过程控制工程基础

本书以过程控制三要素（传感器、执行器和控制器）为主线，将自动化仪表、集散控制系统DCS、过程控制、计算机控制、电气控制等课程核心内容凝练、整合在一起，编写适合于自动化类高校学生选用的过程控制基础性教材。全书主干部分由工业过程数学模型、常规过程参数的检测及仪表、过程控制执行器、简单过程控制器设计、复杂过程控制器设计、先进过程控制系统和过程控制工程的实施等内容构成，系统阐述了过程控制理论和自动化技术的发展、机理法和实验法过程建模基本知识、常用过程参数检测原理及仪表、过程控制执行器（阀门类和电机类）的工作原理/特性和控制方法、简单过程控制器（如PID）及复杂过程控制器（前馈反馈控制、时滞过程控制、解耦控制、比值控制、串级控制、均匀控制、分程控制、选择控制、双重控制）的设计过程和应用、先进过程控制系统（集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS、计算机集成过程系统CIPS、工业4.0和信息物理系统CPS）的体系架构及应用、过程控制工程的实施技术（如工程实施过程、I/O设计、抗干扰技术和OPC技术等）。

汤伟，男，1971年出生，河南信阳人，工学博士，三级教授，博士研究生导师，陕西省自动化学会理事，咸阳市杰出贡献人才奖和陕西青年科技奖获得者，陕西省中小企业首席工程师，陕西省中青年科技创新领军人才。讲《工业过程高级控制》、《制浆造纸测控系统及工程》、《自动控制原理》（经典、现代两部分）、《过程控制》、《集散控制系统》、《计算机仿真》、《专业英语》、《C++程序设计》等研究生和本科生课程。主持完成各类科研项目23项，以主要参加人的身份参与纵向科研项目21项，主持企业委托横向项目100多项，合同金额累计超过5000万元。先后荣获陕西省科学技术二等奖2项、三等奖1项，中国轻工业联合会科学技术进步一等奖1项、三等奖2项，西安市科学技术二等奖1项，陕西高等学校科学技术一等奖1项、二等奖2项，咸阳市科学技术一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项。主持研发的科研成果“BQCS-I型板纸生产线质量控制系统”在全国范围内推广应用20余套，“高效节能型造纸机干燥部蒸汽冷凝水热力控制系统”在全国范围内推广应用50余套，“中高速卫生纸机全集成自动化控制系统” 在全国范围内推广应用40余套，参与研发的科研成果“采用变频风机的气垫式流浆箱控制系统”在全国范围内推广应用800多套，并远销俄罗斯、印度、东南亚及非洲地区；以第一作者发表学术论文130余篇，40余篇被SCI/EI/ISTP收录，获得各级论文奖10项，获批实用新型专利41件，发明专利11件，参编十一五规划教材1本，参编著著作1部。

第1章 绪论 1.1 控制理论及过程控制技术的发展概况 1.1.1 控制理论的产生和发展 1.1.2 过程控制技术的发展 1.1.3 小结与展望 1.2 过程控制的特点、目标和任务 1.2.1 过程控制的特点 1.2.2 过程控制的目标和任务 1.3 过程控制系统的组成、分类与性能指标 1.3.1 过程控制系统的组成 1.3.2 过程控制系统的分类 1.3.3 过程控制系统的性能指标 1.4 本书结构与教学安排 思考题与习题 第2章 工业过程数学模型 2.1 过程建模的基本概念及数学模型分类 2.1.1 过程建模的基本概念 2.1.2 过程数学模型的分类 2.2 拉氏变换与传递函数 2.2.1 拉氏变换 2.2.2 传递函数 2.3 机理建模方法 2.3.1 自衡过程机理建模方法 2.3.2 非自衡过程机理建模方法 2.4 实验建模方法 2.4.1 实验建模法的概念和分类 2.4.2 图解建模法 2.4.3 过程辨识建模法 2.5 机理-实验混合建模方法 思考题与习题 第3章 常规过程参数的检测及仪表 3.1 检测仪表与测量误差 3.1.1 检测的概念 3.1.2 工业过程检测的特点及要求 3.1.3 检测仪表的分类与组成 3.1.4 检测仪表的品质指标 3.1.5 测量误差及误差表征 3.2 温度检测及仪表 3.2.1 温度测量原理及常用检测仪表 3.2.2 热电偶测温原理及热电偶温度计 3.2.3 热电阻测温原理及热电阻温度计 3.2.4 测温元件的安装 3.3 压力检测及仪表 3.3.1 压力的概念和常用测压仪表 3.3.2 弹性式压力计 3.3.3 电气式压力计 3.3.4 智能型压力变送器 3.3.5 压力计的选用、安装与校验 3.4 物位检测及仪表 3.4.1 差压式液位变送器