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內容簡介:
本书详细介绍典型过程仪表与计算机控制装置的构成原理、结构特点、线路分析和使用方法,培养学生具有仪表和控制装置的分析能力和构成控制系统的能力。作者在编写中力求深入浅出、注重实效。将电动、气动调节仪表和数字式调节仪表有机地融合在一起;计算机控制装置突出共性问题;内容上尽可能反映自动化仪表的先进水平。
目錄 :
1概论1 11控制仪表与装置总体概述1 111自动控制系统和控制仪表1 112控制仪表与装置的分类及特点1 113信号制4 12仪表防爆的基本知识5 121防爆仪表的标准6 122控制仪表的防爆措施7 123控制系统的防爆措施8 13仪表的分析方法9 131采用单个放大器的仪表分析方法9 132采用运算放大器的仪表分析方法11 133仪表的分析步骤17 思考题与习题17 2控制器19 21控制规律19 211控制规律的表示方法19 212控制器的基本控制规律20 22模拟控制器32 221控制器的功能32 222基本构成环节的特性33 223 DDZⅢ型电动调节器37 224 DDZⅡ型电动调节器PID运算电路分析51 225微分先行PID运算电路分析54 226气动仪表PID运算分析55 23数字式控制器57 231数字式控制器构成原理58 232 SLPC可编程调节器63 思考题与习题78 3变送器80 31概述80 311变送器的构成原理80 312变送器的共性问题83 32差压变送器90 321膜盒式差压变送器90 322电容式差压变送器98 323扩散硅式差压变送器108 324智能式差压变送器111 33温度变送器115 331典型模拟式温度变送器116 332一体化温度变送器127 333智能式温度变送器132 思考题与习题135 4其他常用的单元仪表136 41开方器136 411开方器的作用136 412开方器的构成原理137 413DDZⅢ型开方器139 42积算器146 421积算的基本概念与原理146 422比例积算器150 423开方积算器155 43辅助单元仪表155 431安全栅155 432操作器157 433电源箱157 434电源分配器158 435信号分配器158 思考题与习题159 5执行器160 51概述160 511执行器在自动控制系统中的作用160 512执行器的构成160 513执行器的分类及特点160 514执行器的作用方式161 52执行机构161 521气动执行机构161 522电动执行机构163 523智能式电动执行机构166 53调节机构166 531调节机构的结构和特点166 532调节机构的工作原理169 533调节阀的流量系数170 534调节阀的可调比173 535调节阀的流量特性175 54执行器的选择计算180 541执行器结构形式的选择180 542调节阀流量特性的选择181 543调节阀的口径选择183 55阀门定位器185 551电气阀门定位器186 552气动阀门定位器188 553智能式阀门定位器188 思考题与习题190 6.计算机控制系统的基本知识191 61计算机控制系统概述191 611什么是计算机控制191 612计算机控制系统的基本组成192 613计算机控制系统的主要设计思想193 614计算机控制系统的发展过程196 615计算机控制的发展特征206 62网络通信基础202 621什么是计算机网络202 622计算机网络的发展203 623计算机网络的拓扑结构203 624网络传输介质205 63开放系统互联参考模型206 631层次结构206 632信息流动过程208 633各层的主要功能208 64 TCPIP协议212 641 TCPIP的基本情况213 642 TCPIP的层次结构213 643 TCPIP的数据传输过程215 644 IP协议215 645 TCP和UDP协议220 思考题与习题223 7可编程序控制器224 71概述224 711 PLC的产生224 712 PLC的特点225 713 PLC的分类226 714 PLC的发展趋势227 72 PLC基本工作原理228 721 PLC的基本组成228 722 PLC的基本工作原理235 73 S7300PLC及指令系统239 731系统组成241 732系统配置247 733指令系统简介252 734程序结构262 735网络通信267 74可编程控制器的应用271 741 PLC系统的基本设计内容271 742 PLC系统的硬件设计271 743 PLC系统的软件设计273 744应用实例分析274 思考题与习题281 8集散控制系统283 81概述283 811集散控制系统的基本概念283 812集散控制系统的特点283 813集散控制系统的发展趋势284 82 DCS的硬件体系结构286 821概述286 822现场控制单元287 823操作站291 83 DCS的软件系统293 831概述293 832现场控制单元的软件系统293 833操作站的软件系统295 834 DCS的组态(开发与生成)296 835 DCS中的先进控制技术299 836 OPC概述303 84集散控制系统的应用304 841工艺简介305 842系统的主要控制要求305 843系统控制方案305 844控制方案在DCS上的实现307 思考题与习题315 9现场总线控制系统316 91现场总线概述316 911什么是现场总线316 912现场总线的结构特点317 913现场总线的技术特征318 914现场总线国际标准化概况319 92基金会现场总线323 921 FF总线的通信模型324 922 H1总线协议数据的构成325 923 FF总线协议325 924网络拓扑和设备连接330 93 PROFIBUS现场总线333 931 PROFIBUS总线的技术特征333 932 PROFIBUSDP338 933 PROFIBUSPA341 934 PROFIBUSFMS343 935 PROFINet简介344 936 PROFIBUS协议的实现348 94几个具体问题的分析350 941 FCS与DCS的比较350 942现场总线技术与计算机通信技术的比较351 943现场总线技术的发展趋势352 思考题与习题353 10工业以太网355 101以太网(Ethernet)体系结构简介356 1011物理层356 1012 MAC层356 1013介质访问控制协议CSMACD357 1014冲突退避算法358 1015传输介质358 102工业以太网的通信线缆和连接件359 103以太网应用于工业现场的关键技术362 1031工业以太网通信的实时性362 1032工业以太网质量服务366 1033工业以太网的网络生存性369 1034工业以太网的网络安全373 1035总线供电与安全防爆技术375 1036互可操作性和远距离传输376 104工业以太网的应用377 1041典型工业以太网系统结构377 1042关于Ethernet“e”网到底377 思考题与习题379 附录部分科学名词及其缩写379 参考文献382
內容試閱 :
随着工业技术的更新,特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展,自动化仪表已经进入了计算机控制装置为主的时代。面对这样的现实,如何组织自动化仪表课程的教学内容,是亟待解决的问题。考虑到计算机控制装置是在控制仪表基础上发展起来的,许多基本概念和基本自动原理在控制仪表中更容易讲透彻、更容易学习掌握;变送器和执行器也是计算机控制装置在构成自动控制系统时不可缺少的环节;同时,在中国控制仪表仍然并将继续大量使用。总之,计算机控制装置是控制仪表的发展,控制仪表是计算机控制装置的基础。因此本书包括控制仪表和计算机控制装置两方面的内容,并力求反映国内外在自动化仪表方面的新成就。 自动化仪表是实现生产过程自动化必不可少的工具,自动控制系统要达到预期的控制效果,性能优良、质量可靠的自动化仪表是基础。本书从控制系统的要求出发,精选内容,突出重点,力求系统性、完整性和实用性。 本书具有如下特点。 ① 从控制理论角度,将电动控制仪表、数字式控制仪表、气动控制仪表有机地结合在一起;将控制仪表和计算机控制装置有机地结合在一起。 ② 根据控制系统的要求,以仪表功能为基础,突出仪表构成原理,抓住控制仪表与计算机控制装置的共性技术,注意理论与实践相结合以及注重仪表分析能力的培养和提高。 ③ 体现了自动化仪表发展的新水平和发展趋势。本书介绍了各种工业领域广泛使用的可编程序控制器PLC、集散型计算机控制系统DCS,在内容上包含了当今计算机技术、过程控制技术和网络通信技术以及相关领域的一些新进展、新方法;介绍了新一代现场总线控制系统、工业以太网;介绍了现场总线温度变送器;介绍了HART协议通信的压力变送器等。 ④ 本书提供PowerPoint计算机辅助教学软件,作为一种新的授课方式的尝试,并将免费提供采用本书作为教材的大专院校使用。如有需要,请发电子邮件至txh@cip.com.cn。 本书由浙江大学周泽魁教授主编,全书共10章,其中第1,3,5章由浙江大学周泽魁编写;第2章由浙江大学周泽魁、沈阳化工学院魏立峰编写;第4章由大连理工大学孙旭东编写;第6,7,9章由浙江大学张光新编写;第8章由沈阳化工学院魏立峰、浙大中控技术有限公司编写;第10章由浙江大学张光新、冯冬芹编写。 全书由吴钦炜先生、何国森教授审阅,在此深表感谢。 另外,由浙江大学、清华大学和天津大学联合编写的《检测控制仪表学习指导》将于2006年春天出版,该书收集了大量的例题与习题,给出了例题分析、题解与习题答案,欢迎广大师生及读者选用,相信会对学习检测及控制仪表等相关课程有很大的帮助。 由于时间仓促,编者水平有限,书中难免存在缺点和错误,恳请读者批评指正。