本书讨论过程控制系统的结构、原理、特点、适用场合、系统分析和应用注意事项等问题,并与工艺设备和工业生产过程中控制系统的应用结合。本书理论与实际结合，在第二版的基础上，增补了近年来控制工程领域的新成果，并增加了设计应用示例，为适应网络教学的要求，对编排和内容进行了重新编写。本书共分9章。分别按控制结构、工业过程设备等内容进行讨论。第1部分内容涉及建立被控过程的数学模型、简单控制系统各组成环节的分析和相互影响；常见的串级控制、均匀控制、前馈控制、比值控制、分程控制、选择性控制、双重控制和基于模型计算的控制系统
《过程控制工程（第三版）》采用符合国家标准GB2625和HG20505规定的过程检测和控制流程图用的工程设计符号。《过程控制工程（第三版）》提供有关控制方案的设计示例。为便于应用，本次改版增加简单控制系统的整定计算公式、串级控制系统的整定计算公式，并增加了其他复杂控制系统的控制器参数整定等内容。MATLAB语言是科学计算语言，它在国外已被广泛应用于控制系统的分析设计和应用，并发挥极其重要的作用。本次改版增强这方面内容，例如，精馏塔动态模型的仿真研究，并在课件中增加了有关控制系统的SIMULINK仿真等，便于读者应用MATLAB/SIMULINK平台对控制方案进行分析和设计。增强了有关基础知识内容的介绍，以有利于广大学生的学习和掌握。学有余力的学生可参考有关资料学习。节能减排得到广泛重视，变频调速已经在流体输送设备获得广泛应用，并取得经济效益。为此，“流体输送设备的控制”章增加变频调速控制、变频调速和控制阀并存时的控制等内容，以适应日益增长的应用要求。7。采用容易操作的PPT重新编写CAI课件。间歇过程的控制与连续过程的控制各有不同特点，随着工业生产过程的精细化，对间歇过程的控制提出更高要求，为此，这次改版对间歇过程的控制特点、管理等内容进行介绍。为便于练习，本书配套的习题解答将另行出版发行。
网络教育是依托现代信息技术进行教育资源传播、组织教学的一种崭新形式，它突破了传统教育传递媒介上的局限性，实现了时空有限分离条件下的教与学，拓展了教育活动发生的时空范围。从1998年9月教育部正式批准清华大学等4所高校为国家现代远程教育第一批试点学校以来，我国网络教育历经了8年发展期，目前全国已有67所普通高等学校和中央广播电视大学开展现代远程教育，注册学生超过300万人，毕业学生100万人。网络教育的实施大大加快了我国高等教育的大众化进程，使之成为高等教育的一个重要组成部分；随着它的不断发展，也必将对我国终身教育体系的形成和学习型社会的构建起到极其重要的作用。
华东理工大学是国家“211工程”重点建设高校，是教育部批准成立的现代远程教育试点院校之一。华东理工大学网络教育学院凭借其优质的教育教学资源、良好的师资条件和社会声望，自创建以来得到了迅速的发展。但网络教育作为一种不同于传统教育的新型教育组织形式，如何有效地实现教育资源的传递，进一步提高教育教学效果，认真探索其内在的规律，是摆在我们面前的一个新的、亟待解决的课题。为此，我们与有关出版社合作，组织了一批多年来从事网络教育课程教学的教师，结合网络教育学习方式，陆续编撰出版一批包括图书、课程光盘等在内的远程教育系列教材，以期逐步建立以学科为先导的、适合网络教育学生使用的教材结构体系。
何衍庆，华东理工大学自动化系，教授，1上海市育才奖 1999.9 上海市教育委员会
2华东理工大学本科教学一等奖 1999 华东理工大学
3《过程控制工程》CAI课件 网上课件提名奖 2000，教育部
4《集散控制系统原理及应用（第二版）》二等奖 2003，中石化优秀教材二等奖
5《可编程控制器原理及应用技巧（第二版）》二等奖 2003，中石化优秀教材二等奖
6《乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术》获国家科技进步奖 二等奖2003（第九位）
7《对二甲苯氧化反应进料催化剂浓度和产品质量实时优化操作》获中国石化集团公司科学技术进步奖 三等奖 2001（第三位）
第1章绪论1
1．1过程控制工程课程的目的与任务1
1．2过程控制概述2
1．3过程控制的发展和趋势3
习题和思考题6
第2章过程动态数学模型7
2．1被控过程动态数学模型和建模7
2．1．1被控过程的数学模型7
2．1．2被控过程动态数学模型的建立8
2．2过程特性对控制性能指标的影响13
2．2．1自衡的非振荡过程特性对控制性能指标的影响13
2．2．2控制系统的确定14
习题和思考题15
第3章单回路控制系统16
3．1控制系统组成和控制性能指标16
3．1．1控制系统的组成16
3．1．2控制系统的控制性能指标19
3．2检测变送环节22
3．2．1检测变送环节的性能22
3．2．2检测变送信号的数据处理24
3．3执行器环节26
3．3．1执行器概述26
3．3．2控制阀流量特性28
3．3．3控制阀流量特性的选择30
3．3．4阀门定位器的正确使用33
3．3．5其他执行器34
3．4控制器的控制算法35
3．4．1模拟PID控制算法35
3．4．2数字PID控制算法44
3．4．3开关控制48
3．5控制器参数整定和控制系统投运49
3．5．1控制器参数整定原则49
3．5．2控制器参数整定方法50
3．5．3控制系统的投运和维护53
3．6简单控制系统设计实例54
3．6．1变换炉生产工艺过程简介54
3．6．2控制方案分析54
3．6．3检测变送仪表和控制仪表的选型55
习题和思考题56
第4章常用复杂控制系统58
4．1串级控制系统58
4．1．1基本原理、结构和性能分析58
4．1．2串级控制系统设计和工程应用中的问题62
4．1．3串级控制系统中控制器的参数整定和系统投运66
4．1．4串级控制系统设计示例67
4．2均匀控制系统69
4．2．1基本原理和结构69
4．2．2均匀控制系统中控制器的参数整定70
4．2．3均匀控制系统设计示例71
4．3前馈控制系统72
4．3．1基本原理、结构和性能分析72
4．3．2前馈控制系统设计和工程应用中的问题75
4．3．3前馈控制系统的参数整定和投运78
4．3．4多变量前馈控制系统78
4．3．5前馈控制系统设计示例79
4．4比值控制系统80
4．4．1基本原理、结构和性能分析80
4．4．2比值控制系统的实施81
4．4．3比值控制系统设计和工程应用中的问题83
4．4．4比值控制系统的参数整定和投运85
4．4．5比值控制系统设计示例85
4．5分程控制系统88
4．5．1基本原理、结构和性能分析88
4．5．2分程控制系统设计和工程应用中的问题88
4．5．3分程控制系统设计示例91
4．6选择性控制系统91
4．6．1基本原理、结构和性能分析91
4．6．2选择性控制系统设计和工程应用中的问题93
4．6．3选择性控制系统与其他控制系统的结合93
4．6．4选择控制系统设计示例94
4．7双重控制系统96
4．7．1基本原理、结构和性能分析96
4．7．2双重控制系统设计和工程应用中的问题97
4．7．3双重控制系统设计示例98
4．8根据模型计算的控制系统99
4．8．1根据模型计算测量值的控制系统99
4．8．2根据模型计算设定值的控制系统100
4．8．3非线性控制102
4．8．4根据模型计算的控制系统设计示例104
习题和思考题106
第5章先进控制系统109
5．1预测控制109
5．1．1预测控制109
5．1．2预测控制系统实施时的注意事项112
5．1．3预测控制系统设计示例113
5．2解耦控制118
5．2．1系统关联分析和相对增益118
5．2．2解耦控制系统的设计和工程应用中的问题121
5．2．3解耦控制系统设计示例126
5．3软测量和推断控制130
5．3．1软测量技术130
5．3．2推断控制系统132
5．3．3软测量和推断控制设计示例133
5．4时滞补偿控制134
5．4．1史密斯预估补偿控制135
5．4．2内模控制136
5．4．3增益自适应补偿控制138
5．4．4观测补偿控制138
5．4．5时滞补偿控制系统设计示例140
5．5智能控制142
5．5．1概述142
5．5．2模糊控制142
5．5．3神经网络控制146
5．5．4智能控制系统设计示例149
5．6间歇过程的控制151
5．6．1间歇过程的特点151
5．6．2间歇过程的控制152
5．6．3间歇过程控制系统的特殊控制154
5．6．4间歇生产过程的生产计划和调度155
习题和思考题159
第6章流体输送设备的控制161
6．1泵和压缩机的基本控制161
6．1．1离心泵的控制161
6．1．2容积式泵的控制163
6．1．3风机的控制164
6．1．4压缩机的控制165
6．2离心压缩机的防喘振控制166
6．2．1离心压缩机的喘振166
6．2．2离心压缩机防喘振控制系统的设计和应用时的注意事项167
6．2．3离心压缩机防喘振控制系统设计示例171
6．3变频调速技术的应用172
6．3．1概述172
6．3．2离心风机的变频调速控制174
6．3．3离心式泵的变频调速175
6．3．4变频调速控制系统设计示例176
习题和思考题178
第7章传热设备的控制179
7．1传热设备的特性179
7．1．1热量传递方式179
7．1．2换热器静态特性180
7．2一般传热设备的控制183
7．2．1一般传热设备的基本控制183
7．2．2一般传热设备的复杂控制184
7．3锅炉设备的控制185
7．3．1锅炉汽包水位的控制186
7．3．2蒸汽过热系统的控制189
7．3．3锅炉燃烧控制系统189
7．4加热炉的控制193
7．4．1加热炉的简单控制193
7．4．2加热炉的复杂控制193
7．4．3加热炉的安全联锁保护系统194
7．5蒸发器的控制195
7．5．1蒸发器的特性195
7．5．2蒸发器的控制195
7．6工业窑炉的控制196
7．6．1陶瓷窑炉的控制196
7．6．2玻璃熔窑的控制198
7．6．3水泥窑炉的控制200
习题和思考题201
第8章精馏塔的控制203
8．1概述203
8．1．1精馏塔的控制目标203
8．1．2精馏塔扰动分析205
8．2精馏塔的特性205
8．2．1物料平衡和内部物料平衡205
8．2．2能量平衡206
8．2．3进料浓度zF和流量F对产品质量的影响及控制策略208
8．2．4精馏塔动态模型210
8．3精馏塔的基本控制213
8．3．1精馏塔的被控变量213
8．3．2精馏塔的基本控制215
8．4复杂控制系统在精馏塔中的应用219
8．4．1串级控制219
8．4．2前馈-反馈控制219
8．4．3选择性控制219
8．4．4节能控制222
习题和思考题227
第9章化学反应器的控制228
9．1概述228
9．1．1化学反应器的类型和控制要求228
9．1．2化学反应器的特性229
9．2化学反应器的控制235
9．2．1出料成分的控制235
9．2．2反应过程的工艺状态参数作为间接被控变量235
9．2．3pH控制236
9．2．4化学反应器的推断控制237
9．2．5稳定外围的控制238
9．2．6开环不稳定反应器的控制239
9．3典型化学反应过程的控制系统设计示例241
9．3．1合成氨过程的控制241
9．3．2催化裂化过程反应-再生系统的控制243
习题和思考题244
附录管道仪表流程图的设计符号245
模拟试题248
参考文献250
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