《化工仪表与自动控制技术》聚焦于高职本科的高技能人才培养，内容强调实践性、系统性和先进性。采用理实一体化教学方式，通过简单与复杂的控制系统设计与投运项目，结合检测与控制仪表、简单与复杂控制系统、仪表与计算机控制，由浅入深地提升学生的能力。全书以项目引领、任务驱动，将化工仪表、控制系统及集散控制系统的理论与实践教学融合，通过任务分析、知识链接、任务实施与任务评价等环节，让学生在技能训练中深化理论知识，激发学习兴趣，提升综合能力，旨在使学生掌握控制系统组成、设计、调试及集散控制系统设计与组态方法，为快速适应工厂控制系统奠定基础。本书可作为高职本科和高职专科学校化工技术类等专业的师生教学用书，也可供从事化工仪表自动化领域的企业员工参考。
随着全球新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，新一代信息、生物、新材料、新能源等技术不断突破，并与先进制造技术加速融合，为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了相关技术支持。先进的化工仪表及自动控制技术在化工生产运行装置中的应用就显得尤为重要，离开先进的化工工艺运行控制技术的运用，工艺介质与工艺装置中的运行参数如流量、温度、压力、液位、转速等参数系统，就无法实现自动检测、显示、自动控制和联锁保护。本科层次职业教育，简称高职本科教育，是国家在高等职业教育中开展的本科层次的职业教育，主要培养高层次、高技能的应用技术型人才。为满足本科职业教育的教学需要，开发了本教材。
本书紧紧围绕本科层次职业教育的高层次、高技能应用型人才培养目标，内容上突出实践性、实用性和先进性，理论知识以够用为宜，突出实践能力培养。采用理实一体化教学方式，内容编排上通过简单控制系统的设计与投运、复杂控制系统的设计与投运、集散控制系统的组态与监控三个项目将检测仪表与控制仪表、简单控制系统与复杂控制系统、仪表控制与计算机控制有机地结合，由浅入深、由简单到复杂，符合学生的认知规律和实际仪表自动化系统的设计与运行工作过程要求。采用项目引领、任务驱动的方式，将化工仪表、控制系统、集散控制系统的理论教学与实践教学有机地结合在一起，通过任务分析、知识链接、任务实施、任务评价等环节将理论教学过程融入技能训练中，在技能训练中加深对理论知识的理解和掌握，激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的思维能力和动手能力，使学生真正掌握控制系统的组成、设计和调试方法以及集散控制系统的设计与组态方法，实现学校所学的知识与工厂实际需求的有机结合，为学生走上工作岗位后迅速掌握工厂的控制系统奠定基础。
本书由常州工程职业技术学院刘书凯、兰州石化职业技术大学王银锁担任主编，兰州资源环境职业技术大学慕红梅担任副主编，河北化工医药职业技术学院张志华教授担任主审。其中，项目一由兰州资源环境职业技术大学慕红梅，河北化工医药职业技术学院王慧芳，常州工程职业技术学院刘书凯，湖南化工职业技术学院曾春霞，潍坊职业学院齐云国、贾玉玲，兰州石化公司董锐编写；项目二由兰州石化职业技术大学张富玉、王银锁、李海霞编写；项目三由常州工程职业技术学院刘书凯、唐咏编写。刘书凯负责拟订大纲并统稿。
本书在编写过程中参考了相关书籍和文献资料，在此，编者致以诚挚的谢意!
由于水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。
编者
2024年8月
项目一简单控制系统的设计与投运 1
项目学习目标 1
项目学习内容 1
项目学习计划 4
任务一简单控制系统认知 5
【任务描述】 5
【任务分析】 6
【知识链接】 6
一、识读工艺流程图 6
二、认识简单控制系统的组成 9
三、简单控制系统的基本要求 17
【任务实施】 18
【任务评价】 19
【知识归纳】 19
任务二被控对象特性分析与对象建立 20
【任务描述】 20
【任务分析】 20
【知识链接】 24
一、控制系统的静态与动态 24
二、对象的数学模型 25
【任务实施】 32
【任务评价】 35
【知识归纳】 36
任务三过程检测仪表的选用 36
【任务描述】 36
【任务分析】 37
【知识链接】 37
一、测量误差及仪表的性能指标 37
二、压力检测仪表 41
三、流量检测仪表 49
四、物位检测仪表 57
五、温度检测仪表 61
【任务实施】 68
【任务评价】 71
【知识归纳】 71
任务四执行器的选用 72
【任务描述】 72
【任务分析】 73
【知识链接】 74
一、气动执行器的类型 74
二、控制阀的流量特性 77
三、控制阀的选择 80
四、电动执行机构 81
【任务实施】 82
【任务评价】 85
【知识归纳】 86
任务五智能调节器的选用 86
【任务描述】 86
【任务分析】 87
【知识链接】 88
一、智能调节器的组成 88
二、智能调节器的特点 89
三、智能调节器基本控制规律 89
四、调节器作用形式的选择 91
五、智能调节器使用 92
【任务实施】 98
【任务评价】 100
【知识归纳】 101
任务六简单控制系统的投运 101
【任务描述】 101
【任务分析】 101
【知识链接】 102
一、控制系统的投运 102
二、控制系统操作中常见的问题 108
【任务实施】 111
【任务评价】 112
【知识归纳】 113
习题 115
项目二复杂控制系统的设计与投运 120
项目学习目标 120
项目学习内容 120
项目学习计划 121
任务一加热炉串级控制系统设计与投运 121
【任务描述】 121
【任务分析】 122
【知识链接】 123
一、串级控制系统的工作过程 124
二、串级控制系统的特点 127
【任务实施】 128
【任务评价】 130
【知识归纳】 130
任务二换热器前馈控制系统设计与投运 131
【任务描述】 131
【任务分析】 132
【知识链接】 132
一、前馈控制系统的原理及结构形式 133
二、前馈-反馈控制系统 134
三、前馈控制系统的特点及应用 134
【任务实施】 136
【任务评价】 137
【知识归纳】 137
任务三流量比值控制系统设计与投运 138
【任务描述】 138
【任务分析】 138
【知识链接】 138
一、主要的比值控制系统方案 139
二、比值系数的计算和比值方案的实施 142
三、比值控制系统中的其他问题 143
【任务实施】 144
【任务评价】 145
【知识归纳】 145
任务四精馏塔液位-流量均匀控制
系统设计与投运 146
【任务描述】 146
【任务分析】 148
【知识链接】 148
一、简单均匀控制系统 148
二、串级均匀控制系统 149
【任务实施】 150
【任务评价】 151
【知识归纳】 151
任务五天然气压力分程控制系统设计与投运 152
【任务描述】 152
【任务分析】 153
【知识链接】 153
一、分程控制方案 153
二、分程控制系统的应用场合 155
三、分程控制应用中的几个问题 157
【任务实施】 158
【任务评价】 159
【知识归纳】 159
任务六液氨蒸发器的自动选择性控制系统设计与投运 159
【任务描述】 159
【任务分析】 160
【知识链接】 160
一、选择性控制原理 161
二、选择性控制系统的类型 161
三、积分饱和现象及其防治措施 163
【任务实施】 164
【任务评价】 165
【知识归纳】 165
习题 167
项目三集散控制系统的组态与监控 171
项目学习目标 171
项目学习内容 171
项目学习计划 172
任务一甲醇氧化制甲醛控制系统硬件的选择 172
【任务描述】 172
【任务分析】 176
【知识链接】 176
一、集散控制系统的基本组成和特点 176
二、集散控制系统的体系结构 177
三、集散控制系统的通信网络 179
四、JX-300XP系统简介 179
五、JX-300XP系统硬件 181
【任务实施】 194
【任务评价】 197
【知识归纳】 198
任务二甲醇氧化制甲醛控制系统组态 198
【任务描述】 198
【任务分析】 200
【知识链接】 200
一、系统组态工作流程 200
二、用户授权组态 202
三、区域设置 204
四、主机设置组态 205
五、控制站组态 208
六、操作站组态 218
【任务实施】 225
【任务评价】 233
【知识归纳】 233
任务三甲醇氧化制甲醛控制系统监控 234
【任务描述】 234
【任务分析】 234
【知识链接】 235
一、启动并登录实时监控软件 235
二、查看报警并管理报警 236
三、查看系统标准画面 236
四、查看调整画面 239
五、查看流程图画面 239
六、查看报表 240
七、查看故障诊断信息 240
【任务实施】 241
【任务评价】 242
【知识归纳】 243
习题 246
附录丙烯酸甲酯生产各工段详细流程图 249
参考文献 255
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