本书立足高等职业教育的应用特色和能力本位，突出人才应用能力和创新素质的培养，融理论教学与实践训练于一体，系统地介绍了过程控制仪表与装置的构成原理、使用、安装和调试技术。全书编写采用“目标驱动法”，共8章，涵盖了生产现场的变送器、控制器、执行器、辅助仪表、DCS、智能式现场仪表和过程控制仪表与装置的应用案例分析。为适应不同行业的需要，应用案例分析涉及石油、化工、冶金、电力、医药等行业。

丁炜，教授，兰州石化职业技术学院工业生产自动化专业教研室主任，长期从事仪表专业的教学工作，拥有丰富的教学经验和企业实践经验。

绪论 1
第1章 过程控制仪表的基本知识 4
1.1 过程控制仪表的信号制式 4
1.1.1 信号制式 4
1.1.2 信号标准 5
1.2 电动仪表信号标准的使用 5
1.2.1 采用4～20 mA DC电流信号传送 5
1.2.2 采用1～5 V DC电压信号实现控制室内部仪表间联络 6
1.2.3 控制系统仪表之间的典型连接方式 6
1.3 过程控制仪表防爆的基本知识 7
1.3.1 防爆仪表的标准 7
1.3.2 控制仪表防爆措施 9
1.3.3 安全火花防爆系统的构成 10
1.4 过程控制仪表的型号及命名 10
1.4.1 DDZ-Ⅲ型仪表的型号及命名 11
1.4.2 QDZ型仪表的型号及命名 11
1.5 过程控制仪表的分析方法 12
1.5.1 过程控制仪表的总体分析思路 12
1.5.2 采用单个放大器的仪表的分析方法 12
1.5.3 采用集成运算放大器的仪表的分析方法 14
思维导图 17
思考与练习题1 17
思想映射 17
第2章 变送器 20
2.1 概述 21
2.1.1 变送器的构成原理 21
2.1.2 变送器的量程调整、零点调整和零点迁移 21
2.2 电容式差压变送器 22
2.2.1 电容式差压变送器的结构与工作原理 22
2.2.2 差压变送器的选用、安装和维护 34
实训1 差压变送器的认识与校验 36
2.3 其他差压变送器 38
2.3.1 扩散硅式差压变送器 38
2.3.2 振弦式差压变送器 39
2.3.3 DELTAPI K系列电感式变送器 42
2.4 温度变送器 44
2.4.1 热电偶温度变送器 44
2.4.2 一体化热电偶温度变送器 51
2.4.3 热电阻温度变送器 55
2.4.4 一体化热电阻温度变送器 57
实训2 DDZ-Ⅲ型温度变送器的校验 58
思维导图 61
思考与练习题2 61
思想映射 62
第3章 控制器 63
3.1 控制器的控制规律 63
3.1.1 基本控制规律 63
3.1.2 工程上常用的控制规律 66
3.2 DDZ-Ⅲ型控制器 68
3.2.1 主要功能 68
3.2.2 基型控制器的构成 69
3.2.3 手动/自动无扰动切换 71
3.3 基型控制器的操作 72
3.3.1 基型控制器的外部结构 72
3.3.2 基型控制器的使用方法 73
3.4 XMA5000系列通用PID调节器 75
3.4.1 XMA5000系列通用PID调节器功能 75
3.4.2 XMA5000系列通用PID调节器的面板操作 76
实训3 基型控制器的认识与使用方法 78
实训4 基型控制器的?、TI和TD测试 80
思维导图 82
思考与练习题3 83
思想映射 83
第4章 执行器 85
4.1 概述 86
4.1.1 执行器的种类及特点 86
4.1.2 执行器的构成 86
4.1.3 执行器的作用方式 87
4.2 执行机构 89
4.2.1 气动执行机构 89
4.2.2 电动执行机构 91
4.3 调节机构 94
4.3.1 调节机构的结构和特点 94
4.3.2 控制阀的流量系数 96
4.3.3 控制阀的可调比 97
4.3.4 控制阀的流量特性 100
4.4 阀门定位器 102
4.4.1 气动阀门定位器 103
4.4.2 电/气阀门定位器 105
4.5 执行器的选择 106
4.5.1 执行器结构形式的选择 106
4.5.2 控制阀流量特性的选择 108
4.5.3 控制阀口径的选择 109
4.6 气动薄膜控制阀性能测试 113
4.6.1 气动薄膜控制阀主要技术指标 113
4.6.2 技术指标的测试方法 113
4.7 执行器的安装与维护 116
4.7.1 执行器的安装 116
4.7.2 执行器的维护 117
实训5 执行器与电/气阀门定位器的认识与校验 117
思维导图 121
思考与练习题4 122
思想映射 122
第5章 辅助仪表 123
5.1 安全栅 123
5.1.1 齐纳式安全栅 123
5.1.2 变压器隔离式安全栅 125
5.2 信号分配器 127
5.3 变频器 128
5.4 电源箱及电源分配器 133
5.4.1 电源箱 133
5.4.2 电源分配器 134
5.4.3 现场总线仪表电源 134
思维导图 136
思考与练习题5 137
思想映射 137
第6章 集散控制系统 138
6.1 概述 138
6.1.1 集散控制系统的基本概念 138
6.1.2 集散控制系统的特点 139
6.1.3 集散控制系统的发展趋势 140
6.2 JX-300XP DCS 141
6.2.1 现场控制站（FCS） 142
6.2.2 操作员站（OPS） 148
6.2.3 过程控制网络（SCnet Ⅱ网络） 150
6.2.4 JX-300XP DCS的软件系统 151
6.3 DCS应用系统组态方法 152
实训6 DCS系统的认识与操作 160
实训7 水箱液位串级控制系统的组态 165
思维导图 166
思考与练习题6 166
思想映射 167
第7章 智能式现场仪表 168
7.1 现场总线技术 169
7.1.1 现场总线技术的产生和发展 169
7.1.2 HART协议 169
7.1.3 现场总线协议 171
7.2 智能式差压变送器 173
7.2.1 EJA智能式差压变送器 173
7.2.2 3051智能式差压变送器 178
7.2.3 ST3000智能式差压变送器 181
7.2.4 LSⅢ-PA智能式差压变送器 187
7.3 智能式温度变送器 189
7.3.1 智能式温度变送器的特点 189
7.3.2 TT302智能式温度变送器 189
7.4 智能式电动执行机构和智能式阀门定位器 194
7.4.1 智能式电动执行机构 194
7.4.2 智能式阀门定位器 195
实训8 智能式差压变送器校验与组态操作 201
思维导图 203
思考与练习题7 204
思想映射 204
第8章 过程控制仪表及装置应用系统案例分析 206
8.1 基型控制器在安全火花型防爆系统中的应用 206
8.1.1 温度控制系统原理图 206
8.1.2 温度控制系统接线图 207
8.2 SLPC可编程调节器在压缩机防喘振控制中的应用 208
8.2.1 工艺流程及控制要求 208
8.2.2 防喘振方案分析 208
8.2.3 用SLPC实现防喘振方案 209
8.3 KMM可编程调节器在加热炉温度控制中的应用 210
8.3.1 控制方案分析 210
8.3.2 用KMM实现前馈-串级控制方案 211
8.4 用DCS实现结晶器钢水液位的控制 212
8.4.1 结晶器钢水液位控制系统原理 212
8.4.2 结晶器钢水液位控制方案 213
8.4.3 用DCS实现结晶器钢水液位控制方案 215
8.5 用DCS实现发电机组热电阻的故障检测 219
8.5.1 概述 219
8.5.2 测温元件加装断路（断阻）保护 219
8.6 现场总线功能模块的应用 220
8.6.1 概述 220
8.6.2 温压补正流量测量（FF-H1协议） 221
8.6.3 串级控制系统 222
8.6.4 锅炉三冲量水位控制系统 223
思维导图 224
思考与练习题8 225
思想映射 225
附录A：HART475操作菜单（EJA110A EM） 226
附录B：压力变送器HART菜单树 228
附录C：Hart475操作菜单（3051C） 229
参考文献 232