目　录

第 1章　绪论　1
1.1　控制仪表及装置基本知识　1
1.1.1　控制仪表及装置总体概述　1
1.1.2　控制仪表及装置的分类及特点　2
1.2　控制仪表防爆的基本知识　3
1.2.1　防爆仪表的标准　4
1.2.2　控制仪表的防爆措施　5
1.2.3　控制系统的防爆措施　6
1.3　控制仪表的分析方法　6
1.3.1　控制仪表总体分析思路　7
1.3.2　采用单个放大器的分析方法　7
1.3.3　采用运算放大器的分析方法　8
1.4　本课程的性质、内容和任务　10
1.5　小结　11
1.6　习题　11

第 2章　变送器　12
2.1　概述　12
2.1.1　变送器的构成　12
2.1.2　变送器的共性问题　14
2.2　差压变送器　16
2.2.1　力矩平衡式差压变送器　16
2.2.2　电容式差压变送器　24
2.2.3　扩散硅式差压变送器　32
2.2.4　智能式差压变送器　33
2.3　温度变送器　35
2.3.1　热电偶温度变送器　36
2.3.2　一体化热电偶温度变送器　42
2.3.3　热电阻温度变送器　46
2.3.4　一体化热电阻温度变送器　48
2.3.5　智能式温度变送器　49
2.4　实例分析　51
2.5　小结　58
2.6　习题　59

第3章　控制器　60
3.1　控制规律　60
3.1.1　控制规律的表示方法　60
3.1.2　控制器的基本控制规律　63
3.2　模拟控制器　70
3.2.1　控制的功能　70
3.2.2　基本构成原理及部件　71
3.2.3　DDZ-Ⅲ型控制器　71
3.3　可编程控制器　76
3.3.1　概述　76
3.3.2　可编程控制器基本结构和工作原理　80
3.3.3　S7-300PLC及指令系统　86
3.4　实例分析　101
3.5　小结　114
3.6　习题　114

第4章　执行器　115
4.1　概述　115
4.1.1　执行器的种类及特点　115
4.1.2　执行器的构成　116
4.1.3　执行器的作用方式　116
4.2　执行机构　117
4.2.1　气动执行机构　117
4.2.2　电动执行机构　118
4.2.3　智能执行机构　121
4.3　调节机构　122
4.3.1　调节机构的结构和特点　122
4.3.2　调节机构的工作原理　125
4.3.3　调节阀的流量系数　126
4.3.4　调节阀的可调比　128
4.3.5　调节阀的流量特性　130
4.4　执行器的选择　132
4.4.1　执行器结构形式选择　133
4.4.2　调节阀流量特性的选择　134
4.4.3　调节阀的口径选择　135
4.5　阀门定位器　137
4.5.1　气动阀门定位器　137
4.5.2　电/气阀门定位器　139
4.6　应用实例　141
4.7　小结　143
4.8　习题　143

第5章　辅助控制仪表　144
5.1　开方器　144
5.1.1　开方器的应用　144
5.1.2　单元组合仪表开方器的构成原理　145
5.1.3　DDZ-Ⅲ开方器的构成及工作原理　148
5.2　积算器　155
5.2.1　积算的基本概念与原理　155
5.2.2　比例积算器　157
5.2.3　开方积算器　161
5.3　辅助单元仪表　161
5.3.1　安全栅　161
5.3.2　操作器　163
5.3.3　电源箱　164
5.3.4　电源分配器　164
5.3.5　信号分配器　165
5.4　小结　165
5.5　习题　165

第6章　集散控制系统　166
6.1　概述　166
6.1.1　集散控制的基本概念　166
6.1.2　集散控制的特点　167
6.1.3　集散控制系统的发展趋势　168
6.2　集散控制的硬件体系结构　169
6.2.1　概述　169
6.2.2　DCS的基本构成　171
6.3　集散控制的软件系统　174
6.3.1　概述　174
6.3.2　现场控制站软件　174
6.3.3　操作员站软件　175
6.3.4　工程师站软件　175
6.3.5　集散控制系统的组态　176
6.4　集散控制系统的应用举例　177
6.4.1　水箱液位装置流程及控制要求　178
6.4.2　系统控制方案　179
6.4.3　系统组态　179
6.5　小结　186
6.6　习题　186

第7章　现场总线控制系统　187
7.1　概述　187
7.1.1　现场总线发展背景　187
7.1.2　现场总线的结构特点　188
7.1.3　现场总线的技术特点　189
7.1.4　现场总线的国际标准　190
7.2　几种流行的现场总线　194
7.2.1　基金会现场总线　194
7.2.2　PROFIBUS现场总线　197
7.2.3　PROFINET现场总线　204
7.3　现场总线控制系统　211
7.3.1　现场总线控制系统组成　211
7.3.2　现场总线控制系统实例　213
7.4　小结　216
7.5　习题　216

第8章　实训指导书　217
8.1　实时工业网络实训系统介绍　217
8.2　电磁流量计标定控制子系统实训　218
8.2.1　实训目的　218
8.2.2　实训仪器和设备　219
8.2.3　实训基本原理　219
8.2.4　实训内容与步骤　221
8.2.5　实训考核内容　231
8.3　基型控制器的认识与使用方法实训　231
8.3.1　实训目的　231
8.3.2　实训仪器和设备　232
8.3.3　实训基本原理　232
8.3.4　实训内容与步骤　232
8.3.5　实训考核内容　234
8.4　流量计流量测量实训　234
8.4.1　实训目的　234
8.4.2　实训仪器和设备　234
8.4.3　实训基本原理　235
8.4.4　实训内容与步骤　237
8.4.5　实训考核内容　239
8.5　加热罐液位控制实训　239
8.5.1　实训目的　239
8.5.2　实训仪器和设备　239
8.5.3　实训基本原理　239
8.5.4　实训内容与步骤　240
8.5.5　实训考核内容　242
8.6　加热罐加热控制实训　242
8.6.1　实训目的　242
8.6.2　实训仪器和设备　242
8.6.3　实训基本原理　242
8.6.4　实训内容与步骤　243
8.6.5　实训考核内容　244
8.7　水温调节控制实训　244
8.7.1　实训目的　244
8.7.2　实训仪器和设备　244
8.7.3　实训基本原理　244
8.7.4　实训内容与步骤　245
8.7.5　实训考核内容　246
8.8　实时以太网气动调节阀控制实训　247
8.8.1　实训目的　247
8.8.2　实训仪器和设备　247
8.8.3　实训基本原理　247
8.8.4　实训内容与步骤　248
8.8.5　实训考核内容　249
8.9　有线HART气动调节阀控制实训　250
8.9.1　实训目的　250
8.9.2　实训仪器和设备　250
8.9.3　实训基本原理　250
8.9.4　实训内容与步骤　251
8.9.5　实训考核内容　252