本书根据求是公司推出的PCT系列过程控制系统实验装置的相关内容进行编写。按照教学大纲的要求，根据典型的工业过程中压力、流量、液位、温度等过程量的控制，进行工业过程控制系统的实践模拟与仿真，可以满足“过程控制”、“过程检测及仪表”、“自动控制理论”、“计算机控制”、“化工仪表及自动化”、“传感器原理及应用”等课程的实验教学要求，也可满足“过程控制系统大实验”等综合性实践课程的教学要求。同时结合工业生产实际，编写具体工业设计案例。本书主要内容包括概述、过程控制系统、过程控制系统实验装置介绍、过程控制系统仪表认知与实验、基于调节器控制的过程控制实验、基于计算机控制的过程控制实验、基于FCS控制的过程控制实验、过程控制工程设计案例。 本书可作为电气工程及其自动化、测控技术与仪器、化学工艺与工程等专业相关课程的教材，也可供专业工程技术人员学习、参考。

    刘星萍，齐鲁工业大学教授，主要从事工业过程控制、电子测量技术、传感器应用技术的研究。近年来主持山东省省级科研课题4项，省级教改立项2项，授权发明专利5项，发表高水平研究论文10余篇。

第0章 概述 1
第1章 过程控制系统 3
1．1 单回路反馈控制系统 3
1．1．1 单回路控制系统结构组成 3
1．1．2 被控变量的选择 3
1．1．3 操作变量的选择原则 4
1．1．4 控制阀的选择 4
1．2 复杂调节系统 7
1．2．1 串级调节系统 7
1．2．2 比值控制系统 9
1．2．3 均匀控制系统 12
1．2．4 分程控制系统 15
1．2．5 前馈控制系统 16
1．2．6 施密斯（Smith）预估控制系统 19
1．2．7 解耦控制系统 21
第2章 过程控制系统实验装置介绍 24
2．1 过程控制系统实验装置 24
2．2 被控对象柜设备概述 25
2．3 控制台设备概述 27
2．4 组态王软件及应用 29
2．4．1 组态软件概述 29
2．4．2 应用案例 30
2．5 PLC编程软件 46
2．5．1 S7-300/400用户程序的模块化结构 46
2．5．2 STEP 7的安装与图标说明 49
2．5．3 创建项目 53
2．5．4 在OB1中创建程序 56
2．5．5 创建一个具有功能块和数据块的程序 57
2．5．6 对功能块FC的编程 61
2．5．7 对共享数据块的编程 63
2．5．8 使用多重背景编程 63
第3章 过程控制系统仪表认知与实验 69
3．1 调节器的认知和使用 69
3．2 变频器的认知和使用 70
3．3 水泵的工作原理及特性认识实验 72
3．4 电磁流量计的工作原理认识和校验实验 73
3．5 差压变送器的工作原理认识和校验实验 75
3．6 热电阻的工作原理认识和校验实验 77
3．7 电动调节阀的工作原理认识和校验实验 79
3．8 涡轮流量计的工作原理认识和校验实验 80
3．9 传感器的零点和迁移实验 82
第4章 基于调节器控制的过程控制实验 85
4．1 对象特性测试（调节器控制） 85
4．1．1 测试对象特性的方法 85
4．1．2 一阶液位特性测试系统实验 87
4．1．3 二阶液位特性测试系统实验 88
4．1．4 温度对象特性测试系统实验 90
4．1．5 调节阀流量特性测试系统实验 92
4．2 单回路控制实验（调节器控制） 93
4．2．1 单回路控制中的调节器整定方法 93
4．2．2 压力单闭环控制系统实验 96
4．2．3 温度单闭环控制系统实验 98
4．2．4 液位单闭环控制系统实验 100
4．2．5 流量单闭环控制系统实验 103
4．2．6 双容液位控制系统实验 105
4．3 串级控制系统（调节器控制） 107
4．3．1 串级控制系统的设计与整定 107
4．3．2 液位和流量串级控制系统实验 109
4．3．3 上、中水箱液位串级控制系统实验 112
4．4 比值控制系统 115
4．4．1 比值控制设计 115
4．4．2 流量比值控制系统实验 115
4．5 前馈控制系统（调节器控制） 117
4．5．1 前馈控制系统的原理 117
4．5．2 前馈-反馈控制系统实验 118
第5章 基于计算机控制的过程控制实验 122
5．1 对象特性测试（计算机控制） 122
5．1．1 一阶液位特性测试系统实验 122
5．1．2 二阶液位特性测试系统实验 124
5．1．3 温度对象特性测试系统实验 125
5．1．4 调节阀流量特性测试系统实验 127
5．2 单闭环过程控制（计算机控制） 128
5．2．1 压力单闭环控制系统实验 128
5．2．2 液位单闭环控制系统实验 130
5．2．3 流量单闭环控制系统实验 132
5．3 复杂过程控制（计算机控制） 134
5．3．1 液位和流量串级控制系统实验 134
5．3．2 上、中水箱液位串级控制系统实验 137
5．3．3 流量比值控制系统实验 139
5．3．4 前馈―反馈控制系统实验 141
5．3．5 施密斯控制系统实验 144
5．3．6 解耦控制系统实验 146
第6章 基于FCS控制的过程控制实验 148
6．1 软件组态及硬件系统组成认知实验 148
6．1．1 现场总线控制系统的组成与认识实验 148
6．1．2 下位机软件中的硬件组态和程序编写 148
6．1．3 上位机软件中的通信建立和界面组态 149
6．2 对象特性测试实验（FCS控制） 150
6．2．1 上水箱液位特性测试系统实验 150
6．2．2 下水箱液位特性测试系统实验 151
6．2．3 二阶液位特性测试系统实验 153
6．2．4 温度对象特性测试系统实验 154
6．3 单回路控制系统实验（FCS控制） 155
6．3．1 压力单闭环控制系统实验 155
6．3．2 温度单闭环控制系统实验 157
6．3．3 液位单闭环控制系统实验 159
6．3．4 流量单闭环控制系统实验 161
6．3．5 二阶液位控制系统实验 162
6．4 串级控制系统实验（FCS控制） 164
6．4．1 串级控制系统实验原理及其方法 164
6．4．2 上水箱液位和流量串级控制系统实验 167
6．4．3 上、下水箱液位串级控制系统实验 169
6．5 流量比值控制系统实验（FCS控制） 170
6．6 前馈―反馈控制系统实验（FCS控制） 173
6．7 施密斯控制系统实验（FCS控制） 175
第7章 过程控制工程设计案例 180
7．1 燃气锅炉控制系统工程设计 180
7．1．1 概述 180
7．1．2 控制方案制定 180
7．1．3 仪表及变送装置选型 185
7．1．4 调节阀计算与选型 188
7．1．5 仪表供源系统设计 189
7．2 甲醇回收过程控制系统工程设计案例 189
7．2．1 工艺流程介绍 189
7．2．2 控制方案制定 190
7．2．3 仪表及变送装置选择 196
7．2．4 调节阀 199
参考文献 202