目錄
概論
第一節 控制儀錶與控制系統 001
第二節 控制儀錶及裝置的分類 002
一、按能源形式分類 002
二、按信號類型分類 002
三、按結構形式分類 002
第三節 聯絡信號和傳輸方式 003
一、聯絡信號 003
二、電信號傳輸方式 004
三、數字信號傳輸 006
第四節 安全防爆的基本知識和防爆措施 007
一、安全防爆的基本知識 007
二、防爆型控制儀錶 009
三、控制系統的防爆措施 010
第五節 安全儀錶系統概述 011
一、安全儀錶系統概念 011
二、過程工業中的風險降低機制 012
三、安全完整性等級 013
四、SIS 的冗餘結構 014
思考題與習題 015
第一章 變送器和轉換器
第一節 變送器的構成 016
一、構成原理 016
二、量程調整、零點調整和零點遷移 017
第二節 差壓變送器 018
一、力平衡式差壓變送器 018
二、電容式差壓變送器 027
三、擴散硅式差壓變送器 037
第三節 溫度變送器 038
一、四線制溫度變送器 039
二、兩線制溫度變送器 053
第四節 電/氣轉換器 054
一、概述 054
二、氣動控制儀錶的基本元件 054
三、電/氣轉換器工作原理和結構 057
第五節 智能變送器 058
一、概述 058
二、智能差壓變送器 059
三、智能溫度變送器 062
思考題與習題 065
第二章 模擬式控制器
第一節 控制器的運算規律和構成方式 066
一、概述 066
二、PID 控制器的運算規律 067
三、PID 控制器的構成 073
第二節 基型控制器 075
一、概述 075
二、輸入電路 076
三、PD 電路 077
四、PI 電路 079
五、PID 電路傳遞函數 082
六、輸出電路 083
七、手動操作電路 084
八、指示電路 087
思考題與習題 088
第三章 數字式控制器
第一節 概述 089
一、數字式控制器特點 089
二、基本構成 090
第二節 AI-759/759P 型控制器 096
一、主要特點 096
二、主要技術參數 096
三、顯示及操作 097
四、參數功能 097
五、程序控制(僅適用於AI-759P 型儀錶) 104
六、通信編程 105
七、應用實例 106
思考題與習題 109
第四章 執行器
第一節 執行器的組成及選擇 110
一、電動執行機構 110
二、氣動執行機構 114
三、閥門定位器 117
四、調節 機構 118
五、執行器的選擇 133
第二節 智能閥門定位器 138
一、概述 138
二、SIPART PS2 智能閥門定位器 138
思考題與習題 140
第五章 可編程控制器
第一節 概述 141
一、可編程控制器的特點 141
二、基本構成與工作過程 142
三、編程語言 143
第二節 FX 系列可編程控制器 145
一、組成 145
二、指令表和編程方法 151
三、應用舉例 175
第三節 S7 系列可編程控制器 179
一、組成 180
二、編程語言和程序結構 181
三、編程舉例 190
第四節 Micro850 控制器 192
一、硬件結構 192
二、Micro850 控制器編程軟件CCW 195
思考題與習題 199
第六章 集散控制系統
第一節 概述 201
一、集散控制系統的發展歷程 201
二、集散控制系統的特點 202
三、集散控制系統的結構 203
第二節 集散控制系統通信網絡 203
一、通信網絡的特點 204
二、網絡結構與通信介質 204
三、網絡通信協議 205
第三節 TPS 集散控制系統 207
一、概述 207
二、分散過程控制裝置 209
三、集中操作管理裝置 214
四、通信網絡 218
五、系統組態 219
六、應用 227
第四節 PCS 7 過程控制系統 232
一、概述 232
二、分散過程控制裝置 232
三、集中操作管理裝置 234
四、通信網絡 236
五、系統組態 236
六、應用 238
第五節 集散控制系統的可靠性 240
一、可靠性指標 240
二、提高系統可靠性的措施 242
思考題與習題 243
第七章 現場總線控制系統
第一節 概述 244
一、現場總線發展背景 244
二、現場總線的技術特點 245
三、現場總線國際標準 246
第二節 幾種流行的現場總線 250
一、Foundation Fieldbus 250
二、Profibus 254
三、LonWorks 257
四、CAN 260
五、DeviceNet 262
六、HART 263
第三節 實時工業以太網 264
一、概述 264
二、以太網用於工業現場的關鍵技術 265
三、基於Ethernet 的工控網絡結構 266
四、幾種典型的實時以太網 267
第四節 工業短程無線網絡 271
一、概述 271
二、工業短程無線網絡國際標準 272
三、工業短程無線技術的應用類別 273
第五節 現場總線控制系統的基本組成和實例 274
一、現場總線控制系統基本組成 274
二、現場總線控制系統實例 277
思考題與習題 283
附錄 本書主要符號說明
參考文獻
前言/序言
本書是在2013 年出版的《控制儀錶及裝置》(第四版)基礎上,為適應自動化技術迅速發展的形勢而修訂的。
《控制儀錶及裝置》以電子技術、微機原理、控制工程和計算機網絡技術為基礎,系統地闡述控制儀錶與裝置的結構、特點、功能和應用。全書共分七章,分別為變送器和轉換器、模擬式控制器、數字式控制器、執行器、可編程控制器、集散控制系統和現場總線控制系統。新版教材對前一版作了修改。在內容方面做了適當的增刪,主要體現在:概論部分增加了安全儀錶系統概述,變送器和轉換器部分增加了智能變送器,執行器部分增加了智能閥門定位器,模擬式控制器部分內容予以精簡;對數字式控制器、可編程控制器等部分予以精簡、更新和補充,以滿足自動化和儀錶類專業的教學要求。
本書強調儀錶的構成原理和分析方法,突出重點、抓住典型,注重理論聯繫實際,並引入最新儀錶技術和研究成果,力求在內容上反映自動化儀錶的先進水平。
修訂工作由孫自強、吳勤勤負責。參加本次教材修訂的還有王華忠(第三章 、第五章 )、劉笛(第六章 )等。
由於編著者水平有限,書中難免存在不足之處,懇請讀者批評指正。
編著者
2023年3月
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