內容簡介

本書以一個具體流程裝置物件的檢測、控制與模擬工程項目為例，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，講述了儀錶的選用、控制系統方案設計、DCS系統組態、DCS系統組態、以及專案的調試與投運。並針對該物件裝置進行了建模與模擬，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，將知識點融於專案實施的過程中。以加強實踐能力培養為原則，力求還原實際程式控制工程項目實施的真實工作過程。對於物件裝置中沒有涉及而實際工業生產過程中又經常用到的儀錶和程式控制系統也做了介紹。

本書所選控制物件裝置的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HOLLiAS MACS-K系統硬體與MACS V6版本軟體，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。

本書可作為高等院校自動化及其相關專業“教·學·做”一體化的教科書、教學參考書或畢業設計指導用書，也可作為廣大科技工作者和工程技術人員的參考用書。

作者介紹

武平麗，黃河水利職業技術學院，副教授/高工，1991.7畢業于南京化工學院生產過程自動化專業，在1991.7至2005.6之間先後在開封東大化工（集團）有限公司計量處、擴建辦、河南省石化系統生產自控工程中心、開封市化工設計室、開封市化工研究所工作。

主要從事化工專案自控專業設計、安裝、調試及維護。主持完成的專案有微機生產調度系統、5000噸/年氯乙酸、2萬噸/年離子膜法燒鹼、2000噸/年氣相法氯化亞碸、300萬立方米變壓吸附法制純H2等專案。

主要完成的可研項目有《2萬噸/年自然迴圈法離子膜燒鹼可行性研究報告》、《1萬噸/年氯磺酸可行性研究報告》和《1萬噸/年氯乙酸可行性研究報告》等。

2005.6至今，在黃河水利職業技術學院從事教學與科研工作。主要教授《電路》、《集散控制系統》、《程式控制與自動化儀錶》、《自動化專業英語》等課程。

發表的論文有：《電容式物位元開關在氯堿工業中的應用》、《燒鹼密度的線上檢測》、《DCS對樹脂塔的程式控制》、《PH值的線上檢測與控制》、《現場匯流排技術在DCS中的應用》、《MACS-V在鹽化工中的應用》等。

緒論
0.1物件裝置簡介1
0.2過程檢測技術基礎3
0.2.1檢測儀錶的組成與結構形式4
0.2.2檢測儀錶的測量誤差4
0.2.3檢測儀錶的性能指標5
0.3程序控制技術基礎6
0.3.1程序控制系統的分類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物件特性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章儀錶的選用
1.1溫度儀錶的選用18
1.1.1測溫儀錶分類與性能特點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測溫儀錶的選用原則27
1.1.6測溫儀錶選型示例28
1.1.7測溫元件及儀錶的安裝29
1.2壓力儀錶的選用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彈簧管壓力錶34
1.2.4智能壓力變送器35
1.2.5現場匯流排壓力變送器39
1.2.6壓力儀錶的選用原則41
1.2.7壓力儀錶選型示例43
1.2.8壓力儀錶的安裝44
1.3流量儀錶的選用47
1.3.1流量檢測概述47
1.3.2流量儀錶的分類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流量儀錶選型示例58
1.4物位儀錶的選用59
1.4.1物位檢測概述59
1.4.2物位儀錶的分類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物位儀錶選型示例66
1.4.8物位儀錶的安裝68
1.5分析儀錶的選用70
1.5.1分析儀錶的基本知識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分析儀錶的選型73
1.5.6分析儀錶選型示例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儀錶位號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管道及儀錶流程圖的識圖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系統被控變數與操縱變數的選擇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水箱液位元控制系統設計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、副變數的選擇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鍋爐液位元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系統組態
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系統網路結構組成124
3.2.2系統網、控制網節點功能說明125
3.2.3項目與域126
3.2.4資訊安全129
3.2.5MACS-K系統的時鐘同步132
3.3DCS系統硬體設定133
3.3.1硬體設定的冗餘技術與原則133
3.3.2現場控制站組成135
3.3.3現場控制站硬體設定141
3.3.4操作站及網路設備的配置146
3.3.5系統組態總圖155
3.4DCS系統軟體配置156
3.4.1軟體配置的基本要求156
3.4.2系統軟體配置清單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系統軟體組成及安裝159
4.1.3HOLLiAS MACS V6.5系統組態步驟162
4.1.4組態輸入檔162
4.1.5系統的硬體設定166
4.2新建工程167
4.2.1設置工程基本資訊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專案管理170
4.2.8工程管理171
4.3控制站I/O組態174
4.3.1控制站硬體設定組態174
4.3.2I/O測點組態175
4.3.3協力廠商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儀錶的資料轉換邏輯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報表列印組態196

第5章建模與模擬
5.1模擬概述198
5.1.1模擬基本概念198
5.1.2模型及建模199
5.1.3模擬的應用200
5.2模擬軟體200
5.2.1軟體組成200
5.2.2功能說明201
5.2.3軟體使用204
5.3建模與模擬過程典型應用案例209
5.3.1模擬的基本步驟209
5.3.2建立系統模型209
5.4模擬工程實例224
5.4.1二階水箱模擬系統224
5.4.2反應釜模擬工程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自動調節系統的品質指標240

參考文獻

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