自动检测技术与控制装置——信息化教程(王永红)(第二版)_王永红主编_9787122298461

《自动检测技术与控制装置信息化教程》共分八个主要部分,对生产过程中检测技术及控制装置的技术知识进行了系统叙述。*章介绍了生产过程中检测及误差的基本概念,传感器(变送器)的基础知识等。第二章到第六章,介绍了生产过程中压力、流量、温度、物位和成分等传感器(变送器)的结构、原理、使用和维护防护等技术知识。第七、第八章介绍了生产过程中应用的基本控制方法及控制、执行装置。书中对新型的智能传感器、控制器、执行机构,也做了相应的介绍。本书除作为专业教材外,也可供从事其他相关类型行业(石油化工、轻工、林业、电厂等)的自动化工程技术人员阅读参考。

本书是在2006年第一版的基础上修订编写的,教材内容力图更好地体现现代教育所要求的先进性、科学性和教育教学适用性。新版教材对前一版作了适当的增删。根据高等职业教育培养目标的要求,力图使学习者学习完本教材内容后,获得作为生产一线的自动化技术、管理、维护和运行人员所必须掌握的检测技术与控制装置的技术知识和应用技能。教材在每一章节的结束环节,除设置了回顾与练习外,增加了对下一章节学习的预习思考,并在每一章节的开始,通过思考与交流,与前一章节的预习思考对接。形成预习学习思考练习的有效学习路径。书中通过微视频、动画等方式展现出部分仪表装置的工作原理、动作过程、调试拆装步骤等,对教学与学习过程给予辅助。作为自动化专业的必修内容,在考虑取材深度和广度时,主要着眼于提高高职高专学生的应用能力和知识水平,在介绍各种仪表应用的基础上分析原理特性,使学习者知其所以然。本书以介绍各种检测、控制、执行的方法及装置为主,突出其基本构成、原理、选用方法及使用等内容。对维护、检修、系统安装等,由相关课程及实训环节完成。本书可作为高职高专生产过程自动化技术(工业自动化及仪表)专业的教材,也可供从事其他相关行业(石油化工、轻工、电厂等)的电类、自动化类、仪表仪器类等自动化工程技术人员阅读参考。参考学时为80～100学时。本书的修订编写由南京科技职业学院王永红主持。参加教材修订编写的有王永红(绪论、第一、第六、第七章)、刘玉梅(第八章)、秦补枝(第二章)、惠园园(第三章)、梁晓明(第四章)、丁炜(第五章)、朱玉奇(回顾与练习)。微视频主讲王琪(压力表)、王欢(变送器)、王恒强(无纸记录仪)、张华(执行器)、朱丽琴(可编程控制器)、秦补枝(控制系统)。夏鸿儒、刘慧敏对教材的修订编写提供了大量支持。全书由王永红统稿、辅助教学PPT制作。扬子石化电仪分公司王长军对书稿内容提出宝贵意见。在编写过程中,得到了南京科技职业学院、辽宁石化职业技术学院、榆林职业技术学院、河北化工医药职业技术学院、兰州石化职业技术学院、扬子石化电仪分公司等单位的支持,融入许多宝贵意见,我们在此表示感谢。在编写过程中,参考和引用了大量的文献,对这些参考文献的作者和单位表示感谢。在制作教学动画、教学微视频中,对相关制作公司给予的支持表示感谢。本教材电子资源建设获得化学工业出版社教材发展基金的资助。由于检测技术与控制装置发展较快,本书内容难免存在遗漏和不妥之处,敬请读者批评指正,在适当的时候进一步修正提高。编者2017.1

绪论1

一、检测与控制装置在工业生产过程中的作用/1

二、检测技术与控制装置的工程应用/2

三、检测技术与控制装置的展望/3

四、本课程的特点及学习方法/4

回顾与练习/4

第一章检测与控制基础 5

思考与交流/5

第一节自动检测与控制/5

一、自动检测技术与检测仪表/5

二、自动控制技术与控制装置/7

第二节测量误差与仪表质量指标/8

一、测量过程的误差分析/8

二、仪表质量指标的确定/10

第三节技术拓展现场仪表使用中的防护/12

一、防爆问题/12

二、防腐蚀问题/12

三、防冻及防热问题/13

四、现场仪表接地/16

五、防尘及防震问题/17

回顾与练习/17

第二章压力检测及仪表 18

思考与交流/18

第一节概述/18

一、压力检测的工程概念/18

二、压力标准量值的传递/19

三、压力检测仪表的类型/20

第二节就地指示型压力测量仪表/20

一、弹性元件的基本特性/21

二、弹簧管压力表/22

第三节电远传型压力测量仪表/24

一、压力(差压) 变送器的构成与特性/25

二、电容式压力(差压) 变送器/27

三、扩散硅式压力(差压) 变送器/31

四、智能变送器/32

第四节压力检测仪表的使用/35

一、压力表的选用/35

二、压力表的安装/36

三、压力(差压) 变送器的使用与维护/38

四、压力表的校验/39

第五节技术拓展现场总线变送器/40

一、现场总线的概念/40

二、现场总线变送器/41

三、现场总线变送器的多变量测量/41

四、现场总线智能变送器的日常维护/41

回顾与练习/42

第三章物位检测及仪表 44

思考与交流/44

第一节概述/44

一、物位测量的工程特性/44

二、物位检测仪表的类型/45

第二节接触式液位测量仪表/45

一、静压式液位检测仪表/45

二、浮力式液位检测仪表/49

第三节非接触式物位测量仪表/55

一、超声波液位计/55

二、雷达物位计/57

第四节物位检测系统的仪表应用/59

一、物位仪表的选用/59

二、油罐的液位测量/61

第五节技术拓展光电检测技术/63

一、光源/63

二、光电器件/64

三、技术应用/67

回顾与练习/70

第四章流量检测与仪表 72

思考与交流/72

第一节概述/72

一、流量检测的工程知识/72

二、流量检测仪表的类型/73

第二节速度式流量测量仪表/73

一、差压式流量检测仪表/73

二、转子流量计/81

三、电磁流量计/85

四、涡街流量计/92

第三节质量式流量测量仪表/96

一、工作原理/97

二、微动流量计的性能特点/100

三、安装和调整/100

第四节容积式流量仪表/101

一、椭圆齿轮流量计/101

二、腰轮流量计/102

三、煤气表/102

四、水表/104

第五节流量检测系统的仪表选用/106

第六节技术拓展光纤检测技术/108

一、光纤传感器的组成/108

二、光纤传感器的类型/109

三、光纤传感器的应用/110

回顾与练习/114

第五章温度检测与仪表 117

思考与交流/117

第一节温度与温标的热力学特性/117

一、温度的概念/117

二、温标/118

三、温度检测的主要方法/120

第二节接触式温度测量仪表/121

一、热电偶温度仪表/121

二、热电阻温度仪表/132

三、热敏电阻传感器/136

四、温度变送器/138

第三节非接触式温度测量仪表/144

一、辐射测温原理/144

二、辐射测温方法/145

三、光学高温计/146

四、辐射温度计/147

五、比色温度计/147

第四节温度检测系统仪表的选用/148

一、常用测温仪表的测量范围及特点/148

二、常用测温仪表的选用/149

第五节技术拓展显示技术/150

一、模拟式显示仪表/151

二、数字式显示仪表/153

三、屏幕显示/158

回顾与练习/163

第六章成分检测与仪表 165

思考与交流/165

第一节成分检测的工程知识/165

一、成分检测的特点/165

二、成分检测的过程/166

三、成分检测的静态特性和影响静态特性的误差因素及排除措施/167

四、成分检测的动态特性/167

五、分析仪表的主要技术特性/168

第二节生产过程在线分析系统的构成与特性分析/168

一、单一组分气体含量的在线分析/168

二、多组分气体含量的在线分析/173

第三节环保监测系统的构成与特性分析/177

一、环保监测的工程特点/177

二、半导体气敏传感器/180

三、温差火灾报警传感器/182

四、烟雾传感器/182

五、瓦斯检测仪/182

第四节技术拓展软测量技术/184

一、辅助变量的选择/185

二、输入数据的处理/185

三、软测量模型的建立/186

四、软测量模型的在线校正/187

回顾与练习/187

第七章控制装置 189

思考与交流/189

第一节自动控制系统/189

一、自动控制系统的构成特性/189

二、自动控制系统的联络信号与传输方式/190

三、基本控制规律的特性分析/191

第二节控制装置/197

一、模拟式控制装置/197

二、PLC可编程控制器/199

三、集散控制系统/203

第三节技术拓展虚拟仪器技术/208

一、虚拟仪器技术的组成/208

二、虚拟仪器技术的特点/209

回顾与练习/210

第八章执行装置 212

思考与交流/212

第一节执行装置的组成及分类/212

第二节执行机构/215

一、气动薄膜式执行机构/215

二、气动活塞式执行机构/216

三、电动执行机构/216

第三节调节机构/219

一、阀体的结构类型/220

二、阀芯结构型式/225

三、上阀盖型式/226

第四节执行装置的选用/227

一、控制阀的作用方式及选用/227

二、调节机构的流量特性及选用/229

三、控制阀口径的计算/232

第五节辅助装置/245

一、电/气转换器与电/气阀门定位器/245

二、安全栅/247

三、配电器/250

第六节技术拓展检测与控制装置的应用/251

回顾与练习/253

附录 255

附录一控制阀选择资料/255

附录二常用热电偶、热电阻分度表/268

参考文献 271

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