輕化工過程自動化與信息化（第三版）——中國輕工業(yè)“十三五”規(guī)劃教材
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- 作者：劉煥彬
- 出版時間：2021/8/1
- ISBN：9787518435814
- 出 版 社：中國輕工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TQ02
- 頁碼：496
- 紙張：
- 版次：3
- 開本：
1.本教材的精品性。
本教材是在原普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《制漿造紙過程自動測量與控制（第二版）》的基礎上修訂升級。原教材從1991年中國輕工業(yè)出版出版后，經過了二次修訂出版，2009年成為“十一五”國家級規(guī)劃教材，二十多年來一直是我
國有關高校輕化工（制漿造紙工程）專業(yè)的必修課教材,也是工程技術人員的參考書, 2014年獲“中國輕工業(yè)優(yōu)秀教材―等獎”。經過二十多年的發(fā)展，自動化和信息化技術出現(xiàn)了許多新概念、新理論和新技術，并且在制漿造紙生產過程和其它輕化
工行業(yè)中得到應用。本次教材修訂升級將及時根據(jù)生產過程自動化信息化的新概念、新理論和新技術等更新教材內容。
另外，本教材的主編和參編者，均為教授級教師，長期以來在與本教材（課程）內容相關的教學科研第一線工作，而且大都是原教材的參編者,既有豐富的教學經驗和體會，又了解學科前沿，有較深厚的學術基礎。因此，本教材將著力打造精品教材
。
2.本教材的先進性與急需性。
面向工業(yè)4.0時代的到來，工業(yè)生產將向自動化、信息化和智能化方向發(fā)展，現(xiàn)代信息化技術與造紙工業(yè)深度融合，是造紙工業(yè)轉型升級必由之路。
劉煥彬，1942年生于廣東興寧縣，1965年畢業(yè)于華南工學院制漿造紙工程專業(yè)。華南理工大學教授，博士生導師，俄羅斯工程院外籍院士。1991年至2003年先后擔任華南理工大學副校長，校長，教授，博士生導師。兼任廣東省科學技術協(xié)會副主席、
廣州市科學技術協(xié)會副主席，美國制漿造紙協(xié)（TAPPI）會員、國際委員會委員、廣州歐美同學會會長、中國造紙學會理事、廣東省造紙學會理事長,。2001年當選為俄羅斯工程院外籍院士。2003年9月18日卸任華南理工大學校長。2010年以來針對環(huán)
境問題屢次做出演講。
目 錄目 錄
第一章 導論 1
第一節(jié) 生產過程自動化發(fā)展概況 1
一、自動控制理論的發(fā)展概況 2
二、過程自動化技術發(fā)展概況 3
第二節(jié) 企業(yè)信息化 4
一、數(shù)據(jù)、信息與知識之間的演變 5
二、企業(yè)信息化的架構 6
第三節(jié) 企業(yè)智能化 8
一、第四次工業(yè)革命 8
二、企業(yè)智能化的基本含義與組成框架 9
思考題 11
參考文獻 11
第二章 簡單自動控制系統(tǒng) 12
第一節(jié) 自動控制系統(tǒng)的概念 12
一、自動控制是人工控制的模仿與發(fā)展 12
二、自動控制系統(tǒng)的基本概念及特點 13
三、簡單控制系統(tǒng)的工作過程 15
第二節(jié) 自動控制系統(tǒng)的過程特性及控制質量指標 17
一、自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)動態(tài)和過渡過程 17
二、自動控制系統(tǒng)的控制質量指標 18
三、影響自動控制系統(tǒng)控制質量指標的主要因素 20
第三節(jié) PID控制器特性與選用 21
一、控制器的基本組成 21
二、 控制器的特性 21
三、PID控制器的特性及選用 26
第四節(jié) 執(zhí)行器的特性與選用 28
一、控制閥的構成與選擇 28
二、變頻執(zhí)行器的控制原理與選用 36
三、智能控制閥 37
第五節(jié) 過程控制系統(tǒng)的工程設計概述 37
一、過程控制系統(tǒng)工程設計的內容 37
二、簡單控制系統(tǒng)的方案設計 38
三、過程控制系統(tǒng)工程設計的圖例與符號 40
第六節(jié) 控制器的變量整定及簡單控制系統(tǒng)的投運 43
一、控制器的變量整定 44
二、控制系統(tǒng)的投運 47
思考題 48
參考文獻 50
第三章 過程特性及其數(shù)學模型的建立 51
第一節(jié) 機理分析法建立過程數(shù)學模型 51
一、一階過程的數(shù)學模型建立 51
二、二階過程的數(shù)學模型建立 57
三、具有純滯后特性的過程數(shù)學模型建立 59
四、高階過程的數(shù)學模型 61
五、二階過程和高階過程數(shù)學模型的簡化 62
第二節(jié) 描述過程特性的參數(shù) 63
一、過程負荷及自衡 63
二、過程的放大系數(shù)Kp 65
三、過程的時間常數(shù)Tp 66
四、過程的滯后時間 67
第三節(jié) 傳遞函數(shù)法建立系統(tǒng)的數(shù)學模型 68
一、拉氏變換 69
二、用傳遞函數(shù)法建立系統(tǒng)數(shù)學模型 71
第四節(jié) 用過程辨識法建立過程數(shù)學模型 80
一、過程辨識建模的內容和步驟 81
二、辨識過程模型結構和參數(shù)的簡易方法 83
三、用最小二乘法辨識過程的數(shù)學模型 86
四、機理與經驗的組合建模 90
第五節(jié) 大數(shù)據(jù)建模概述 91
一、工業(yè)大數(shù)據(jù)的特征及應用 91
二、大數(shù)據(jù)建模的步驟 95
三、工業(yè)大數(shù)據(jù)建模的特點 98
思考題 101
參考文獻 102
第四章 過程變量測量方法與信號變送 103
第一節(jié) 自動化儀表概述 103
一、自動化儀表的發(fā)展與分 103
二、自動化儀表的技術性能指標 107
第二節(jié) 常規(guī)變量的測量原理與信號變送 111
一、壓力的測量 111
二、液位的測量 123
三、流量的測量 133
四、溫度的測量 141
五、pH值的測量 159
第三節(jié) 輕化工過程特殊變量 167
一、黑液濃度的測量 167
二、紙漿濃度的測量 170
三、紙漿打漿度的測量 174
五、紙漿質量的分析 179
六、紙張水分的測量 181
七、紙張定量的測量 189
八、紙張?zhí)盍希ɑ曳郑┑臏y量 194
九、紙張其它質量指標的測量 195
第四節(jié) 軟測量技術及其應用 199
一、軟測量技術 200
二、軟測量工程設計 202
三、軟測量技術的應用 203
思考題 207
參考文獻 208
第五章 復雜控制與智能控制 209
第一節(jié) 復雜控制 209
一、串級控制 209
二、比值控制 218
三、前饋-反饋控制 224
四、分程與選擇控制 231
第二節(jié) 智能控制系統(tǒng) 242
一、適應性控制 242
二、模糊控制 246
三、神經網(wǎng)絡控制 253
四、解耦控制 258
五、預測控制 262
六、專家控制 266
思考題 269
參考文獻 269
第六章 集散控制系統(tǒng)（DCS） 270
第一節(jié) 過程控制系統(tǒng)(PCS)與集散控制系統(tǒng)(DCS) 270
一、過程控制系統(tǒng)（PCS） 270
二、集散控制系統(tǒng)（DCS） 272
第二節(jié) DCS的基本組成與典型架構 287
一、DCS的基本組成 287
二、DCS的產品結構類型和技術特征 290
三、DCS的體系結構 295
第三節(jié) 輕化工常用DCS系統(tǒng) 304
一、西門子公司DCS系統(tǒng)--SIMATIC PCS7 304
二、ABB公司DCS系統(tǒng)--Baily Symphony 308
三、浙大中控公司DCS系統(tǒng)--JX 300XP 313
四、和利時公司DCS系統(tǒng)--MACSV 316
思考題 320
參考文獻 321
第七章 制漿過程控制 322
第一節(jié) 蒸煮過程控制 322
一、漿料蒸煮的目的和質量評價指標 322
二、漿料蒸煮過程影響因素及控制要點 323
三、間歇式置換蒸煮系統(tǒng)典型流程及控制方案 324
四、橫管連續(xù)蒸煮系統(tǒng)典型流程及控制方案 335
第二節(jié) 廢紙制漿過程典型控制 340
一、廢紙制漿基本工藝流程和各環(huán)節(jié)控制要求 340
二、廢紙制漿過程典型環(huán)節(jié)控制方案 343
三、多圓盤白水及纖維回收控制方案 351
第三節(jié) 洗滌和篩選過程控制 354
一、漿料洗滌和篩選的目的及質量評價指標 354
二、真空逆流洗滌系統(tǒng)工藝流程及控制方案 355
三、封閉篩選系統(tǒng)工藝流程及控制方案 358
第四節(jié) 漂白過程典型控制 366
一、漿料漂白的目的和質量評價指標 366
二、ECF無元素氯漂白系統(tǒng)工藝流程及控制方案 367
三、廢紙漿漂白 374
思考題 376
參考文獻 377
第八章 造紙過程控制 379
第一節(jié) 打漿過程控制 379
一、打漿的目的和質量評價指標 379
二、打漿過程典型控制方案 380
三、打漿度軟測量及盤磨進退盤智能控制方案 383
第二節(jié) 配漿與流送過程控制 385
一、配漿與流送的目的 385
二、配漿典型過程控制方案 386
三、流送典型過程控制方案 387
第三節(jié) 造紙過程與紙機傳動控制 390
一、長網(wǎng)造紙機造紙工藝流程及總體控制方案 390
二、長網(wǎng)造紙機濕部控制方案 392
三、長網(wǎng)造紙機干燥部控制方案 398
四、長網(wǎng)造紙機傳動控制方案 406
五、生活用紙造紙過程控制方案 412
第四節(jié) 紙張質量控制 415
一、紙張主要質量評價指標 416
二、紙張質量控制系統(tǒng)QCS 417
思考題 424
參考文獻 425
第九章 發(fā)酵過程控制 427
第一節(jié) 發(fā)酵過程及主要過程參數(shù) 427
一、發(fā)酵過程工藝流程 427
二、發(fā)酵過程主要過程參數(shù) 428
第二節(jié) 發(fā)酵過程單元控制方案 430
一、發(fā)酵過程溫度控制 430
二、發(fā)酵過程pH值控制 432
三、發(fā)酵過程溶解氧控制 435
四、發(fā)酵過程罐壓、攪拌轉速和通氣流量控制 438
五、發(fā)酵過程自動消泡控制 439
第三節(jié) 發(fā)酵過程優(yōu)化控制方案 441
一、發(fā)酵過程數(shù)學模型類型 441
二、發(fā)酵過程優(yōu)化控制策略 443
三、谷氨酸發(fā)酵過程優(yōu)化控制舉例 445
思考題 456
參考文獻 456
第十章 合成革生產過程控制 458
第一節(jié) 合成革的質量評價指標 458
一、合成革的分類 458
二、合成革的質量評價指標 459
第二節(jié) 配料過程控制方案 460
第三節(jié) 濕法生產過程控制方案 462
一、濕法貝斯的生產工藝流程 463
二、基布浸漬凝固和水洗過程控制方案 464
三、基布干燥過程控制方案 467
第四節(jié) 干法生產過程控制方案 475
一、干法制革工藝流程 476
二、干法移膜制革干燥方法及控制方案 477
思考題 480
參考文獻 481
第十一章 熱電聯(lián)供控制 482
第一節(jié) 熱電聯(lián)產的組成 482
第二節(jié) 熱力鍋爐及其控制方案 484
一、給水自動控制系統(tǒng) 484
二、汽包蒸汽溫度自動控制系統(tǒng) 486
三、燃燒過程自動控制系統(tǒng) 487
四、鍋爐的DCS系統(tǒng)簡介 489
第三節(jié) 汽輪發(fā)電機組及其控制系統(tǒng) 490
一、汽輪機調節(jié)系統(tǒng)簡介 490
二、DEH的主要控制系統(tǒng) 491
三、汽輪發(fā)電機組的DCS簡介 493
第四節(jié) 熱電聯(lián)供綜合運行優(yōu)化控制及其應用 494
思考題 500
參考文獻 501
第十二章 造紙廢水處理過程控制系統(tǒng) 502
第一節(jié) 污水處理方法和工藝及水質參數(shù) 502
一、常見的污水處理方法 502
二、污水處理過程工藝參數(shù)和水質參數(shù) 507
三、污水處理過程自動控制的難點 516
第二節(jié) 造紙廢水處理?程?體控制方案 517
一、制漿造紙廢水的來源及特點 517
二、制漿造紙廢水處理控制 519
第三節(jié) 造紙廢水處理典型過程控制方案 523
一、廢紙制漿過程廢水處理控制 523
二、造紙廢水連續(xù)深度處理自動監(jiān)控系統(tǒng) 535
三、造紙污水處理過程故障檢測及診斷 538
思考題 550
參考文獻 551
第十三章 生產執(zhí)行系統(tǒng) 552
第一節(jié) 全廠綜合自動化系統(tǒng)概述 552
一、綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 552
二、綜合自動化系統(tǒng)體系結構 560
三、綜合自動化系統(tǒng)的關鍵技術 564
第二節(jié) 生產執(zhí)行系統(tǒng)（MES）架構 568
一、MES的產生與發(fā)展 568
二、MES的框架模型 571
第三節(jié) MES的功能與主要功能模塊 574
一、生產調度管理 574
二、流程與設備管理 576
三、物料管理 578
四、質量管理 580
五、能源效率管理 583
六、生產追溯 584
七、生產統(tǒng)計、綜合查詢與決策 585
思考題 586
參考文獻 586
第十四章 生產計劃系統(tǒng) 587
第一節(jié) 生產計劃系統(tǒng)概述 587
第二節(jié) 生產計劃系統(tǒng)架構 589
第三節(jié) 生產計劃系統(tǒng)主要功能模塊 591
一、主生產計劃 591
二、粗能力計劃 593
三、物料需求計劃 597
四、細能力計劃 601
五、車間作業(yè)計劃 606
六、計劃執(zhí)行與控制 611
七、采購計劃 615
八、基礎數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)接口 618
思考題 620
參考文獻 621
十五章 智能制造概述 622
第一節(jié) 制造業(yè)智能化轉型 622
一、制造業(yè)從自動化向智能化轉型 622
二、制造業(yè)智能化轉型的標志 624
三、智能制造的范式與內涵 627
第二節(jié) 智能制造的基本原理 630
一、智能制造的進化 630
二、新一代智能制造技術的特征 635
第三節(jié) 信息物理系統(tǒng) 637
一、信息物理系統(tǒng)的本質 637
二、信息物理系統(tǒng)的層級體系架構 639
三、信息物理系統(tǒng)的四大核心技術要素及其關鍵技術 642
第四節(jié) 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 648
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的本質內涵
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基本技術組成和體系架構
三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關鍵技術體系
四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構案例
第五節(jié) 輕化工企業(yè)智能化轉型的著力點
一、我國智能制造的發(fā)展戰(zhàn)略
二、輕化工企業(yè)智能化轉型路徑
三、 輕化工企業(yè)智能化轉型的技術著力點
四、 輕化工企業(yè)智能化轉型的實踐案例
思考題
參考文獻
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