本書內(nèi)容緊貼化工、鋼鐵等行業(yè)的崗位工作過程，介紹了壓力、流量、物位、溫度四類檢測(cè)儀表選型與維護(hù)，控制器與執(zhí)行器的使用，以及單回路控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)的裝調(diào)等，重點(diǎn)突出完成工作任務(wù)需要的知識(shí)技能，縮減純理論的分析。本書以工作任務(wù)為載體，理論知識(shí)與技能操作相結(jié)合，項(xiàng)目從單一到整體，結(jié)構(gòu)緊湊；采用圖表形式展示內(nèi)容，生動(dòng)形象；引入企業(yè)案例、故障分析排除等內(nèi)容，貼合生產(chǎn)實(shí)際。學(xué)習(xí)者依次完成引導(dǎo)題、工作任務(wù)、練習(xí)題，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容后，以項(xiàng)目考核來評(píng)價(jià)能力達(dá)成情況，以完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。本書配套視頻微課，掃描二維碼即可觀看。本書提供電子課件，登錄化工教育網(wǎng)站即可免費(fèi)下載。本書可作為職業(yè)院校電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)、化工自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)等自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為企業(yè)中儀表維修人員、過程控制系統(tǒng)維護(hù)人員等的培訓(xùn)參考書。
目前，智能化儀表控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。在鋼鐵、石化、食品等行業(yè)，生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度越來越高，以萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司為代表的大型化工企業(yè)、以寶山鋼鐵股份有限公司為代表的大型鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)過程控制系統(tǒng)的智能化控制，各行業(yè)也逐漸從高污染、高風(fēng)險(xiǎn)向綠色化、高端化的方向發(fā)展。在自動(dòng)化類專業(yè)中，過程控制系統(tǒng)是專業(yè)核心課程，編者自2000年開始講授自動(dòng)化儀表、過程控制系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等課程，經(jīng)過多年教學(xué)改革試驗(yàn)，在校本教材的基礎(chǔ)上不斷修改完善，完成了本教材的編寫。
本書從應(yīng)用的角度出發(fā)，將過程控制理論與檢測(cè)儀表、智能儀表合理整合，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一。項(xiàng)目1講述了過程控制的工程圖的識(shí)讀與繪制；項(xiàng)目2～5介紹了壓力、流量、物位、溫度四類檢測(cè)儀表的選型與維護(hù)，在講解結(jié)構(gòu)原理的同時(shí)，加入儀表檢測(cè)、故障分析排除等內(nèi)容；項(xiàng)目6講述了控制器和執(zhí)行器的基本知識(shí)及使用；項(xiàng)目7介紹了單回路控制系統(tǒng)；項(xiàng)目8介紹了復(fù)雜控制系統(tǒng)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)典型控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與運(yùn)行。本書引入企業(yè)案例，以工作任務(wù)為載體，以能力導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)，在擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)，強(qiáng)化綜合應(yīng)用技能，提升工作能力。
本書緊貼職業(yè)崗位工作過程，按照從單一檢測(cè)儀表、控制儀表到系統(tǒng)集成編排內(nèi)容，文字力求通俗易懂。書中多采用實(shí)物圖片、工作圖表等形式，利于讀者閱讀學(xué)習(xí)。每一個(gè)項(xiàng)目都附有引導(dǎo)題、練習(xí)題，以便于讀者學(xué)習(xí)實(shí)踐。
本書將檢測(cè)儀表、控制儀表與過程控制系統(tǒng)貫穿一體，為學(xué)生掌握生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)維修、系統(tǒng)故障診斷等奠定了基礎(chǔ)。本書既可作為高職、中職自動(dòng)化類專業(yè)開設(shè)的過程控制系統(tǒng) 檢測(cè)技術(shù)與儀表 自動(dòng)化儀表等課程教材，也可供化工、石油、鋼鐵等行業(yè)工程技術(shù)人員、儀器儀表維修人員、控制系統(tǒng)維護(hù)人員等培訓(xùn)使用。
本書由張海丹副教授主編，孫巍副教授任副主編。張海丹完成項(xiàng)目1、項(xiàng)目4的編寫；孫巍完成項(xiàng)目2、項(xiàng)目6的編寫；王瑩副教授完成項(xiàng)目3、項(xiàng)目8的編寫；劉曉林完成項(xiàng)目5、項(xiàng)目7的編寫；徐玉蘭副教授對(duì)書稿進(jìn)行了認(rèn)真校正。全書由張海丹統(tǒng)稿。萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司的姜建德高級(jí)工程師對(duì)本書進(jìn)行了審核，工程師王鵬飛、王洪剛、秦廣、李剛給本書提了許多寶貴意見，在此表示感謝。
由于編者學(xué)識(shí)有限，書中的疏漏在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2023年8月
項(xiàng)目 1 過程控制工程圖識(shí)讀與繪制 1
項(xiàng)目目標(biāo) 1
引導(dǎo)題 2
任務(wù)1.1 繪制過程控制系統(tǒng)框圖 3
基礎(chǔ)知識(shí) 3
1.1.1 過程控制系統(tǒng)概述 3
1.1.2 過程控制系統(tǒng)組成及框圖 4
1.1.3 控制系統(tǒng)的過渡過程和性能指標(biāo) 6
任務(wù)實(shí)施 10
1.1.4 繪制鍋爐液位控制系統(tǒng)框圖 10
任務(wù) 1.2 繪制系統(tǒng)工藝流程圖 11
基礎(chǔ)知識(shí) 11
1.2.1 儀表功能標(biāo)志 11
1.2.2 儀表位號(hào)和回路形式 12
1.2.3 單回路控制系統(tǒng)示例 13
任務(wù)實(shí)施 15
1.2.4 分析脫乙烷塔工藝流程圖 15
1.2.5 繪制鍋爐液位控制系統(tǒng)工藝流程圖 16
練習(xí)題 17
項(xiàng)目考核 19
文化小窗 工整和精細(xì)老科學(xué)家手稿 20
項(xiàng)目 2 壓力檢測(cè)儀表選型與維護(hù) 21
項(xiàng)目目標(biāo) 21
引導(dǎo)題 22
任務(wù) 2.1 選擇與檢修壓力檢測(cè)儀表 23
基礎(chǔ)知識(shí) 23
2.1.1 壓力檢測(cè)儀表測(cè)量誤差和性能指標(biāo) 23
2.1.2 壓力的表示與測(cè)量 24
2.1.3 彈性式壓力表概述 26
2.1.4 常見壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理 28
2.1.5 霍爾式壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理 31
2.1.6 壓力檢測(cè)儀表特點(diǎn)、選用方法及安裝 32
任務(wù)實(shí)施 35
2.1.7 選擇鍋爐汽包壓力測(cè)量的壓力表 35
2.1.8 檢修現(xiàn)場(chǎng)彈簧管壓力表 36
任務(wù) 2.2 維護(hù)差壓變送器與壓力開關(guān) 37
基礎(chǔ)知識(shí) 37
2.2.1 差壓變送器組成和分類 37
2.2.2 差壓變送器選用原則 40
2.2.3 差壓變送器安裝方式 41
2.2.4 壓力開關(guān)測(cè)量原理 42
任務(wù)實(shí)施 43
2.2.5 排除差壓變送器與壓力開關(guān)故障 43
練習(xí)題 45
項(xiàng)目考核 47
文化小窗 自主創(chuàng)新研制原子彈發(fā)射系統(tǒng)配套元件 48
項(xiàng)目 3 流量檢測(cè)儀表選型與維護(hù) 49
項(xiàng)目目標(biāo) 50
引導(dǎo)題 50
任務(wù) 3.1 檢修速度式流量計(jì) 51
基礎(chǔ)知識(shí) 51
3.1.1 差壓式流量計(jì) 51
3.1.2 電磁流量計(jì) 55
3.1.3 超聲波流量計(jì) 58
3.1.4 渦街流量計(jì) 60
3.1.5 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 64
任務(wù)實(shí)施 67
3.1.6 檢修電磁流量計(jì) 67
3.1.7 選擇速度式流量計(jì) 68
任務(wù) 3.2 維護(hù)容積式流量計(jì) 69
基礎(chǔ)知識(shí) 69
3.2.1 橢圓齒輪流量計(jì) 69
3.2.2 腰輪流量計(jì) 70
任務(wù)實(shí)施 72
3.2.3 維護(hù)橢圓齒輪流量計(jì) 72
任務(wù) 3.3 使用質(zhì)量流量計(jì) 73
基礎(chǔ)知識(shí) 73
3.3.1 質(zhì)量流量計(jì)分類與檢測(cè) 73
3.3.2 科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 73
任務(wù)實(shí)施 78
3.3.3 校驗(yàn)科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 78
練習(xí)題 79
項(xiàng)目考核 81
文化小窗 嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)王竹溪先生 82
項(xiàng)目 4 物位檢測(cè)儀表選型與維護(hù) 83
項(xiàng)目目標(biāo) 84
引導(dǎo)題 84
任務(wù) 4.1 選擇與檢修接觸式物位計(jì) 86
基礎(chǔ)知識(shí) 86
4.1.1 差壓液位計(jì) 86
4.1.2 電容式物位計(jì) 89
4.1.3 浮筒液位計(jì) 92
4.1.4 磁翻板液位計(jì) 93
4.1.5 音叉物位開關(guān) 96
任務(wù)實(shí)施 98
4.1.6 檢修差壓液位計(jì) 98
任務(wù) 4.2 維護(hù)非接觸式物位計(jì) 99
基礎(chǔ)知識(shí) 99
4.2.1 超聲波物位計(jì) 99
4.2.2 雷達(dá)物位計(jì) 103
任務(wù)實(shí)施 105
4.2.3 根據(jù)生產(chǎn)需求選擇非接觸式物位計(jì) 105
練習(xí)題 106
項(xiàng)目考核 109
文化小窗 民族自豪中國(guó)古代發(fā)明 110
項(xiàng)目 5 溫度檢測(cè)儀表選型與維護(hù) 111
項(xiàng)目目標(biāo) 111
引導(dǎo)題 111
任務(wù) 5.1 選擇與檢修接觸式測(cè)溫儀表 113
基礎(chǔ)知識(shí) 113
5.1.1 溫度與溫標(biāo) 113
5.1.2 熱電偶原理及特性 114
5.1.3 熱電阻原理及特性 124
任務(wù)實(shí)施 129
5.1.4 熱電偶的選擇 129
任務(wù) 5.2 選用非接觸式測(cè)溫儀表 131
基礎(chǔ)知識(shí) 131
5.2.1 光學(xué)高溫計(jì) 131
5.2.2 光電高溫計(jì) 133
5.2.3 比色溫度計(jì) 133
任務(wù)實(shí)施 137
5.2.4 根據(jù)工作場(chǎng)合選擇高溫計(jì) 137
練習(xí)題 138
項(xiàng)目考核 139
文化小窗 勇于實(shí)踐探索王大珩先生 140
項(xiàng)目 6 控制器調(diào)校與執(zhí)行器檢修 141
項(xiàng)目目標(biāo) 142
引導(dǎo)題 142
任務(wù) 6.1 檢修氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 143
基礎(chǔ)知識(shí) 143
6.1.1 執(zhí)行器基礎(chǔ)知識(shí) 143
6.1.2 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)分類 145
6.1.3 調(diào)節(jié)閥流量特性 148
任務(wù)實(shí)施 152
6.1.4 拆裝與檢修氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 152
任務(wù) 6.2 維護(hù)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 153
基礎(chǔ)知識(shí) 153
6.2.1 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成和原理 153
6.2.2 電/氣轉(zhuǎn)換器與閥門定位器組成和原理 153
6.2.3 電動(dòng)執(zhí)行器故障分析和排除 155
任務(wù)實(shí)施 158
6.2.4 測(cè)試電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 158
任務(wù) 6.3 檢定與調(diào)�？刂破� 159
基礎(chǔ)知識(shí) 159
6.3.1 控制器功能 159
6.3.2 基本控制規(guī)律 159
6.3.3 控制器參數(shù)整定方法 164
任務(wù)實(shí)施 167
6.3.4 操作和使用控制器 167
練習(xí)題 168
項(xiàng)目考核 171
文化小窗 責(zé)任擔(dān)當(dāng)打破外國(guó)技術(shù)封鎖的大國(guó)工匠李剛 172
項(xiàng)目 7 單回路控制系統(tǒng)裝調(diào) 173
項(xiàng)目目標(biāo) 173
任務(wù) 7.1 運(yùn)行調(diào)試壓力控制系統(tǒng) 174
基礎(chǔ)知識(shí) 174
7.1.1 單回路控制系統(tǒng)的變量選擇 174
7.1.2 單回路控制系統(tǒng)對(duì)象特性的作用 175
7.1.3 控制器控制規(guī)律的選擇 175
7.1.4 單回路控制系統(tǒng)的投運(yùn)和整定 177
任務(wù)實(shí)施 178
7.1.5 安裝調(diào)試恒壓供水控制系統(tǒng) 178
任務(wù) 7.2 運(yùn)行調(diào)試流量控制系統(tǒng) 180
基礎(chǔ)知識(shí) 180
7.2.1 流體輸送設(shè)備的控制 180
7.2.2 泵的常規(guī)控制 180
7.2.3 壓縮機(jī)的常規(guī)控制 183
7.2.4 長(zhǎng)輸管線的控制 185
任務(wù)實(shí)施 186
7.2.5 安裝調(diào)試離心泵流量控制系統(tǒng) 186
任務(wù) 7.3 運(yùn)行調(diào)試液位控制系統(tǒng) 188
基礎(chǔ)知識(shí) 188
7.3.1 液位控制簡(jiǎn)介 188
7.3.2 精餾塔的自動(dòng)控制 190
7.3.3 液位控制系統(tǒng)的常見被控對(duì)象 192
任務(wù)實(shí)施 194
7.3.4 安裝調(diào)試液位控制系統(tǒng) 194
任務(wù) 7.4 運(yùn)行調(diào)試溫度控制系統(tǒng) 196
基礎(chǔ)知識(shí) 196
7.4.1 化學(xué)反應(yīng)器概述 196
7.4.2 化學(xué)反應(yīng)器的控制 196
7.4.3 罐類設(shè)備溫度控制 201
任務(wù)實(shí)施 207
7.4.4 安裝調(diào)試加熱爐溫度控制系統(tǒng) 207
項(xiàng)目考核 209
文化小窗 安全意識(shí)鍋爐安全警示 210
項(xiàng)目 8 復(fù)雜控制系統(tǒng)裝調(diào) 211
項(xiàng)目目標(biāo) 211
任務(wù) 8.1 運(yùn)行調(diào)試溫度-流量串級(jí)控制系統(tǒng) 211
基礎(chǔ)知識(shí) 212
8.1.1 串級(jí)控制系統(tǒng)概述 212
8.1.2 串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 214
8.1.3 傳熱設(shè)備概述 218
8.1.4 鍋爐設(shè)備的控制 220
任務(wù)實(shí)施 222
8.1.5 設(shè)計(jì)調(diào)試溫度-流量串級(jí)控制系統(tǒng) 222
任務(wù) 8.2 運(yùn)行調(diào)試比值控制系統(tǒng) 224
基礎(chǔ)知識(shí) 224
8.2.1 比值控制系統(tǒng)概述 224
8.2.2 比值控制系統(tǒng)控制方案 225
任務(wù)實(shí)施 230
8.2.3 設(shè)計(jì)調(diào)試比值控制系統(tǒng) 230
任務(wù) 8.3 搭建集散控制系統(tǒng) (DCS) 231
基礎(chǔ)知識(shí) 231
8.3.1 DCS概述 231
8.3.2 DCS的硬件配置 233
8.3.3 DCS軟件組態(tài) 236
任務(wù)實(shí)施 238
8.3.4 搭建液位DCS 238
項(xiàng)目考核 239
文化小窗 鍥而不舍國(guó)產(chǎn)DCS發(fā)展歷程 240
附錄 241
附表 1 工作申請(qǐng)單 241
附表 2 工業(yè)熱電阻分度表 243
附表 3 鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶分度表（自由端溫度為 0℃） 244
參考文獻(xiàn) 246
書單推薦
