《化工儀表與自動(dòng)控制技術(shù)》聚焦于高職本科的高技能人才培養(yǎng)，內(nèi)容強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、系統(tǒng)性和先進(jìn)性。采用理實(shí)一體化教學(xué)方式，通過簡單與復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn)項(xiàng)目，結(jié)合檢測與控制儀表、簡單與復(fù)雜控制系統(tǒng)、儀表與計(jì)算機(jī)控制，由淺入深地提升學(xué)生的能力。全書以項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，將化工儀表、控制系統(tǒng)及集散控制系統(tǒng)的理論與實(shí)踐教學(xué)融合，通過任務(wù)分析、知識(shí)鏈接、任務(wù)實(shí)施與任務(wù)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在技能訓(xùn)練中深化理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升綜合能力，旨在使學(xué)生掌握控制系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)、調(diào)試及集散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài)方法，為快速適應(yīng)工廠控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。本書可作為高職本科和高職�？茖W(xué)�；ぜ夹g(shù)類等專業(yè)的師生教學(xué)用書，也可供從事化工儀表自動(dòng)化領(lǐng)域的企業(yè)員工參考。
隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn)，新一代信息、生物、新材料、新能源等技術(shù)不斷突破，并與先進(jìn)制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了相關(guān)技術(shù)支持。先進(jìn)的化工儀表及自動(dòng)控制技術(shù)在化工生產(chǎn)運(yùn)行裝置中的應(yīng)用就顯得尤為重要，離開先進(jìn)的化工工藝運(yùn)行控制技術(shù)的運(yùn)用，工藝介質(zhì)與工藝裝置中的運(yùn)行參數(shù)如流量、溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速等參數(shù)系統(tǒng)，就無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測、顯示、自動(dòng)控制和聯(lián)鎖保護(hù)。本科層次職業(yè)教育，簡稱高職本科教育，是國家在高等職業(yè)教育中開展的本科層次的職業(yè)教育，主要培養(yǎng)高層次、高技能的應(yīng)用技術(shù)型人才。為滿足本科職業(yè)教育的教學(xué)需要，開發(fā)了本教材。
本書緊緊圍繞本科層次職業(yè)教育的高層次、高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，內(nèi)容上突出實(shí)踐性、實(shí)用性和先進(jìn)性，理論知識(shí)以夠用為宜，突出實(shí)踐能力培養(yǎng)。采用理實(shí)一體化教學(xué)方式，內(nèi)容編排上通過簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與投運(yùn)、復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與投運(yùn)、集散控制系統(tǒng)的組態(tài)與監(jiān)控三個(gè)項(xiàng)目將檢測儀表與控制儀表、簡單控制系統(tǒng)與復(fù)雜控制系統(tǒng)、儀表控制與計(jì)算機(jī)控制有機(jī)地結(jié)合，由淺入深、由簡單到復(fù)雜，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和實(shí)際儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行工作過程要求。采用項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，將化工儀表、控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過任務(wù)分析、知識(shí)鏈接、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)將理論教學(xué)過程融入技能訓(xùn)練中，在技能訓(xùn)練中加深對理論知識(shí)的理解和掌握，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，使學(xué)生真正掌握控制系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)和調(diào)試方法以及集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組態(tài)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)校所學(xué)的知識(shí)與工廠實(shí)際需求的有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生走上工作崗位后迅速掌握工廠的控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
本書由常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉書凱、蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)王銀鎖擔(dān)任主編，蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)慕紅梅擔(dān)任副主編，河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院張志華教授擔(dān)任主審。其中，項(xiàng)目一由蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)慕紅梅，河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院王慧芳，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉書凱，湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院曾春霞，濰坊職業(yè)學(xué)院齊云國、賈玉玲，蘭州石化公司董銳編寫；項(xiàng)目二由蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)張富玉、王銀鎖、李海霞編寫；項(xiàng)目三由常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉書凱、唐詠編寫。劉書凱負(fù)責(zé)擬訂大綱并統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中參考了相關(guān)書籍和文獻(xiàn)資料，在此，編者致以誠摯的謝意!
由于水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評(píng)指正。
編者
2024年8月
劉書凱，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，從教20余年，主講工業(yè)電氣及自動(dòng)化、集散控制系統(tǒng)組態(tài)及應(yīng)用、可編程控制器應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)線組態(tài)與調(diào)試等課程，具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)能力。主（參）編過多本教材，例如《可編程序控制器及應(yīng)用項(xiàng)目化教程》、《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》、《工業(yè)電器與自動(dòng)化》、《生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)》等。承擔(dān)了國家 級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)高職院校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)3T模式的實(shí)踐與探索等課題，2018年被評(píng)為機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育技能大賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師。校級(jí)教學(xué)名師、師德標(biāo)兵、技術(shù)能手、專業(yè)帶頭人、就業(yè)先進(jìn)個(gè)人。
項(xiàng)目一簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與投運(yùn) 1
項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容 1
項(xiàng)目學(xué)習(xí)計(jì)劃 4
任務(wù)一簡單控制系統(tǒng)認(rèn)知 5
【任務(wù)描述】 5
【任務(wù)分析】 6
【知識(shí)鏈接】 6
一、識(shí)讀工藝流程圖 6
二、認(rèn)識(shí)簡單控制系統(tǒng)的組成 9
三、簡單控制系統(tǒng)的基本要求 17
【任務(wù)實(shí)施】 18
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 19
【知識(shí)歸納】 19
任務(wù)二被控對象特性分析與對象建立 20
【任務(wù)描述】 20
【任務(wù)分析】 20
【知識(shí)鏈接】 24
一、控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài) 24
二、對象的數(shù)學(xué)模型 25
【任務(wù)實(shí)施】 32
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 35
【知識(shí)歸納】 36
任務(wù)三過程檢測儀表的選用 36
【任務(wù)描述】 36
【任務(wù)分析】 37
【知識(shí)鏈接】 37
一、測量誤差及儀表的性能指標(biāo) 37
二、壓力檢測儀表 41
三、流量檢測儀表 49
四、物位檢測儀表 57
五、溫度檢測儀表 61
【任務(wù)實(shí)施】 68
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 71
【知識(shí)歸納】 71
任務(wù)四執(zhí)行器的選用 72
【任務(wù)描述】 72
【任務(wù)分析】 73
【知識(shí)鏈接】 74
一、氣動(dòng)執(zhí)行器的類型 74
二、控制閥的流量特性 77
三、控制閥的選擇 80
四、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 81
【任務(wù)實(shí)施】 82
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 85
【知識(shí)歸納】 86
任務(wù)五智能調(diào)節(jié)器的選用 86
【任務(wù)描述】 86
【任務(wù)分析】 87
【知識(shí)鏈接】 88
一、智能調(diào)節(jié)器的組成 88
二、智能調(diào)節(jié)器的特點(diǎn) 89
三、智能調(diào)節(jié)器基本控制規(guī)律 89
四、調(diào)節(jié)器作用形式的選擇 91
五、智能調(diào)節(jié)器使用 92
【任務(wù)實(shí)施】 98
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 100
【知識(shí)歸納】 101
任務(wù)六簡單控制系統(tǒng)的投運(yùn) 101
【任務(wù)描述】 101
【任務(wù)分析】 101
【知識(shí)鏈接】 102
一、控制系統(tǒng)的投運(yùn) 102
二、控制系統(tǒng)操作中常見的問題 108
【任務(wù)實(shí)施】 111
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 112
【知識(shí)歸納】 113
習(xí)題 115
項(xiàng)目二復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與投運(yùn) 120
項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo) 120
項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容 120
項(xiàng)目學(xué)習(xí)計(jì)劃 121
任務(wù)一加熱爐串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 121
【任務(wù)描述】 121
【任務(wù)分析】 122
【知識(shí)鏈接】 123
一、串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程 124
二、串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 127
【任務(wù)實(shí)施】 128
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 130
【知識(shí)歸納】 130
任務(wù)二換熱器前饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 131
【任務(wù)描述】 131
【任務(wù)分析】 132
【知識(shí)鏈接】 132
一、前饋控制系統(tǒng)的原理及結(jié)構(gòu)形式 133
二、前饋-反饋控制系統(tǒng) 134
三、前饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 134
【任務(wù)實(shí)施】 136
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 137
【知識(shí)歸納】 137
任務(wù)三流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 138
【任務(wù)描述】 138
【任務(wù)分析】 138
【知識(shí)鏈接】 138
一、主要的比值控制系統(tǒng)方案 139
二、比值系數(shù)的計(jì)算和比值方案的實(shí)施 142
三、比值控制系統(tǒng)中的其他問題 143
【任務(wù)實(shí)施】 144
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 145
【知識(shí)歸納】 145
任務(wù)四精餾塔液位-流量均勻控制
系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 146
【任務(wù)描述】 146
【任務(wù)分析】 148
【知識(shí)鏈接】 148
一、簡單均勻控制系統(tǒng) 148
二、串級(jí)均勻控制系統(tǒng) 149
【任務(wù)實(shí)施】 150
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 151
【知識(shí)歸納】 151
任務(wù)五天然氣壓力分程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 152
【任務(wù)描述】 152
【任務(wù)分析】 153
【知識(shí)鏈接】 153
一、分程控制方案 153
二、分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合 155
三、分程控制應(yīng)用中的幾個(gè)問題 157
【任務(wù)實(shí)施】 158
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 159
【知識(shí)歸納】 159
任務(wù)六液氨蒸發(fā)器的自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn) 159
【任務(wù)描述】 159
【任務(wù)分析】 160
【知識(shí)鏈接】 160
一、選擇性控制原理 161
二、選擇性控制系統(tǒng)的類型 161
三、積分飽和現(xiàn)象及其防治措施 163
【任務(wù)實(shí)施】 164
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 165
【知識(shí)歸納】 165
習(xí)題 167
項(xiàng)目三集散控制系統(tǒng)的組態(tài)與監(jiān)控 171
項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo) 171
項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容 171
項(xiàng)目學(xué)習(xí)計(jì)劃 172
任務(wù)一甲醇氧化制甲醛控制系統(tǒng)硬件的選擇 172
【任務(wù)描述】 172
【任務(wù)分析】 176
【知識(shí)鏈接】 176
一、集散控制系統(tǒng)的基本組成和特點(diǎn) 176
二、集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 177
三、集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 179
四、JX-300XP系統(tǒng)簡介 179
五、JX-300XP系統(tǒng)硬件 181
【任務(wù)實(shí)施】 194
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 197
【知識(shí)歸納】 198
任務(wù)二甲醇氧化制甲醛控制系統(tǒng)組態(tài) 198
【任務(wù)描述】 198
【任務(wù)分析】 200
【知識(shí)鏈接】 200
一、系統(tǒng)組態(tài)工作流程 200
二、用戶授權(quán)組態(tài) 202
三、區(qū)域設(shè)置 204
四、主機(jī)設(shè)置組態(tài) 205
五、控制站組態(tài) 208
六、操作站組態(tài) 218
【任務(wù)實(shí)施】 225
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 233
【知識(shí)歸納】 233
任務(wù)三甲醇氧化制甲醛控制系統(tǒng)監(jiān)控 234
【任務(wù)描述】 234
【任務(wù)分析】 234
【知識(shí)鏈接】 235
一、啟動(dòng)并登錄實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件 235
二、查看報(bào)警并管理報(bào)警 236
三、查看系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)畫面 236
四、查看調(diào)整畫面 239
五、查看流程圖畫面 239
六、查看報(bào)表 240
七、查看故障診斷信息 240
【任務(wù)實(shí)施】 241
【任務(wù)評(píng)價(jià)】 242
【知識(shí)歸納】 243
習(xí)題 246
附錄丙烯酸甲酯生產(chǎn)各工段詳細(xì)流程圖 249
參考文獻(xiàn) 255
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