本教材从过程装备自动控制技术的应用角度，主要介绍过程装备控制系统的基本概念，基本组成、原理及应用；常见过程参数如压力、温度、流量、液位、物质成分等的测量方法原理及所用仪器、仪表的结构；常用过程控制仪表的结构原理；以及计算机控制系统的构成原理和可编程控制器技术；典型过程装备控制系统应用实例；*后简要介绍了几种先进的过程控制技术。 本教材可供过程装备与控制工程专业本科和研究生使用，也可供有关院校石油、化工、能源、环境工程、安全工程等专业学生使用，也可供从事过程装备与控制行业的工程技术人员参考。 张早校，西安交通大学化工学院过程装备与控制工程系，院总支书记兼系主任，教授， 博导2004年12月~现在   西安交通大学过程装备与控制工程系科研团队责任教授、博士生导师、系主任；2003年8月~2004年8月，澳大利亚昆士兰大学化工系做访问教授1年。2001年6月在西安交通大学化工机械系聘为教授。2000年12月~2001年3月，日本JICA培训自1988年至现在，一直在西安交通大学过程装备系（原化机系）从事过程装备与控制工程学科的教学、学科建设和管理工作，与国内外本学科领域学术界与工程界有比较广泛的交流和联系。一直从事化工过程设备与机械、化工过程节能优化及控制等方面的教学与科研工作。已完成国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中国石化科技攻关项目等纵横向科研项目20余项；正在主持的科研项目有国家自然科学基金、中国石化科技攻关项目、企业委托项目等。在国内外重要学术期刊发表学术论文50余篇（SCI、EI收录多篇）；获国家实用新型专利和发明专利各2项；获省、部、校级科技奖共6项。 1控制系统的基本概念11.1概述11.1.1生产过程自动化系统所包含的内容11.1.2过程装备控制的任务和要求21.2控制系统的组成21.2.1过程装备控制的基本概念21.2.2系统组成31.3控制系统的方框图41.4控制系统的分类61.4.1按给定值的变化规律划分61.4.2按系统输出信号对操纵变量影响的方式划分61.4.3按系统的复杂程度划分71.4.4按系统克服干扰的方法划分81.4.5按控制作用的形式划分81.4.6按控制系统的特性划分91.5控制系统的过渡过程及其性能指标91.5.1控制系统的过渡过程91.5.2控制系统的性能指标101.5.3自动控制系统性能的基本要求12思考题与习题132过程控制系统设计基础152.1数学模型152.1.1微分方程152.1.2传递函数162.1.3方框图的简化182.2被控对象的动态特性232.2.1被控对象的数学描述232.2.2被控对象的特性参数262.2.3对象特性的实验测定282.3控制器的动态特性332.3.1控制器的基本控制规律332.3.2控制规律的选取412.4单回路控制系统422.4.1单回路控制系统的设计422.4.2控制器参数的工程整定46思考题与习题493复杂控制系统523.1串级控制系统523.1.1基本原理523.1.2主要特点及其应用场合553.1.3控制器参数工程整定563.2前馈控制系统573.2.1基本原理573.2.2主要结构形式593.2.3参数整定623.3比值控制系统633.3.1定比值控制系统643.3.2变比值控制系统653.3.3比值控制系统的实施663.3.4比值控制系统的参数整定683.4选择性控制系统693.4.1基本原理693.4.2选择性控制的类型703.4.3选择性控制中选择器性质的确定713.4.4积分饱和防止措施713.5均匀控制系统713.5.1基本原理及特点713.5.2均匀控制的类型723.5.3控制器的参数整定733.6分程控制系统73思考题与习题754过程检测技术774.1测量与误差的基本知识774.1.1测量的基本概念774.1.2误差的基本概念794.1.3仪器仪表的主要性能指标834.2传感器概述864.2.1传感器基本概念及组成874.2.2传感器分类884.2.3传感器特性及标定894.2.4新型传感器介绍904.2.5传感器选用944.2.6传感器发展动向954.3压力测量964.3.1概述964.3.2液柱式压力计974.3.3弹性式压力计1004.3.4压阻式压力计1014.3.5压电式压力计1034.3.6压力计的选用1044.4温度测量1054.4.1概论1054.4.2热膨胀式温度计1064.4.3热电偶测温仪表1074.4.4热电阻测温仪表1114.4.5测温仪表的选用1144.5流量测量1144.5.1概述1144.5.2压差式流量计1144.5.3转子式流量计1184.5.4涡街流量计1194.5.5电磁式流量计1204.5.6热式气体质量流量计1214.5.7流量测量仪表的选用1234.6液位测量1234.6.1概述1234.6.2浮力式液位计1234.6.3静压式液位计1254.6.4电容式液位计1274.6.5光纤液位计1284.6.6液位计的选用1294.7物质成分分析1304.7.1红外线气体分析仪1304.7.2氧化锆氧气分析仪1334.7.3工业电导仪1354.7.4气相色谱仪1394.8过程检测技术的新进展1424.8.1智能传感器1424.8.2软测量技术1434.8.3多传感器信息融合1444.8.4虚拟仪器1454.8.5过程监测系统应用实例147思考题与习题1485过程控制装置1515.1变送器1515.1.1差压变送器1525.1.2防爆安全栅1635.1.3温度变送器1675.1.4标准仪表的信号标准以及与电源连接的方式1715.1.5典型系统的变送器选择1725.2控制器1725.2.1控制器控制规律的实现方法1735.2.2PID控制器的硬件结构1765.2.3典型系统的控制器选择1875.3执行器1885.3.1气动执行器1885.3.2电动执行器1995.3.3电-气转换器及电-气阀门定位器2015.3.4典型系统执行器的选择203思考题与习题2046计算机控制系统2066.1概述2066.2计算机控制系统的组成及分类2076.2.1计算机控制系统的组成2076.2.2计算机控制系统的分类2096.3A/D与D/A转换器2136.3.1A/D转换器2136.3.2A/D选择原则2146.3.3D/A转换器2156.3.4D/A选择原则2166.3.5A/D、D/A接口板介绍2176.4计算机测试系统2186.4.1计算机在测试技术中的作用2186.4.2计算机测试系统的基本结构2186.4.3数据采集2206.4.4计算机测试系统的设计2226.5直接数字控制系统2236.5.1DDC系统概述2236.5.2DDC的基本算法2266.5.3改进的PID算法2306.5.4DDC的PID算法中参数的整定2346.5.5采样周期的选择2356.6可编程序控制器及其应用*2366.6.1概述2366.6.2可编程序控制器的基本组成与工作原理2376.6.3可编程序控制器的编程指令2396.6.4可编程序控制器的