3?3?5容积式流量计的选择、安装与
校验76
思考与练习题79
第4章化工过程中物位的监测82
4?1物位的测量方法82
4?1?1借助连通器原理测量液位83
4?1?2浮力原理测量液位84
4?1?3应用液压传递原理测量液位87
4?1?4电容式测量液位89
4?1?5非接触式测量物位91
4?2物位监测仪表及变送器94
4?2?1浮力式液位计94
4?2?2差压式液位变送器96
4?2?3电容式物位计99
4?2?4超声波液位计101
4?2?5雷达物位计102
4?3物位仪表的选择、安装与校验104
4?3?1物位仪表的选择104
4?3?2物位仪表的安装108
4?3?3物位仪表的使用与检定109
思考与练习题111
第5章化工过程温度的监测112
5?1温度的测量方法112
5?1?1温度与温标112
5?1?2热膨胀原理测温114
5?1?3应用热电效应原理测温116
5?1?4应用热电阻测温120
5?1?5应用热辐射测温124
5?2温度监测仪表及变送器125
5?2?1玻璃管温度计125
5?2?2双金属温度计126
5?2?3压力式温度计127
5?2?4热电偶温度计127
5?2?5热电阻温度计134
5?2?6一体化温度传感器136
5?2?7红外线温度计138
5?3温度仪表的选择、安装与校验139
5?3?1常用测温仪表的测量范围及特点139
5?3?2各种测温仪表的选择139
5?3?3测温仪表的安装140
5?3?4测温仪表的校验143
思考与练习题144
第6章化工参数控制的基本知识145
6?1自动控制系统概述145
6?1?1自动控制系统的组成145
6?1?2自动控制系统的分类148
6?1?3自动控制系统的过渡过程和品质
指标148
6?1?4工艺管道及控制流程图152
6?2描述对象的特性参数155
6?2?1化工过程对象的特性155
6?2?2描述对象特性的参数156
思考与练习题161
第7章自动控制系统及仪表162
7?1常用控制规律162
7?1?1位式控制163
7?1?2比例控制164
7?1?3积分控制166
7?1?4微分控制167
7?1?5组合控制168
7?2控制器168
7?2?1控制器构成原理168
7?2?2气动控制器169
7?2?3电动控制器169
7?2?4智能控制器170
7?2?5可编程控制器172
7?3执行器183
7?3?1气动执行器184
7?3?2电?气转换器194
7?3?3阀门定位器194
7?3?4电动执行器196
思考与练习题197
第8章基本控制系统198
8?1简单控制系统及其控制方案198
8?1?1简单控制系统的结构与组成198
8?1?2简单控制系统的设计199
8?2控制器参数的工程整定207
8?2?1经验凑试法207
8?2?2临界比例度法208
8?2?3衰减曲线法209
8?3复杂控制系统210
8?3?1串级控制系统210
8?3?2比值控制系统215
8?3?3均匀控制系统219
8?3?4前馈控制系统222
思考与练习题224
第9章集散控制及现场总线系统227
9?1计算机过程控制技术227
9?1?1计算机过程控制系统的基本概念
及组成227
9?1?2计算机过程控制的基本类型及
其特点228
9?1?3计算机过程控制的发展状况228
9?2集散控制系统(DCS)230
9?2?1DCS的基本概念、结构组成及
特点230
9?2?2DCS的网络通信与存取控制
技术231
9?2?3DCS的组态与可靠性232
9?2?4DCS的常用控制算法233
9?2?5集散控制系统的设计与选型233
9?2?6集散控制系统的安装、调试与
验收235
9?2?7全数字化智能型集散控制系统——
SUPCON JX?300X简介236
9?2?8大型集散控制系统——TDC?3000
简介241
9?2?9DCS的设计及其在大型炼油厂的
应用245
9?3现场总线控制系统247
9?3?1现场总线的基本概念、体系结构
和特点247
9?3?2现场总线网络协议模式与常见的
现场总线系统249
9?3?3现场总线控制系统的集成251
9?3?4基于现场总线的测量仪表和智能
传感变送器253
9?3?5Smar现场总线系统在乙腈精制装
置上的应用256
思考与练习题258
第10章典型化工单元设备的控制259
10?1流体输送设备的控制259
10?1?1泵的控制259
10?1?2气体输送设备的控制263
10?1?3离心式压缩机的防喘振266
10?2换热设备的控制268
10?2?1热量传递的方式与传热设备的结
构类型268
10?2?2换热器的控制270
10?3精馏塔的控制276
10?3?1精馏塔的控制目标276
10?3?2精馏塔的干扰因素278
10?3?3精馏塔的控制方案279
10?4化学反应器的温度控制287
10?4?1化学反应器的控制要求和被控
变量的选择287
10?4?2釜式反应器温度的自动控制288
10?4?3固定床反应器温度的控制289
10?4?4流化床反应器温度的自动
控制290
10?4?5管式热裂解反应器的控制291
10?4?6鼓泡床反应器的控制293
思考与练习题295
附录1热电偶分度表(冷端温度：
0℃)297
附录2热电阻分度表301
参考文献302