前言

PREFACE

就自动化学科来说，主要包括调速系统和过程控制两大块。前者以电动机为执行机构，通过对电动机速度的检测与调节，满足工艺对转速的要求，进而实现预期的生产与制造。后者以调节阀为执行器，通过对流量、温度、压力和物位等物理参数的测量与调整，实现对生产流程的掌握与控制。

过程控制技术是通过采用自动化仪表、电子装置和计算机等工具，对化工、石油、轻工、冶金、建材、电力等工业生产中连续的或按一定周期进行生产的有关物理参数进行自动检测和控制，以达到预期技术指标和良好经济效益的一项专门技术。随着科学技术的进步，过程控制技术在提高产品质量、产品数量、节约能源和保护环境等方面发挥着越来越大的作用。它已经成为流程工业的一项关键技术。

本书是过程控制技术的基础教程，全书共分10章。第1章介绍过程控制的基本情况，包括过程控制产生的背景，过程控制的作用、地位以及发展等一般性知识，讲述了过程控制系统的基本组成以及各部分的功能，提出了对过程控制系统的评价标准及质量指标。第2章讨论过程控制中常见物理量的检测，主要有温度、压力、流量和物位等量的测量，内容包括转换单元和变送单元。检测仪表在控制系统中起着“眼观六路，耳听八方”的作用，为控制决策提供外部信息。第3章讨论基本控制算法与仪表，PID控制算法是基本的控制规律，它的两种产品形式——模拟控制仪表和数字控制仪表，是不同过程控制系统设计中经常需选择和配置的，它们在控制系统中起着类似大脑的作用。第4章讨论执行器与安全栅，常用的气动调节阀和电动调节阀是两类主要执行器形式，变频器是一种新生的执行模式，它们在控制系统中发挥着像手脚一样的功能； 安全栅在控制中起着安全保护的作用。第5章讨论过程建模，包括机理法和测试法两种，它是了解被控制对象的常用方法，是制定控制方案的依据。第6~8章讨论多种过程控制系统的组建、性能和用途，其中第6章是基本的过程控制系统。第7章是有特定要求的控制系统。第8章涉及复杂过程控制系统。第9章讨论计算机与网络过程控制系统，其形式主要是现场总线控制和工业以太网控制，属于新近的控制模式、学科前沿技术。第10章讨论过程控制系统的设计方法，并列举了工业锅炉设备控制的设计实例，为毕业设计和今后的实际工作提供实际指导和学习训练。

随着科学技术的发展，尤其是信息技术的进步，过程控制技术发展进一步加快。就目前的情况看，传感变送器日益数字化、精准化，变频器的出现丰富了执行器的内容，虽然传统的PID控制仍在过程控制领域占有较大的份额，但以预测控制为代表的一类先进而实用算法备受瞩目，智能控制方兴未艾，传统的单一控制正被组态灵活、构建方便、资源共享、信息互通的网络控制逐渐替代。本书与时俱进，力求将新技术、新方法反映出来。

本着“强调基础、突出重点、更新技术、注重应用”的原则，本书在选材、组织、表述等方面，力求基础性和先进性的结合，理论和实际的结合。摒弃了面面俱到的做法，抓住重点、举一反三，强调掌握理论与方法，为学生将来从事相关工作提供技术基础。本书根据多年教学与实验中积累的经验和体会而写，同时参考了有关资料和文献，对于这些参考材料的作者，在此表示诚挚的谢意。

过程控制技术涉及检测与仪表、自动控制、计算机和网络等多个学科领域，要求学生先期修过“自动控制原理”、“检测技术”、“微型计算机原理与应用”、“信息网络与通信”等课程，并具备一定的工业过程实践的经历(如实习或实验)。

由于作者在相关领域研究和实践有限，加上对有关资料和信息掌握不足，书中难免存在缺陷或错误，欢迎读者或同行提出批评意见或建议，以便有机会再版时加以改进，进一步提高本书的质量。

2014年5月