從新手到高手：過程控制系統基礎與實踐（簡體書）

《過程控制系統基礎與實踐》用獨特的行文風格，以通俗易懂、風趣幽默的語言，從工程實施角度出發，深入淺出地介紹了過程控制系統的組成和項目的實施。主要包括過程控制理論、數據的采集和控制設備、現場總線技術、重要的計算機理念、典型的控制系統、控制系統在電廠的應用、項目管理基礎及實施、理論與實踐的結合幾個方面的內容。
《過程控制系統基礎與實踐》用形象的語言把枯燥無味的工作描寫的生動精彩，讓更多從事這項職業的人喜歡自己的工作，因此，在理論和概念的介紹方面沒有過于深入，可作為初入過程控制行業或者打算進入過程控制領域的人員學習過程控制知識的入門書，也非常適合自控專業的在校生了解自控行業的實際情況閱讀。

《過程控制系統基礎與實踐》：從新手到高手。

我為何要寫這本書
某一天，有個做教授的朋友給我發來Email，委托我幫忙寫他的一部新作的一些章節，希望把我工作的項目實例整理一兩個，放在他的著作里面，使他的著作能夠增加些實用性。我很感謝這位朋友，盡管我寫的片章斷節未必能為他的讀者增加多少應用價值，但是，這的確讓我們看到，現在的學者也正在努力將理論推向實際應用。沒錯，理論聯系實際是我國教育制度的多年訴求，然而，絕大部分教育工作者都是多年學校教育畢業後，直接走向講堂，中間缺少了面向實際的環節，技術應用正是他們所欠缺的。正因為這樣，我們在多年的教育下學習的都是理論基礎，畢業後即將走向社會，茫然中走向圖書館、書店，那里面的書籍也大多都是出自專家教授之手，有先進的技術、高深的理論，卻很少有我們在工作中必須掌握的、賴以生存的技術應用。
我工作十余載，做過電廠副值長、系統工程公司項目經理等職，希望能寫一點東西，給即將步入工程控制領域工作崗位的技術人員。如果能幫助他們多少減少剛步入這個領域的困惑，那么將是我極大的欣慰。
我寫這本書的目的是把深奧的理論通俗化，把理論與實際工作緊密聯系起來，幫助剛出校門的學生跨過學校與社會之間的真空地帶，幫助他們少走彎路，幫助他們明白自己將要做什么、應該做什么、應該怎樣做，以及自己的職業方向。
我的書主要寫什么
本書不求理論的系統和完善，只求必需、夠用，編寫時從工程實施角度出發，介紹了項目實施的大體內容及現場調試的經驗。主要包括以下9個章節。
第1章自動控制系統概述
第2章過程控制理論
第3章數據的采集和控制設備
第4章現場總線技術
第5章重要的計算機理念
第6章典型的控制系統
第7章控制系統在電廠的應用
第8章項目管理基礎及實施
第9章理論與實踐的結合
致謝
當真正開始著手編寫的時候，才發現這項工作對于每天在工作崗位的我來說，真是件不容易的事情，只能利用周末及晚上休息的時間倉促趕筆，再加上本人水平有限，書中不當之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
在這本書編寫的過程中，感謝我的朋友吉靜華，她幫助我完成第2章、第6章部分的內容，在此表示感謝。
尤其感謝我的愛人，在我寫這本書的整個過程中，她給予我莫大的支持與鼓勵，并作為這本書的第一個讀者，給我提出了很多寶貴意見。
編著者

第1章
自動控制系統概述001
1.1 自動控制與自動控制系統003
1.2 自動控制工作原理005
1.3 自動控制發展歷程006
1.4 自動控制的未來010

第2章
過程控制理論012
2.1 基本概念013
2.2 PID控制017
2.3 順序控制023
2.3.1 火電廠順序控制技術的發展過程023
2.3.2 順序控制技術中的常用術語027
2.3.3 順序控制的實現方式029
2.3.4 形式、組成及其分類031

第3章
數據的采集和控制設備038
3.1 模擬量039
3.1.1 溫度的測量039
3.1.2 流量的測量045
3.1.3 壓力的測量056
3.1.4 液位的測量061
3.1.5 智能變送器063
3.2 開關量066
3.3 執行機構070
3.4 電氣控制回路078
3.5 電源081
3.6 接地084
3.6.1 常見的干擾084
3.6.2 抑制干擾的方法085
3.6.3 接地規則087

第4章
現場總線技術094
4.1 數據的編碼與傳輸096
4.2 OSI模型101
4.3 FF總線106
4.4 Profibus總線108
4.5 HART協議1114.6 CAN總線113

第5章
重要的計算機理念116
5.1 軟件平臺——操作系統117
5.2 硬件平臺——工控機119
5.3 監控平臺的搭建——組態技術122
5.3.1 組態技術簡介122
5.3.2 國外公司組態軟件介紹125
5.3.3 國內公司組態軟件情況及發展133

第6章
典型的控制系統135
6.1 PLC——高效精準的工作小組136
6.1.1 PLC的基本結構137
6.1.2 PLC的工作原理138
6.2 DCS——部門齊全的集團公司140
6.3 FCS——管理到每個成員的跨國聯合集團141
6.4 MES——我們的上級領導144145

第7章
控制系統在電廠的應用146
7.1 計算機控制在電廠的發展147
7.2 發電廠工藝介紹150
7.3 給水系統151
7.3.1 相關參數的測量151
7.3.2 給水自動控制的任務154
7.3.3 影響汽包水位的因素155
7.3.4 調節給水流量的兩種方式156
7.3.5 全程給水控制159
7.4 FSSS系統160
7.4.1 爐膛爆炸的原因161
7.4.2 防止爐膛爆炸的措施162
7.5 汽包水位保護165
7.6 汽輪機保護系統167
7.7 DEH系統169
7.8 機爐協調系統172
7.9 火電廠熱工自動化發展前景177

第8章
項目管理基礎及實施180
8.1 項目管理基礎181
8.1.1 項目管理概述181
8.1.2 三個約束條件181
8.1.3 五個主要過程182
8.1.4 九大知識體系184
8.1.5 幾個關鍵概念190
8.2 項目實施的開始階段192
8.2.1 項目整體了解192
8.2.2 制訂計劃的重要意義194
8.2.3 計劃的內容194
8.2.4 控制方案制訂199
8.2.5 溝通與聯絡203
8.3 項目實施的中期205
8.3.1 內部調試及發貨206
8.3.2 現場調試208
8.3.3 試運行211
8.4 項目實施的後期214

第9章
理論與實踐的結合218
9.1 項目簡介219
9.2 數據庫整理219
9.3 硬件配置219
9.4 訂控制方案223
參考文獻229

通過測量裝置將系統或元件的輸出量反送到輸入端，這個量就稱為反饋。反饋的概念是最重要的，可以說自動控制的精髓就是反饋。怎么樣理解呢？比如我們回家之後，進屋先開燈，之後干什么呢？有人說找個水果吃，在控制系統中，這樣做的結果就很可能吃到的不是水果，而是碰了一鼻子灰。為什么呢，因為我們省略了一個重要的步驟，看看燈有沒有亮！對于我們習以為常的東西，我們幾乎不去考慮這樣細微的問題（也許是人大腦的處理速度比計算機還要快），因為只要有電，我們的燈就是會亮的，誰也不會每天都重復這樣愚笨的行為，打開燈，抬頭看看亮沒亮。請記住，計算機是最笨的，它僅僅是算得比較快，它的所有行為都是人教的，因此必須要教他檢查一下開燈的結果，也就是燈亮了沒有，依據這個結果我們再進行以後的動作。所以，燈亮了還是沒亮這個開燈的結果就是反饋，如果計算機沒有對此做出判斷，那就不能執行正確的動作，或者進入異常處理。
按反饋的信號極性分類，反饋可分為正反饋和負反饋。若反饋信號與輸入信號極性相同或同相，則兩種信號混合的結果將使放大器的凈輸入信號大于輸出信號，這種反饋叫正反饋（positive feedback）。正反饋主要用于信號產生電路。反之.反饋信號與輸入信號極性相反或變化方向相反（反相），則疊加的結果將使凈輸入信號減弱，這種反饋叫負反饋（negative feed-back）。自動調節系統通常采用負反饋技術以穩定系統的工作狀態。