描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装国际标准书号ISBN: 9787122227232
2.《控制工程手册》着力创新、注重发展、体现特色，既有传统专业知识的介绍，更有在探索和研究中的新技术、新方法，可以启迪人们的创新思维，为我国信息化与工业化的深度结合贡献力量。
3.《控制工程手册》由孙优贤院士领衔编写，书中每一个知识点均由该方面国内的教授、专家和具有丰富实践经验的工程师来编写，直接参与本书编写的人员达40多位。
4.《控制工程手册》的出版将有力地弥补“控制工程和自动化”专业技术全书的空白。
本手册着力创新，突破了自动控制在流程工业中应用的限制，首次将装备自动化、企业能源管理、公用工程自动化纳入控制工程体系中来。本手册注意发展，既有传统专业知识的介绍，更有在探索和研究中的新技术、新方法。
本手册是面向控制领域工程技术人员和高校师生的实用型手册，旨在启迪相关行业丛业人员的创新思维。
第1篇自动检测仪表011
第1章测量技术基础12
1.1测量方法12
1.2测量误差及测量不确定度12
第2章温度测量仪表15
2.1概述15
2.2电接点温度计18
2.3热电偶22
2.4热电阻34
2.5辐射式测温仪表38
2.6红外测温仪表45
2.7红外热像仪46
2.8光导纤维红外测温仪47
参考文献49
第3章压力测量仪表50
3.1压力的概念及单位50
3.2应变式压力（差压）变送器52
3.3电容式压力（差压）变送器56
3.4差动电感压力（差压）变送器60
3.5振弦式压力（差压）变送器63
3.6硅谐振式压力（差压）变送器65
3.7压力开关68
3.8压力（差压）变送器安装与维护70
参考文献73
第4章流量测量仪表74
4.1概论74
4.2容积式流量计76
4.3浮子流量计80
4.4涡轮流量计83
4.5旋涡流量计89
4.6电磁流量计96
4.7超声流量计101
4.8节流式流量计107
4.9质量流量计117
4.10插入式流量计121
4.11明渠流量计123
4.12多相流测量127
参考文献139
第5章物位测量仪表141
5.1物位测量仪表及分类141
5.2浮力式液位计141
5.3差压式液位计146
5.4电容式物位测量仪表149
5.5超声波物位测量仪表151
5.6射线式物位测量仪表153
5.7雷达物位计155
参考文献159
第6章在线分析仪表160
6.1概述160
6.2热导式气体分析仪161
6.3红外气体分析仪165
6.4氧化锆氧分析仪170
6.5工业色谱分析仪174
6.6质谱仪及色谱质谱联用仪178
6.7pH计186
6.8工业电导率仪190
6.9半导体激光气体分析仪194
参考文献201
第7章机械量测量仪表202
7.1位移与角度传感器202
7.2速度测量仪表219
7.3转矩检测仪表227
7.4测力称重式仪表236
7.5核辐射测厚仪表246
7.6机器视觉250
7.7陀螺经纬仪253
参考文献257
第8章显示仪表258
8.1概述258
8.2模拟式显示仪表258
8.3数字显示仪表264
8.4智能显示仪表267
参考文献269
第9章执行机构和控制阀270
9.1执行器270
9.2气动执行器结构及分类 271
9.3控制阀274
9.4执行器的选型原则280
9.5电动执行器282
9.6智能式执行机构284
参考文献285
第10章防爆安全技术286
10.1防爆基础286
10.2仪表防爆技术292
10.3防爆仪表通用要求301
10.4隔爆型仪表306
10.5本质安全仪表309
10.6本质安全仪表系统317
参考文献327
第2篇计算机控制系统329
第1章可编程控制器PLC336
1.1概述336
1.2PLC的硬件系统340
1.3PLC软件配置350
1.4PLC应用系统设计356
1.5PLC应用系统软件设计365
1.6大中型PLC工程应用实例369
1.7PLC应用小程序实例374
参考文献376
第2章集散控制系统DCS377
2.1概述377
2.2通信网络381
2.3主要站点配置385
2.4异构系统互联407
2.5IEC 61131=3标准编程语言413
2.6高级应用421
2.7DCS大规模网络设计429
2.8国内外主要DCS产品434
2.9系统选型444
2.10工程应用446
2.11DCS的抗干扰措施464
2.12DCS应用案例466
参考文献478
第3章安全仪表系统SIS479
3.1概述479
3.2功能安全概论484
3.3安全仪表系统的硬件配置498
3.4安全仪表系统的软件配置506
3.5安全仪表系统的工程应用541
参考文献556
第4章成套专用控制系统557
4.1概述557
4.2成套专用控制系统的硬件系统558
4.3成套专用控制系统的软件系统563
4.4造纸过程成套专用控制系统564
4.5制药过程成套专用控制系统597
第5章监控软件617
5.1概述617
5.2监控软件主要功能和主要组成模块622
5.3监控软件的典型应用示例655
5.4监控软件的发展趋势662
5.5国内外监控软件产品简介665
参考文献671
第6章现场总线与工业以太网672
6.1概述672
6.2现场总线技术基础674
6.3主流现场总线技术679
6.4工业以太网725
6.5基于现场总线的网络化控制系统与互联技术746
6.6现场设备管理系统750
6.7现场总线的工程应用757
参考文献759
第7章工业物联网技术761
7.1概述761
7.2工业物联网关键技术762
7.3工业物联网相关标准766
7.4工业物联网典型应用776
参考文献786
第3篇控制工程方法787
第1章单回路控制器788
1.1传统PID控制方法788
1.2PID控制器的参数整定793
1.3新型PID控制方法798
1.4自抗扰控制器805
参考文献811
第2章先进控制813
2.1复杂控制系统813
2.2模型预测控制825
2.3自适应控制系统852
2.4控制862
2.5解耦控制869
参考文献875
第3章智能控制877
3.1智能控制基础877
3.2模糊控制880
3.3神经网络控制905
3.4专家控制932
参考文献956
第4章伺服控制958
4.1伺服系统及控制技术简介958
4.2电动伺服控制961
4.3气动伺服控制970
4.4液压伺服控制978
参考文献990
第5章间歇控制991
5.1间歇过程991
5.2间歇过程的控制994
5.3间歇过程控制实例——注塑成型过程控制1016
参考文献1037
第4篇控制工程技术1039
第1章信号处理和数据校正技术1040
1.1概述1040
1.2计算机数字信号处理1041
1.3过程数据校正1045
参考文献1052
第2章系统建模技术1054
2.1概述1054
2.2机理建模技术1054
2.3系统辨识技术1057
2.4智能建模技术1064
2.5混合建模技术1067
参考文献1070
第3章软测量技术1072
3.1软测量的基本概念1072
3.2基于机理分析的软测量建模技术1073
3.3基于回归分析的软测量建模技术1082
3.4基于状态估计的软测量技术1087
3.5基于支持向量机的软测量建模技术1091
3.6软测量系统的工程设计1096
参考文献1105
第4章过程优化技术1106
4.1化问题的基本概念1106
4.2化方法1108
4.3典型过程优化的工业应用1126
4.4过程优化商业软件简介1138
参考文献1141
第5章性能评估技术1142
5.1性能评估技术简介1142
5.2控制器性能评估流程1144
5.3控制器性能评估方法与技术1146
5.4控制器性能评估工业应用1156
参考文献1160
第6章故障诊断技术1162
6.1控制系统故障诊断技术1162
6.2动设备故障诊断技术1172
6.3故障预测技术1191
参考文献1196
第7章安全性技术1198
7.1概述1198
7.2功能安全1198
7.3控制系统网络安全1211
参考文献1216
索引1217
控制工程学科领域涉及现代数学方法，传感器与自动检测、人工智能与模式识别、自动测试与故障诊断、计算机应用与系统集成、自动控制理论与方法、计算机辅助设计与仿真、工业机器人与泛在网络等；应用领域涉及各种工业过程，数控装备、工程机械、轨道交通、工业机器人、企业能源管理，以及智能电网、智能交通、智能楼宇、智能矿山等公用工程；主要技术内容包括工业控制系统建模、控制、优化、调度、管理、故障诊断、远程维护等。
工业自动化技术如今已广泛应用于电力、化工、石化、冶金、建材、环保、机械、电子、建筑、交通、国防等领域，已成为提高劳动生产率、增加产量、提高质量、节约能源、降低能耗、减少排放、确保安全等的主要手段。控制工程主要技术手段包括先进检测技术、系统建模技术、软测量技术、先进控制技术、实时优化技术、故障诊断技术、仪器仪表技术、生产管理技术、优化调度技术、能源管理技术、生产制造执行系统等，这些技术对提升企业创新能力、提高综合经济效益、增强国际竞争力发挥着重要作用。
我国至今还没有一本涉及各个工程领域的控制工程手册。改革开放以来，我国国民经济健康快速发展，工业控制技术取得丰硕成果，工业控制系统在各个工程领域开花结果。为推动工业控制系统在现代工业生产中发挥更大的作用，我们编写了这套《控制工程手册》，它对于促进我国流程工业、装备制造业、国防工业的发展具有重要的指导意义。
我们提供给我国控制工程领域的高等院校、科研机构和工矿企业的广大专家学者、工程技术人员和研发人员的这套手册，不仅是一套具有实用性、指导性的手册，而且还是一套具有先进性、前瞻性的手册。纵览全书，其中涉及的工业控制系统全部在各个工业领域获得成功应用，显示出先进的技术经济指标，取得了重大的经济效益、社会效益和军事效益，具有很强的实用性。本手册的工程系统检测、建模、控制、优化、调度、管理、决策、诊断、运行等技术，系统、全面、先进，这些技术对其他领域的控制系统研究和应用具有重要的指导性。本手册还全面总结了三十多年来我国工业控制领域的新研究成果，概括了近我国工业自动化领域的39项国家技术发明奖和国家科学技术进步奖，彰显了手册的先进性。同时，本手册在所有篇章的后，都指出了技术的发展趋势，预测了可能出现的技术突破，显示了其前瞻性。
本手册总体架构以自动检测仪表与执行器、计算机控制系统等自动化工具为基础，以控制工程方法和控制工程技术为核心，以各种工业生产过程和机器装备的控制系统设计、分析、综合、运行为特色，全书共8篇59章，包括：
第1篇 自动检测仪表，包括测量技术基础，温度、压力、流量、物位测量仪表，在线分析仪表，机械量测量仪表，显示仪表，执行机构和控制阀，后还介绍了防爆安全仪表。
第2篇 计算机控制系统，包括可编程控制器PLC、集散控制系统DCS、安全仪表系统SIS、成套专用控制系统、监控软件、现场总线与工业以太网以及工业物联网。
第3篇 控制工程方法，包括单回路控制器、先进控制、智能控制、伺服控制和间歇控制。
第4篇 控制工程技术，包括信号处理和数据校正技术、系统建模技术、 软测量技术、过程优化技术、性能评估技术、故障诊断技术、安全性技术。
第5篇 工业过程控制，包括典型单元生产过程控制、炼油生产过程控制、石化生产过程控制、氯碱与化肥生产过程控制、 煤化工过程自动控制、火力发电过程控制、新能源发电自动控制、 钢铁生产过程控制、有色冶金生产过程控制、造纸生产自动控制、食品加工过程控制、生物制药过程自动控制、水泥生产过程自动控制、城市供水与污水处理过程自动控制。
第6篇 工业装备控制，包括数控系统、工业机器人、工程机械控制系统、轨道交通列车运行控制系统。
第7篇企业能源管理，包括企业能源管理模式与能源管理系统、企业能源管理主要功能、企业能源管理关键技术、钢铁企业能源管理系统、石化企业能源管理系统、水泥企业能源管理系统、有色企业能源管理系统、电力企业能源管理系统。
第8篇智能工程控制，包括智能电网、智能交通、 智能建筑、智能矿山。
本套手册的编写，从2011年开始启动，集聚了我国控制工程领域80多位深孚众望的专家学者，历经4年时间，召开了5次编委会全体会议，确定了本书的架构及主要内容，总结了控制工程的主要方法和技术，汇集了工程领域100多个控制系统的成功应用案例，并将39个工业控制系统及装备的国家技术发明奖和国家科学技术进步奖的应用案例搜集其中，所以这套《控制工程手册》是我国工业控制技术几十年来的工作总结，是我国控制工程未来的展望，是一套中国工业自动化领域的百科全书。
在本手册的编写过程中，所有编委所在单位以及工程应用单位给予了大力帮助与支持，在此谨表示衷心的感谢。
书中不足之处在所难免，恳请批评指正。
孙优贤
2015年9月
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