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1.1 自动化仪表及其发展概述1

第1章 绪论1

1.2 电动单元组合自动化仪表及其控制系统的组成3

1.3 自动化仪表测控系统5

1.3.1 典型自动化仪表测控制系统5

1.3.2 检测仪表控制系统结构分析7

1.4 仪表的基本技术指标7

1.4.1 测量范围、上下限及量程8

1.4.2 零点迁移和量程迁移8

1.4.4 误差9

1.4.3 灵敏度和分辨率9

1.4.5 精确度10

1.4.6 滞环、死区和回差11

1.4.7 重复性和再现性12

1.4.8 可靠性12

1.5 自动化仪表技术发展趋势13

本章小结13

思考题与习题14

2.1.1 温度与温标15

第2章 检测仪表15

2.1 温度检测仪表15

2.1.2 测温方法16

2.1.3 膨胀式温度计16

2.1.4 热电偶温度计17

2.1.5 热电阻温度计26

2.1.6 辐射测温仪表29

2.1.7 温度变送器32

2.2.1 压力的概念和表示方法40

2.2 压力的检测40

2.2.2 压力的检测方法和检测仪表41

2.2.3 弹性式压力仪表42

2.2.4 电气式压力仪表43

2.2.5 压力和差压变送器46

2.2.6 压力表的选用与安装53

2.3 流量检测仪表54

2.3.1 流量的基本概念54

2.3.2 流量检测方法与仪表55

2.3.3 差压式流量计56

2.3.4 转子流量计59

2.3.5 电磁流量计61

2.3.6 超声波流量计62

2.3.7 质量流量计64

2.3.8 相关流量计65

2.4 物位检测仪表67

2.4.1 物位的定义及物位检测仪表的分类67

2.4.2 静压式液位计68

2.4.3 浮力式液位计71

2.4.4 电容式物位计73

2.4.5 超声波式物位仪表75

2.4.6 物位开关77

2.5 成分分析仪表78

2.5.1 成分分析方法及其分类78

2.5.2 热导式气体分析仪78

2.5.3 红外线气体分析仪83

2.5.4 色谱分析仪85

2.5.5 氧含量的检测87

2.6.1 位移检测仪表89

2.6 机械量检测仪表89

2.6.2 速度检测91

2.6.3 加速度检测96

本章小结99

思考题与习题99

第3章 连续调节器102

3.1 调节器的调节规律102

3.2.1 PID调节器的阶跃响应104

3.2.2 PID调节器的频率特性104

3.2 PID调节器的阶跃响应和频率特性104

3.3 PID调节器线路实例106

3.3.1 输入电路107

3.3.2 比例微分电路108

3.3.3 比例积分电路109

3.3.4 输出电路112

3.3.5 调节器的整机传递函数113

3.3.6 手动操作电路114

3.3.7 指示电路115

思考题与习题116

本章小结116

第4章 数字控制仪表118

4.1 数字控制仪表118

4.1.1 数字控制技术的发展118

4.1.2 数字控制系统的常用机型119

4.1.3 数字控制系统的分类122

4.2 数字控制算法124

4.2.1 基本数字PID控制算法125

4.2.2 改进型数字PID控制算法129

4.2.3 字长与采样周期的选择133

4.3 可编程序控制器135

4.3.1 可编程序控制器概述135

4.3.2 可编程控制器基本工作原理137

4.3.3 S7—200可编程控制器系统组成142

4.3.4 S7—200可编程控制器的指令系统145

4.3.5 可编程控制器控制系统设计164

4.3.6 S7—200可编程控制器应用实例167

4.3.7 S7—300可编程控制器简介171

思考题与习题175

本章小结175

第5章 执行器和防爆栅177

5.1 执行器177

5.1.1 气动执行器177

5.1.2 电-气转换器183

5.1.3 阀门定位器184

5.2 防爆栅189

5.2.1 安全火花防爆系统的概念189

5.2.2 安全火花防爆的等级190

5.2.3 防爆栅的基本工作原理191

5.2.4 隔离式防爆栅192

本章小结197

思考题与习题197

第6章 智能仪表与虚拟仪器198

6.1 智能仪表概述198

6.1.1 智能仪表的定义198

6.1.2 智能仪表的基本组成198

6.1.3 智能仪表的功能199

6.1.4 智能仪表的发展概况199

6.2.1 模拟量输入通道形式200

6.2 智能仪表硬件设计200

6.2.2 前置通道接口设计202

6.2.3 A/D接口技术204

6.2.4 D/A接口技术209

6.2.5 数据通信及接口设计212

6.3 智能仪表的软件设计214

6.3.1 软件设计方法214

6.3.2 软件系统组成215

6.4.1 硬件抗干扰技术216

6.4 抗干扰技术216

6.4.2 软件抗干扰技术218

6.5 智能仪表的测量与控制算法220

6.5.1 数字滤波算法220

6.5.2 量程自动转换与标度变换223

6.5.3 PID控制算法225

6.6 智能仪表设计实例——智能温度测控仪229

6.7 虚拟仪器技术230

6.7.1 虚拟仪器的概念230

6.7.2 LABVIEW简介231

本章小结233

思考题与习题234

第7章 自动化仪表应用实例236

7.1 大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制236

7.1.1 大中型工业锅炉的工艺过程236

7.1.2 锅炉汽包水位的检测与控制237

7.2 石油蒸馏装置中的检测与控制244

7.2.1 连续精馏的工艺流程和装置244

7.2.2 精馏过程的控制目标244

7.2.3 精馏过程的静态和动态特性245

7.2.4 精馏塔质量指标的选取250

7.2.5 精馏过程的基本控制方案252

7.3 传热设备的控制258

7.3.1 传热设备的结构和特性258

7.3.2 换热器的控制263

7.3.3 加热炉的控制266

本章小结274

思考题与习题274

附表 标准化热电偶分度表275

参考文献283