本書討論過程控制系統的結構、原理、特點、適用場合、系統分析和應用注意事項等問題,并與工藝設備和工業(yè)生產過程中控制系統的應用結合。本書理論與實際結合，在第二版的基礎上，增補了近年來控制工程領域的新成果，并增加了設計應用示例，為適應網絡教學的要求，對編排和內容進行了重新編寫。本書共分9章。分別按控制結構、工業(yè)過程設備等內容進行討論。第1部分內容涉及建立被控過程的數學模型、簡單控制系統各組成環(huán)節(jié)的分析和相互影響；常見的串級控制、均勻控制、前饋控制、比值控制、分程控制、選擇性控制、雙重控制和基于模型計算的控制系統
《過程控制工程（第三版）》采用符合國家標準GB2625和HG20505規(guī)定的過程檢測和控制流程圖用的工程設計符號。《過程控制工程（第三版）》提供有關控制方案的設計示例。為便于應用，本次改版增加簡單控制系統的整定計算公式、串級控制系統的整定計算公式，并增加了其他復雜控制系統的控制器參數整定等內容。MATLAB語言是科學計算語言，它在國外已被廣泛應用于控制系統的分析設計和應用，并發(fā)揮極其重要的作用。本次改版增強這方面內容，例如，精餾塔動態(tài)模型的仿真研究，并在課件中增加了有關控制系統的SIMULINK仿真等，便于讀者應用MATLAB/SIMULINK平臺對控制方案進行分析和設計。增強了有關基礎知識內容的介紹，以有利于廣大學生的學習和掌握。學有余力的學生可參考有關資料學習。節(jié)能減排得到廣泛重視，變頻調速已經在流體輸送設備獲得廣泛應用，并取得經濟效益。為此，“流體輸送設備的控制”章增加變頻調速控制、變頻調速和控制閥并存時的控制等內容，以適應日益增長的應用要求。7。采用容易操作的PPT重新編寫CAI課件。間歇過程的控制與連續(xù)過程的控制各有不同特點，隨著工業(yè)生產過程的精細化，對間歇過程的控制提出更高要求，為此，這次改版對間歇過程的控制特點、管理等內容進行介紹。為便于練習，本書配套的習題解答將另行出版發(fā)行。
網絡教育是依托現代信息技術進行教育資源傳播、組織教學的一種嶄新形式，它突破了傳統教育傳遞媒介上的局限性，實現了時空有限分離條件下的教與學，拓展了教育活動發(fā)生的時空范圍。從1998年9月教育部正式批準清華大學等4所高校為國家現代遠程教育第一批試點學校以來，我國網絡教育歷經了8年發(fā)展期，目前全國已有67所普通高等學校和中央廣播電視大學開展現代遠程教育，注冊學生超過300萬人，畢業(yè)學生100萬人。網絡教育的實施大大加快了我國高等教育的大眾化進程，使之成為高等教育的一個重要組成部分；隨著它的不斷發(fā)展，也必將對我國終身教育體系的形成和學習型社會的構建起到極其重要的作用。
華東理工大學是國家“211工程”重點建設高校，是教育部批準成立的現代遠程教育試點院校之一。華東理工大學網絡教育學院憑借其優(yōu)質的教育教學資源、良好的師資條件和社會聲望，自創(chuàng)建以來得到了迅速的發(fā)展。但網絡教育作為一種不同于傳統教育的新型教育組織形式，如何有效地實現教育資源的傳遞，進一步提高教育教學效果，認真探索其內在的規(guī)律，是擺在我們面前的一個新的、亟待解決的課題。為此，我們與有關出版社合作，組織了一批多年來從事網絡教育課程教學的教師，結合網絡教育學習方式，陸續(xù)編撰出版一批包括圖書、課程光盤等在內的遠程教育系列教材，以期逐步建立以學科為先導的、適合網絡教育學生使用的教材結構體系。
何衍慶，華東理工大學自動化系，教授，1上海市育才獎 1999.9 上海市教育委員會
2華東理工大學本科教學一等獎 1999 華東理工大學
3《過程控制工程》CAI課件 網上課件提名獎 2000，教育部
4《集散控制系統原理及應用（第二版）》二等獎 2003，中石化優(yōu)秀教材二等獎
5《可編程控制器原理及應用技巧（第二版）》二等獎 2003，中石化優(yōu)秀教材二等獎
6《乙烯生產過程基于神經網絡的軟測量和智能控制技術》獲國家科技進步獎 二等獎2003（第九位）
7《對二甲苯氧化反應進料催化劑濃度和產品質量實時優(yōu)化操作》獲中國石化集團公司科學技術進步獎 三等獎 2001（第三位）
第1章緒論1
1．1過程控制工程課程的目的與任務1
1．2過程控制概述2
1．3過程控制的發(fā)展和趨勢3
習題和思考題6
第2章過程動態(tài)數學模型7
2．1被控過程動態(tài)數學模型和建模7
2．1．1被控過程的數學模型7
2．1．2被控過程動態(tài)數學模型的建立8
2．2過程特性對控制性能指標的影響13
2．2．1自衡的非振蕩過程特性對控制性能指標的影響13
2．2．2控制系統的確定14
習題和思考題15
第3章單回路控制系統16
3．1控制系統組成和控制性能指標16
3．1．1控制系統的組成16
3．1．2控制系統的控制性能指標19
3．2檢測變送環(huán)節(jié)22
3．2．1檢測變送環(huán)節(jié)的性能22
3．2．2檢測變送信號的數據處理24
3．3執(zhí)行器環(huán)節(jié)26
3．3．1執(zhí)行器概述26
3．3．2控制閥流量特性28
3．3．3控制閥流量特性的選擇30
3．3．4閥門定位器的正確使用33
3．3．5其他執(zhí)行器34
3．4控制器的控制算法35
3．4．1模擬PID控制算法35
3．4．2數字PID控制算法44
3．4．3開關控制48
3．5控制器參數整定和控制系統投運49
3．5．1控制器參數整定原則49
3．5．2控制器參數整定方法50
3．5．3控制系統的投運和維護53
3．6簡單控制系統設計實例54
3．6．1變換爐生產工藝過程簡介54
3．6．2控制方案分析54
3．6．3檢測變送儀表和控制儀表的選型55
習題和思考題56
第4章常用復雜控制系統58
4．1串級控制系統58
4．1．1基本原理、結構和性能分析58
4．1．2串級控制系統設計和工程應用中的問題62
4．1．3串級控制系統中控制器的參數整定和系統投運66
4．1．4串級控制系統設計示例67
4．2均勻控制系統69
4．2．1基本原理和結構69
4．2．2均勻控制系統中控制器的參數整定70
4．2．3均勻控制系統設計示例71
4．3前饋控制系統72
4．3．1基本原理、結構和性能分析72
4．3．2前饋控制系統設計和工程應用中的問題75
4．3．3前饋控制系統的參數整定和投運78
4．3．4多變量前饋控制系統78
4．3．5前饋控制系統設計示例79
4．4比值控制系統80
4．4．1基本原理、結構和性能分析80
4．4．2比值控制系統的實施81
4．4．3比值控制系統設計和工程應用中的問題83
4．4．4比值控制系統的參數整定和投運85
4．4．5比值控制系統設計示例85
4．5分程控制系統88
4．5．1基本原理、結構和性能分析88
4．5．2分程控制系統設計和工程應用中的問題88
4．5．3分程控制系統設計示例91
4．6選擇性控制系統91
4．6．1基本原理、結構和性能分析91
4．6．2選擇性控制系統設計和工程應用中的問題93
4．6．3選擇性控制系統與其他控制系統的結合93
4．6．4選擇控制系統設計示例94
4．7雙重控制系統96
4．7．1基本原理、結構和性能分析96
4．7．2雙重控制系統設計和工程應用中的問題97
4．7．3雙重控制系統設計示例98
4．8根據模型計算的控制系統99
4．8．1根據模型計算測量值的控制系統99
4．8．2根據模型計算設定值的控制系統100
4．8．3非線性控制102
4．8．4根據模型計算的控制系統設計示例104
習題和思考題106
第5章先進控制系統109
5．1預測控制109
5．1．1預測控制109
5．1．2預測控制系統實施時的注意事項112
5．1．3預測控制系統設計示例113
5．2解耦控制118
5．2．1系統關聯分析和相對增益118
5．2．2解耦控制系統的設計和工程應用中的問題121
5．2．3解耦控制系統設計示例126
5．3軟測量和推斷控制130
5．3．1軟測量技術130
5．3．2推斷控制系統132
5．3．3軟測量和推斷控制設計示例133
5．4時滯補償控制134
5．4．1史密斯預估補償控制135
5．4．2內�？刂�136
5．4．3增益自適應補償控制138
5．4．4觀測補償控制138
5．4．5時滯補償控制系統設計示例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神經網絡控制146
5．5．4智能控制系統設計示例149
5．6間歇過程的控制151
5．6．1間歇過程的特點151
5．6．2間歇過程的控制152
5．6．3間歇過程控制系統的特殊控制154
5．6．4間歇生產過程的生產計劃和調度155
習題和思考題159
第6章流體輸送設備的控制161
6．1泵和壓縮機的基本控制161
6．1．1離心泵的控制161
6．1．2容積式泵的控制163
6．1．3風機的控制164
6．1．4壓縮機的控制165
6．2離心壓縮機的防喘振控制166
6．2．1離心壓縮機的喘振166
6．2．2離心壓縮機防喘振控制系統的設計和應用時的注意事項167
6．2．3離心壓縮機防喘振控制系統設計示例171
6．3變頻調速技術的應用172
6．3．1概述172
6．3．2離心風機的變頻調速控制174
6．3．3離心式泵的變頻調速175
6．3．4變頻調速控制系統設計示例176
習題和思考題178
第7章傳熱設備的控制179
7．1傳熱設備的特性179
7．1．1熱量傳遞方式179
7．1．2換熱器靜態(tài)特性180
7．2一般傳熱設備的控制183
7．2．1一般傳熱設備的基本控制183
7．2．2一般傳熱設備的復雜控制184
7．3鍋爐設備的控制185
7．3．1鍋爐汽包水位的控制186
7．3．2蒸汽過熱系統的控制189
7．3．3鍋爐燃燒控制系統189
7．4加熱爐的控制193
7．4．1加熱爐的簡單控制193
7．4．2加熱爐的復雜控制193
7．4．3加熱爐的安全聯鎖保護系統194
7．5蒸發(fā)器的控制195
7．5．1蒸發(fā)器的特性195
7．5．2蒸發(fā)器的控制195
7．6工業(yè)窯爐的控制196
7．6．1陶瓷窯爐的控制196
7．6．2玻璃熔窯的控制198
7．6．3水泥窯爐的控制200
習題和思考題201
第8章精餾塔的控制203
8．1概述203
8．1．1精餾塔的控制目標203
8．1．2精餾塔擾動分析205
8．2精餾塔的特性205
8．2．1物料平衡和內部物料平衡205
8．2．2能量平衡206
8．2．3進料濃度zF和流量F對產品質量的影響及控制策略208
8．2．4精餾塔動態(tài)模型210
8．3精餾塔的基本控制213
8．3．1精餾塔的被控變量213
8．3．2精餾塔的基本控制215
8．4復雜控制系統在精餾塔中的應用219
8．4．1串級控制219
8．4．2前饋-反饋控制219
8．4．3選擇性控制219
8．4．4節(jié)能控制222
習題和思考題227
第9章化學反應器的控制228
9．1概述228
9．1．1化學反應器的類型和控制要求228
9．1．2化學反應器的特性229
9．2化學反應器的控制235
9．2．1出料成分的控制235
9．2．2反應過程的工藝狀態(tài)參數作為間接被控變量235
9．2．3pH控制236
9．2．4化學反應器的推斷控制237
9．2．5穩(wěn)定外圍的控制238
9．2．6開環(huán)不穩(wěn)定反應器的控制239
9．3典型化學反應過程的控制系統設計示例241
9．3．1合成氨過程的控制241
9．3．2催化裂化過程反應-再生系統的控制243
習題和思考題244
附錄管道儀表流程圖的設計符號245
模擬試題248
參考文獻250
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