热工过程控制仪表 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787801254597

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• 热工
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• 仪表
• 自动化
• 工业控制
• 热力学
• 传热学
• 流体力学
• 测量技术
• 传感器
• 控制系统

《热工过程控制仪表》是一本深度探讨工业自动化领域核心要素的著作。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解在现代工业生产中，热工过程的精确控制是如何通过一系列先进的仪表和系统来实现的。 内容概述： 本书首先从热工过程的基本原理出发，阐释了温度、压力、流量、液位等关键参数在各种工业场景中的重要性及其变化规律。随后，着重介绍了各类测量仪表的工作原理、结构特点、选型依据以及安装调试要点。这部分内容涵盖了从基础的热电偶、热电阻等温度传感器，到各种压力变送器、涡轮流量计、差压流量计、磁性液位计、雷达液位计等，详细讲解了它们如何捕捉和转换物理量信号。 在信号处理与传输方面，本书深入探讨了传感器输出的原始信号如何经过放大、线性化、滤波等处理，以及如何通过标准信号（如4-20mA、HART协议等）进行可靠传输。同时，对不同传输介质（如导线、光纤）的优劣势进行了比较分析。 控制器的理论与实践是本书的另一重要组成部分。读者将学习到PID（比例-积分-微分）控制、模糊控制、自适应控制等主流控制算法的原理和应用。书中详细解析了控制器参数的整定方法，包括手动整定、经验整定以及基于模型的自动整定技术，并结合实际案例说明如何优化控制效果，实现节能降耗和产品质量的提升。 执行机构作为控制系统的重要一环，其作用是将控制器的输出信号转换为对过程的实际干预。本书对各种调节阀（如气动调节阀、电动调节阀）、执行器（如伺服电机、步进电机）的工作原理、选型以及故障诊断进行了详细阐述，强调了执行机构的响应速度、精度和可靠性对整个控制系统的影响。 此外，《热工过程控制仪表》还涵盖了数据采集与监控系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS）以及可编程逻辑控制器（PLC）等现代自动化系统的架构、功能和组态方法。读者将了解这些系统如何集成各种仪表和执行机构，实现对复杂热工过程的集中监控、数据记录、趋势分析以及故障预警。 本书还特别关注了现场仪表维护与故障排除。针对仪表在实际运行中可能遇到的各种问题，如传感器漂移、信号中断、执行机构卡滞等，提供了系统性的诊断思路和解决方案，并介绍了常用的维护工具和方法，以确保控制系统的稳定性和连续性。 读者对象： 本书适合于从事工业自动化、过程控制、热力工程、化工、冶金、电力等相关领域的工程师、技术员、项目管理人员以及在校学生。无论您是希望深入了解热工过程控制的原理和技术，还是希望提升在实际工程中的应用能力，本书都将是您宝贵的参考资料。 本书特色： 理论与实践相结合： 详细阐述了仪表和控制系统的理论基础，并提供了大量实际应用案例和工程经验。 内容全面深入： 覆盖了从传感器到执行器，再到上位控制系统的完整链条。 图文并茂： 丰富的插图和图表帮助读者直观理解复杂的概念和结构。 面向工程应用： 强调仪表的选型、安装、调试、维护和故障排除，具有很强的指导意义。 通过阅读《热工过程控制仪表》，读者将能够全面掌握现代热工过程控制所需的核心知识和技能，有效提升工业生产的自动化水平和运行效率。

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总的来说，这本书的深度和广度在热工过程控制仪表领域是一个非常难得的平衡点。它成功地架设起了一座坚实的桥梁，连接了热力学、自动控制理论与现代电子测量技术。我注意到书中在温度补偿算法的设计上，考虑到了不同材料的热膨胀系数差异，并给出了多变量输入的补偿模型示例，这对于需要精确控制反应温度的化工或冶金过程来说，是极其宝贵的资料。更难得的是，作者在篇幅有限的情况下，对测量技术的选择哲学进行了深入探讨——即何时应该选择成本高昂但精度极佳的介入式测量，何时又应该退而求其次使用非接触式或平均值测量。这种基于经济性和可行性的综合权衡能力，是理论学习者最难掌握的部分。它教会我们，最好的仪表不是最贵的，而是最适合当前工况，且最容易维护的那个。对于需要负责一个大型热电厂或化工园区控制系统的人员而言，这本书无疑是一本可以放在手边，随时查阅、随时温习的案头必备良书，它的价值会随着使用频率的增加而愈发凸显。

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读完这本书的前半部分，我最大的感受是它在系统集成思维上的构建能力非常出色。作者显然深谙现代自动化系统“端到端”的架构逻辑，没有将仪表孤立地看待成一个个独立的“盒子”，而是将其置于整个热工控制回路中进行剖析。比如，在讨论流量测量时，书中不仅仅讲解了孔板流量计的伯努利原理和开度计算，更着重分析了在不同流体状态下（如气液两相流）如何修正流量系数，以及如何配合智能流量积算仪实现最高精度的体积/质量流量计算。更进一步，书中专门开辟了一个章节探讨了“测量不确定度分析”，这在很多同类书籍中是被忽略的关键环节。作者用严谨的统计学方法，教读者如何量化系统误差和随机误差，这对于追求“本质安全”的热力生产环境至关重要。在设计控制方案时，了解误差范围是合理设定PID参数和安全裕度的前提。此外，书中对仪表本身的可靠性评估，如MTBF（平均故障间隔时间）的计算方法以及如何利用冗余配置提高系统可用性，也提供了清晰的路线图。这种自上而下的系统化讲解，让读者在掌握单个部件知识的同时，也能清晰地把握其在整体控制网络中的角色定位和影响范围，对提升整体工程设计水平非常有帮助。

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这本书的语言风格非常沉稳、内敛，充满了老一辈工程师特有的务实精神，几乎看不到任何浮夸的辞藻，每一个句子都像经过了千锤百炼的专业术语。我尤其欣赏作者在处理复杂控制对象特性时所采用的类比手法，使得原本抽象的数学模型变得具象化。例如，在解释锅炉水位的“假液位”现象时，作者没有直接抛出复杂的流体力学公式，而是用一个水桶和搅拌器的比喻，清晰地展示了蒸汽鼓内汽液两相混合对浮力测量的干扰，并随后引出了电容式水位计和雷达液位计的优势对比。这种教学方式，极大地降低了理解门槛，让初入行业的年轻人也能迅速抓住问题的核心。更让人感到亲切的是，书中穿插了一些关于仪表校准“潜规则”的探讨，比如如何利用标准砝码校验压力变送器的零点，以及如何处理长时间运行后传感器漂移的问题。这些都是教科书上鲜少提及，但在实际车间操作中又至关重要的经验之谈。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会这样”以及“该怎么做才能做得更好”，是那种读完后会忍不住在旁边做笔记、标记重点的实用型工具书。

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我发现这本书在更新技术趋势方面做得相当到位，尤其是在数字化和智能化控制仪表的应用这一块。作者没有沉溺于传统的模拟信号传输和4-20mA电流回路的讨论，而是用了相当大的篇幅来介绍基于工业以太网的传感器技术，如OPC UA协议在现场层级的应用探索。书中对智能阀门定位器（Smart Positioner）的分析尤其深入，它不仅仅是信号的接收者，更是回路中的小型“控制器”，能够进行内置的特性曲线调整和在线诊断。作者详细描述了如何通过这些智能仪表获取的诊断数据，提前预测阀门执行机构的机械磨损或卡涩风险，从而实现真正的预测性维护，而不是等到故障发生后才被动抢修。这体现了作者对“工业4.0”背景下过程控制发展的深刻洞察力。同时，书中对于安全仪表系统（SIS）中的关键元件——安全仪表——的选型和安装规范也有着非常详尽的阐述，区分了SIL等级要求和对应的仪表冗余设计，对于涉及高风险工艺的工程师来说，这部分内容具有不可替代的指导意义。它清晰地指明了未来的发展方向：测量仪表不再是信息的终点，而是数据闭环的起点。

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这本书的装帧设计确实很吸引人，封面采用了深邃的蓝色调，搭配着简洁明了的白色字体，散发着一种严谨而专业的工业美感。初次翻阅时，我注意到作者在引言部分花了不少笔墨来阐述控制理论在现代工业中的核心地位，特别是对于热力系统这种复杂、高动态的物理过程，精确的测量和及时的反馈是保障安全高效运行的基石。书中对于各种传感器原理的阐述极为细致，从热电偶的塞贝克效应到红外测温的黑体辐射定律，再到压力变送器的应变原理，都有深入的理论推导和大量的工程实例佐证。特别值得称赞的是，作者并没有停留在简单的原理介绍，而是结合了实际案例，讲解了这些仪表在高温高压蒸汽管道、锅炉炉膛等极端环境下的选型、安装和常见故障诊断。比如，书中对于在线氧分析仪在燃烧优化中的应用，详尽地分析了不同探头技术（如氧化锆和电化学式）的优缺点以及它们对烟气组分变化的响应速度差异。这种将理论深度与实践广度完美结合的叙述方式，极大地提升了阅读的价值感，让人感觉这不是一本枯燥的教科书，而是一本实战手册。我尤其喜欢其中关于仪表信号处理章节，对线性化、滤波算法和数字通讯协议（如HART、Foundation Fieldbus）的介绍，对于我们这些长期在现场与DCS系统打交道的工程师来说，简直是及时雨，解决了许多以往模糊不清的技术疑点。

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