过程控制技术及实训（第二版）（张益）

本书采用知识与实训结合的教学方式，以过程控制系统的设计、安装、运行、调试、维护和监控为主线，内容包括过程控制基本知识、过程控制基本设备、单回路控制项目实训、温度位式控制项目实训、串级控制项目实训和比值控制项目实训等内容。本书重点介绍过程控制系统的综合控制方法，以培养学生的动手能力为主要目标，原理性内容描述尽量简化，旨在解决生产实际问题。

本书可作为普通三年制高职和中高职衔接高职阶段、成人教育等机电一体化专业、自动化专业等相关专业的教材，也可供相关技术人员参考。

 

第1章实训设备使用方法

1.1实训系统001

1.1.1概述001

1.1.2系统特点002

1.1.3实训装置的安全保护体系002

1.2过程控制对象实训装置002

1.2.1被控对象002

1.2.2检测装置004

1.2.3执行机构006

1.3智能电动调节阀的使用006

1.3.1执行器的作用006

1.3.2电动调节阀的结构与工作原理007

1.3.3电动调节阀的基本使用010

1.4过程综合自动化控制系统实训平台011

1.4.1控制屏组件011

1.4.2智能仪表控制组件013

1.4.3远程数据采集控制组件014

1.4.4PLC控制组件015

1.5智能调节器的使用017

1.5.1调节器的作用017

1.5.2AI-808人工智能调节器使用说明017

1.5.3智能PID调节器的参数设置017

1.5.4调节器的PID控制规律018

1.6软件概述025

1.6.1MCGS组态软件025

1.6.2西门子S7系列PLC编程软件025

1.6.3RemoDAQ8000 Utility软件025

1.7实训要求及安全操作规程025

1.7.1实训前的准备025

1.7.2实训过程的基本要求026

1.7.3实训安全操作规程026

第2章单回路控制系统知识及实训

2.1单回路控制系统的基础知识027

2.1.1单回路控制系统概述027

2.1.2单回路控制系统设计028

2.1.3控制器参数的整定方法035

2.1.4思考题037

2.2单容液位定值控制系统实训038

2.2.1实训目的038

2.2.2实训设备038

2.2.3实训原理038

2.2.4实训内容与步骤038

2.2.5实训报告要求041

2.2.6思考题041

2.3双容水箱液位定值控制系统实训042

2.3.1实训目的042

2.3.2实训设备042

2.3.3实训原理043

2.3.4实训内容与步骤043

2.3.5实训报告要求043

2.3.6思考题044

2.4三容水箱液位定值控制系统实训044

2.4.1实训目的044

2.4.2实训设备044

2.4.3实训原理044

2.4.4实训内容与步骤044

2.4.5实训报告要求045

2.4.6思考题045

2.5锅炉内胆水温定值控制系统实训046

2.5.1实训目的046

2.5.2实训设备046

2.5.3实训原理046

2.5.4实训内容与步骤047

2.5.5实训报告要求050

2.5.6思考题050

2.6锅炉夹套水温定值控制系统实训050

2.6.1实训目的050

2.6.2实训设备050

2.6.3实训原理050

2.6.4实训内容与步骤050

2.6.5实训报告要求052

2.6.6思考题053

2.7单闭环流量定值控制系统实训053

2.7.1实训目的053

2.7.2实训设备053

2.7.3实训原理053

2.7.4实训内容与步骤054

2.7.5实训报告要求054

2.7.6思考题054

第3章温度位式控制系统知识及实训

3.1位式控制的基础知识056

3.1.1位式控制基本概念056

3.1.2温度位式控制系统057

3.1.3思考题057

3.2锅炉内胆水温位式控制系统实训057

3.2.1实训目的057

3.2.2实训设备057

3.2.3实训原理057

3.2.4实验内容与步骤058

3.2.5实训报告要求060

3.2.6思考题061

第4章串级控制系统知识及实训

4.1串级控制系统的引入062

4.1.1课程导引——实验系统与工业系统的差别062

4.1.2实践体验——单回路控制系统的不足063

4.1.3集中讨论——克服流量干扰引起的液位波动063

4.1.4知识学习——串级控制系统064

4.1.5思考题066

4.2串级控制系统的基础知识066

4.2.1串级控制系统的结构066

4.2.2串级控制系统的分析066

4.2.3串级控制系统的设计071

4.2.4思考题074

4.3水箱液位串级控制系统实训074

4.3.1实训目的074

4.3.2实训设备074

4.3.3实训原理074

4.3.4实训内容与步骤075

4.3.5实训报告要求077

4.4三闭环液位控制系统实训078

4.4.1实训目的078

4.4.2实训设备078

4.4.3实训原理079

4.4.4实训内容与步骤079

4.4.5实训报告要求081

4.5锅炉夹套水温与内胆水温串级控制系统实训081

4.5.1实训目的081

4.5.2实训设备082

4.5.3实训原理082

4.5.4实训内容与步骤082

4.5.5实训报告要求083

4.5.6思考题083

4.6水箱液位与进水流量串级控制系统实训084

4.6.1实训目的084

4.6.2实训设备084

4.6.3实训原理084

4.6.4实训内容与步骤085

4.6.5实训报告要求088

4.6.6思考题089

第5章比值控制系统知识及实训

5.1比值控制系统的基础知识090

5.1.1比值控制方式091

5.1.2比值系数K的计算093

5.1.3比值控制系统的投运和控制器的整定094

5.1.4思考题095

5.2单闭环流量比值控制系统实训095

5.2.1实训目的095

5.2.2实训设备095

5.2.3实训原理095

5.2.4比值系数的计算096

5.2.5实训内容与步骤097

5.2.6实训报告099

5.2.7思考题099

5.3双闭环流量比值控制系统实训100

5.3.1实训目的100

5.3.2实训设备100

5.3.3实训原理100

5.3.4实训内容与步骤100

5.3.5实训报告101

5.3.6思考题101

参考文献

 

本书专为机电一体化技术、自动化技术等工科相关专业的普通高等职业教育和中高职衔接教育高职阶段学生学习过程控制技术技能课程编写，旨在指导学生通过实训课程，在实践中锻炼自己的动手能力，进而加深对课堂所学知识的理解。学习该课程之前，要求学生已经掌握高等数学知识、物理知识、自动控制原理知识、传感器知识和控制器知识等内容。该书主要内容包括过程控制基本原理、过程控制设备的使用、过程控制系统基本操作技能和运行维护。本次修订在版教材基础上增加了温度位式控制系统知识及实训，其他章节做了适当的改动。

本教材结合生产实际，以企业岗位能力为目标,实现理论与实践相融合的教学方法，以真实的工作任务为载体，通过做中学、学中做、学与考、过程评价与结果评价的有机结合，有效实施教学全过程，充分体现了“以教师为主导，以学生为主体”的教学理念，适合高职高专机电一体化技术、自动化技术等相关专业学生使用。

全书共分为五章，由天津轻工职业技术学院张益编写，天津轻工职业技术学院王建明教授审查了全稿，提出了许多宝贵意见，在此表示感谢。

由于编者水平有限，不尽人意之处在所难免，恳请读者指正。

编者

2020年8月