本書針對工藝操作專業(yè)人員在實際中的操作問題，精選了有關內(nèi)容，避免了過多的理論闡述，注重實際應用。書中主要介紹了化工自動化裝置及化工自動化的基礎知識，包括化工生產(chǎn)過程中的壓力、流量、物位、溫度、成分的測量及相應的常見儀表的結構、特點和使用，并以工藝操作為出發(fā)點，介紹了簡單控制系統(tǒng)、復雜控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)過程中的應用。書中配有習題，根據(jù)內(nèi)容的要求安排有技能訓練。
本書適用于二、三年制化工技工學校和中等職業(yè)學校工藝類專業(yè)，也可作為化工、煉油、冶金、輕工等行業(yè)的培訓教材。
緒論 1
一、化工自動化的意義 1
二、化工儀表及自動化的發(fā)展過程 1
三、化工儀表及化工自動化系統(tǒng)的分類 1
四、本課程的內(nèi)容及要求 3
習題 3
第一章 化工測量及顯示儀表 4
第一節(jié) 測量儀表的基礎知識 4
一、測量誤差 4
二、測量儀表的品質(zhì)指標 5
三、測量儀表的構成和分類 6
第二節(jié) 壓力測量 7
一、壓力測量的基本知識 7
二、彈性式壓力計 9
三、電接點壓力表 11
技能訓練1：彈簧管壓力表的校驗 12
第三節(jié) 流量測量 14
一、流量測量的基本知識 14
二、差壓式流量計 15
三、轉(zhuǎn)子流量計 21
四、其他流量計測量原理簡介 23
技能訓練2：壓力/差壓變送器現(xiàn)場調(diào)研 29
技能訓練3：差壓變送器的校驗 30
第四節(jié) 液位測量 32
一、物位測量的基本知識 32
二、差壓式液位計 33
三、其他液位計簡介 35
第五節(jié) 溫度測量 42
一、溫度測量的基本知識 42
二、化工生產(chǎn)常用測溫儀表 43
三、測溫元件 46
四、非接觸式測溫 52
五、溫度變送器 56
六、測溫儀表的選用及安裝 57
第六節(jié) 顯示儀表 58
一、概述 58
二、數(shù)字式顯示儀表(數(shù)顯表) 58
三、常規(guī)數(shù)顯表 60
四、無紙記錄儀表 62
五、觸摸屏 64
技能訓練4：智能數(shù)顯表的使用 64
習題 67
第二章 自動成分分析儀表70
第一節(jié) 概述70
第二節(jié) 熱導式氣體分析器 71
一、基本知識 71
二、熱導式氣體分析器的測量原理 72
三、RD-004型熱導式H2 分析器 73
第三節(jié) 氧化鋯分析儀 75
一、氧化鋯探頭 76
二、溫度調(diào)節(jié)器與顯示儀表 77
三、氧化鋯分析儀安裝注意事項 77
第四節(jié) 原子吸收分光光度計 77
一、原子吸收光譜法 77
二、原子吸收分光光度計的結構及原理 78
三、單色器 80
四、檢測器 80
第五節(jié) 傅里葉變換紅外光譜儀 81
一、基本知識 81
二、傅里葉變換紅外光譜儀 81
第六節(jié) 氣相色譜分析儀 83
一、基本知識 83
二、氣相色譜儀的組成及工藝流程 84
第七節(jié) 工業(yè)pH值酸度計 86
一、工業(yè)pH計的測量原理 86
二、電極的結構 86
第八節(jié) 微量水分析儀 88
一、基本知識 88
二、微量水分析儀組成 89
三、特點與注意事項 89
第九節(jié) 有害氣體報警器 89
一、有害氣體報警器的分類 90
二、有害氣體報警器的結構 90
三、常用檢測器 91
四、有害氣體報警器特點 92
五、有害氣體報警器選用原則 93
習題 93
第三章 自動控制儀表 95
第一節(jié) 控制器原理及面板功能介紹 95
一、基型控制器的原理 95
二、DTC-3110型刻度控制器的外形結構 96
三、DDZ-Ⅲ型控制器的操作要點 98
技能訓練5：DDZ-Ⅲ型基型控制器的使用 98
第二節(jié) 控制規(guī)律 102
一、雙位控制 103
二、比例控制 104
三、積分控制 106
四、微分控制 107
第三節(jié) 單元組合儀表的基本知識 109
一、單元組合儀表與自動控制系統(tǒng) 109
二、DDZ-Ⅲ型儀表的特點 110
三、DDZ-Ⅲ型儀表的命名法 112
第四節(jié) 數(shù)字控制器概述 112
一、數(shù)字控制器常見類型 113
二、智能化測控儀表的基本構成 113
第五節(jié) 數(shù)字調(diào)節(jié)器 114
第六節(jié) 可編程控制器 116
一、PLC的特點 116
二、PLC的應用領域 117
三、PLC的硬件構成 118
四、PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言 122
五、PLC的工作過程 122
六、S7-300 PLC簡介 122
技能訓練6：變頻器+PLC+觸摸屏設計 123
習題 126
第四章 執(zhí)行器 128
第一節(jié) 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 128
一、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結構及工作原理 128
二、調(diào)節(jié)閥的種類 131
第二節(jié) 閥門定位器 132
一、配薄膜執(zhí)行機構的氣動閥門定位器 133
二、配薄膜執(zhí)行機構的電-氣閥門定位器 133
第三節(jié) 電動執(zhí)行器 134
第四節(jié) 其他執(zhí)行器簡介 135
一、液動執(zhí)行器 135
二、疏水閥 135
三、保位閥 136
四、限流閥 136
五、止回閥 136
六、呼吸閥 137
七、排泥閥 138
八、圓頂閥 138
九、自力閥 139
技能訓練7：帶閥門定位器的調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場校驗 140
習題 142
第五章 化工自動化基礎 144
第一節(jié) 化工自動化的基礎知識 144
一、人工調(diào)節(jié)和自動控制 144
二、自動控制系統(tǒng)的組成及分類 145
三、自動控制系統(tǒng)的過渡過程及品質(zhì)指標 146
四、影響控制系統(tǒng)的過渡過程的主要因素 148
第二節(jié) 簡單控制系統(tǒng) 154
一、簡單控制系統(tǒng)的組成 154
二、簡單控制系統(tǒng)的投運 154
三、控制系統(tǒng)中常見問題及處理方法 156
技能訓練8：簡單控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定 157
第三節(jié) 復雜控制系統(tǒng) 158
一、串級控制系統(tǒng) 158
二、均勻控制系統(tǒng) 160
三、比值控制系統(tǒng) 161
四、多沖量控制系統(tǒng) 163
第四節(jié) 典型控制系統(tǒng)方案介紹 164
一、流體傳送設備的自動控制方案 164
二、傳熱設備的自動控制方案 165
三、精餾設備的自動控制方案 167
四、反應器的自動控制方案 168
技能訓練9：差壓變送器校驗與串級控制回路聯(lián)校 169
習題 172
第六章 集散型控制系統(tǒng) 174
第一節(jié) 集散型控制系統(tǒng)概述 174
一、集散型控制系統(tǒng)的相關基本概念 174
二、集散型控制系統(tǒng)的特點 176
三、集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 176
第二節(jié) 集散型控制系統(tǒng)的體系結構 177
第三節(jié) 集散型控制系統(tǒng)的構成 178
一、DCS系統(tǒng)的總體構成 178
二、人-機接口的構成 179
第四節(jié) 集散型控制系統(tǒng)的組態(tài) 184
第五節(jié) 中控集散型控制系統(tǒng)的組態(tài)案例分析 185
一、工藝分析 185
二、DCS硬件組成 186
三、組態(tài) 186
第六節(jié) 和利時集散型控制系統(tǒng)的組態(tài)案例分析 200
一、工藝分析 200
二、硬件組成 201
三、組態(tài) 201
第七節(jié) 集散型控制系統(tǒng)的投運操作 209
一、DCS控制系統(tǒng)的投運操作步驟 209
二、投運操作記錄 210
第八節(jié) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 212
一、現(xiàn)場總線的概念 212
二、現(xiàn)場總線的實質(zhì)和優(yōu)點 212
三、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結構 213
四、主流現(xiàn)場總線簡介 214
五、PROFIBUS總線應用案例 215
習題 215
參考文獻 217
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