石油化工自动控制设计手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陆德民 著

图书标签:

• 石油化工
• 自动控制
• 过程控制
• 自动化
• 设计手册
• 工业自动化
• 仪表控制
• 流程控制
• 化工工程
• 控制系统

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502526962

版次：3

商品编码：10167866

包装：精装

开本：16开

出版时间：2011-05-01

用纸：胶版纸

页数：1192

内容简介

　　 《石油化工自动控制设计手册》邀长期从事仪表及控制设计的高级工程师执笔编写，对第二版的内容进行了大幅度的增加和修改。第一篇是新增加的设计标准规范；第二篇增补了许多新的仪表；第三篇增补了新的控制方法；第四篇是新编写的，包括DCS、PLC现场总线及ESD安全联锁系统、MIS信息管理系统和先进过程控制等；第五篇是设计导则。为便于读者查阅，增加了附录，主要是设计数据和索引。本书是化工、石油化工、炼油、轻工、冶金、纺织、核能等工业部门从事自控设计的工程师必备的参考书。

目录

第一篇 设计标准
第一章 国内标准
第二章 国外标准
第二篇 工业自动化仪表及选用
第一章 绪论
第二章 温度测量仪表及选用
第三章 流量测量仪表及选用
第四章 物位量仪表及选用
第五章 压力测量仪表及选用
第六章 过程分析仪表及选用
第七章 控制室仪表
第八章 控制阀
第九章 泄压设施的选择与应用
第十章 变送器
第十一章 其他仪表
第十二章 仪表盘、箱、台
第十三章 校验仪表
第三篇 自动控制系统的设计
第一章 简单控制系统
第二章 复杂控制系统
第三章 典型生产单元的控制方案
第四篇 数字控制系统
第一章 概述
第二章 Advant OCS系统概况
第三章 CENTUM系统
第四章 HS2000分散控制系统
第五章 I／A Series开放式分散控制系统
第六章 SUPCON JX－300分散控制系统
第七章 TDC－3000系统
第八章 PROVOX PLUSⅡ系统
第九章 FB－2000分散型控制系统
第十章 DCS通信及现场总线
第十一章 管理信息系统（MIS）
第十二章 先进过程控制
第十三章 可编程序控制器（PLC）
第五篇 工程设计导则
第一章 控制室的设计
第二章 仪表盘、柜的设计
第三章 仪表供电供气设计
第四章 报警、联锁和停车系统设计
第五章 调节阀计算
第六章 泄压设施的计算
第七章 节流装置及流量仪表计算
第八章 仪表工程设计计算机辅助设计
第九章 储运系统仪表选型及自动化
第十章 防爆设计及标准
第十一章 仪表及控制系统接地设计
第十二章 仪表配管配线设计
第十三章 工业仪表的环境防护

精彩书摘

　　1.点流速计型插入式流量计
　　①点流速计型插入式流量计在大口径流量测量中有突出的优点。但应该指出，点流速计型插入式流量计测量的是矢量，不像流量是标量，它不但有幅值还有方向的问题，对此类流量计的安装使用有更严格的要求，只有掌握管道中流速分布规律，遵守安装使用的规范，才能达到测量精度的要求；
　　②仪表特性应分为测量头和整台流量计两部分考虑。测量头实际上就是一台满管式流量计，只不过在这里是作为流速计使用。各种类型测量头的特性可参考相应的流量计内容。整台插入式流量计不仅与测量头有关，还与测量头的安装及组合方式、管道中的流速分布、仪表系数的各种修正系数以及管道的几何参数等有关。因此必须对现场的4个条件作细致的了解：a.流量计上游侧阻流件的类型；b.流量计上下游直管段长度；c.管道的实际内径；d.管壁的粗糙度。这些条件是确定插入式流量计的仪表系数的主要条件。
　　⑧由于确定流量计仪表系数的几个修正系数准确度的影响，整台插入式流量计的准确度不可能太高，一般为（士2.5 ％～±4％）FS，如能对整台流量计进行在线校验，可以提高到（土1％～±1.5 ％）FS。④仪表适用的流体种类、工作状态（压力温度）及流体物性的影响与其工作原理有关，如插入式电磁流量计只能用于导电性液体，插入式涡轮用于洁净介质等。⑤管道中流速分布状况是此类流量计使用时应注意的主要问题。在大口径下，一般由于安装处空间的限制以及管道中流速分布畸变，产生旋转流似乎不可避免。这时如有试验依据的修正系数可用，则测量精度还是可保证的。
　　⑥插入式流量计的经济性有突出的优点。首先仪表购置费低，由于测量头为中、小口径（DⅣ50或DⅣ80），它不随口径增大而变，故口径愈大愈显得便宜；其次安装费低，无需截断管道，尤其在既有管道上安装更觉方便；再有附属设备可节省，如无需安装旁路管及其阀件；如果使用口径种类多，用量大，则备品备件简单，订货方便，仪表运行费（能耗费）极低。

现代工业过程控制系统架构与优化实践 本书聚焦于当代复杂工业生产现场的自动化控制系统设计、实施与优化，深入探讨了从底层传感器仪表到顶层制造执行系统（MES）的集成化解决方案。它旨在为过程控制工程师、自动化系统集成商以及相关领域的研究人员提供一套全面、前沿且具备高度实践指导意义的参考指南。 第一部分：过程控制理论的深化与应用 本部分首先回顾了经典的过程控制理论基础，如传递函数、频率响应分析、PID控制器的设计与整定原理，但立即将视角转向现代控制策略的复杂性。 1.1 过程模型辨识与先进过程控制（APC） 本书详细阐述了工业过程模型辨识技术，包括时间域辨识（如最小二乘法、子空间辨识）和频率域辨识的实际操作细节与局限性。重点在于如何构建高精度的动态模型，以支撑先进控制策略的实施。 随后，深入讲解了模型预测控制（MPC）的原理、建模方法、约束处理机制及其在大型、多变量耦合系统中的应用案例。分析了如何通过软测量技术（Soft Sensing）来估计难以直接测量的关键工艺变量，并将其集成到APC框架中，以提高控制性能和安全性。内容涵盖了线性MPC、非线性MPC（NMPC）的基本数学结构以及在实际工业软件平台上的实现流程。 1.2 鲁棒性与故障诊断 探讨了控制系统面对模型不确定性、外部扰动和设备老化时如何保持稳定运行的“鲁棒性”设计理念。详细介绍了H∞控制、滑模控制等先进鲁棒控制方法的理论基础和工程应用选择标准。 同时，系统介绍了基于观测器的故障检测与隔离（FDI）技术，包括卡尔曼滤波、判别分析等方法在传感器漂移、执行器卡死等常见故障诊断中的应用流程与性能评估指标。 第二部分：工业网络通信、安全与数据基础设施 本卷是现代自动化系统与信息技术深度融合的关键所在，强调了数据在控制回路中的关键作用。 2.1 工业通信协议栈的深度解析 超越了对传统现场总线（如Profibus DP/PA, Foundation Fieldbus）的简单介绍，本书聚焦于当前主流的工业以太网技术及其标准。详细对比和分析了EtherNet/IP、PROFINET IO的实时性保证机制（如时间同步IEEE 1588/gPTP）及其在不同层级网络中的部署策略。 特别设立章节讨论了基于OPC UA的跨平台、安全数据集成方案，包括其信息模型构建、服务发现机制以及在云端/边缘计算环境下的数据推送架构。 2.2 工业控制系统网络安全（OT Security） 鉴于控制系统的网络化趋势，本书提供了详细的OT安全框架。内容涵盖了基于ISA/IEC 62443标准的风险评估流程、纵深防御（Defense-in-Depth）策略的实施指南，包括防火墙分区（Zoning and Conduits）、工业入侵检测系统（IDS）在操作技术网络中的部署、以及安全补丁管理在实时系统中的特殊考量。 2.3 边缘计算与实时数据处理 探讨了如何利用边缘计算能力来处理和分析来自PLC/RTU的实时数据。内容包括了在边缘侧进行初步的数据清洗、特征提取，以及如何将关键分析结果安全、高效地传递至云端或MES系统，以实现闭环的快速反馈。 第三部分：自动化系统集成与工程实施标准 此部分着重于从概念设计到工厂投运的全生命周期管理，强调标准化和可维护性。 3.1 分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）的系统集成 详细对比了主流DCS平台（如基于模块化架构的系统）与高性能PLC在不同规模、不同复杂性工艺场景下的选型依据、系统冗余架构设计（CPU、I/O、通信层）及其维护策略。重点剖析了如何实现DCS与PLC之间的安全与高效数据交换和互操作性。 3.2 仪表选型、校验与 SIL 评估 超越了对常见压力、流量仪表的简单描述，本书深入探讨了智能仪表的选型标准，特别是针对高压、高温、腐蚀性介质下的特殊仪表技术（如导波雷达、压差/热式质量流量计）。 核心内容在于安全仪表系统（SIS）的设计与实施。详细介绍了基于IEC 61511标准的风险分析方法（如HAZOP、LOPA），安全完整性等级（SIL）的确定流程、安全回路的硬件架构选择（类别B、类别C）以及定期的老化因子（PFDavg）计算与验证方法。 3.3 人机界面（HMI）的可用性工程 强调了操作员中心设计原则（Operator-Centric Design）。内容包括了基于ISA 101的“高性能HMI”设计规范，如状态灯、趋势图、报警管理的设计标准。目标是降低操作员认知负荷，提高故障排除速度和操作一致性。重点讨论了报警超载问题及基于优先级的智能报警抑制与分类策略。 第四部分：系统优化、能效管理与未来趋势 4.1 过程优化与能效管理 阐述了如何通过优化控制策略，实现生产过程的能耗降低和效率提升。介绍了先进的过程优化工具，如基于能量平衡和工艺约束的实时优化（RTO）系统在连续生产装置中的部署与运行维护经验。讨论了如何将控制数据与企业级能源管理系统（EMS）对接，实现能源消耗的透明化和优化调度。 4.2 数字化孪生（Digital Twin）在过程控制中的应用 本书对数字化孪生的概念进行了工程层面的拆解，说明了如何利用高保真仿真模型（结合CFD、反应动力学）与实时操作数据耦合，构建高可信度的过程数字孪生体。探讨了数字孪生在操作员培训、控制策略预验证、以及预测性维护中的具体实施路径与技术挑战。 通过这四个部分的系统阐述，本书旨在提供一套超越基础理论的、面向复杂现代工业场景的自动化系统设计与优化工具箱。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对细节有极高要求的设计人员，常常因为规范的模糊性而头疼。这本手册在“文件编制与归档”这部分的处理上，简直可以作为行业典范。它不仅仅是告诉你“应该”做什么，而是直接给出了符合国家及行业标准的各类设计文件模板——从I/O清单的填写格式，到联锁逻辑图的符号约定，再到最终验收测试（FAT/SAT）的检查表单，几乎是“拿来即用”。我曾遇到过一个跨部门协作的项目，由于不同团队对“过程参数报警级别”的定义不统一导致返工。翻阅此书后，书中关于报警管理层级的划分和优先级排序的建议，帮助我们迅速统一了标准，极大地提高了后续的集成效率。此外，书中对化工过程安全设计（如爆炸泄压设计、紧急停车流程的优化）的论述，其深度和广度都令人印象深刻，它似乎涵盖了从最基础的仪表选型到最高层级工艺集成的全景图谱，让读者在宏观把握全局的同时，也不会遗漏关键的微观执行细节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值体系非常强调“全生命周期管理”的理念，这在当前强调资产优化和可持续运营的背景下，显得尤为重要。它不局限于“设计”阶段的初始投入，而是将目光投向了运行维护、故障诊断和系统退役等环节。例如，在阐述PID回路整定时，作者没有采用传统的Ziegler-Nichols方法一笔带过，而是详细比较了模型预测控制（MPC）在大型反应器温度控制中的优势，并给出了如何量化其“超调抑制”和“过渡时间缩短”对经济效益的具体贡献的计算模型。这使得“自动化投入”不再是一个单纯的成本中心，而是清晰可见的利润驱动器。我尤其欣赏书中对于“网络安全”在工业控制系统（ICS）中应用的章节，内容更新非常及时，详细介绍了针对工控网络的主动防御和被动监控策略，并且强调了在自动化设计初期就必须嵌入安全考量，这才是真正面向未来的、负责任的设计理念。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，它更像是一位经验丰富的老工程师在向你耳提面命，而不是冷冰冰的参考书。语言简练有力，没有太多冗余的形容词，每一个段落都直击问题的核心。我最喜欢它处理“疑难杂症”的方式，当涉及到一些经典故障诊断和冗余系统设计时，作者总能用一种非常务实的态度，列出多套备选方案及其各自的优缺点和适用范围。比如，在分析安全仪表系统（SIS）的可靠性指标时，作者不仅给出了计算公式，还配以一个长流程装置的实际例子，模拟了在不同环境温度和压力波动下，系统失效概率的变化曲线，这种细致入微的分析，远超出了我之前阅读过的大部分同类书籍。更让我感到惊喜的是，它对不同年代引入的控制系统（从DCS到PLC再到现代的TCF/MES集成）之间的兼容性和升级策略也进行了深入探讨，这对于维护老旧装置和规划未来投资的用户来说，简直是量身定制的指南。这本书的阅读体验，就像是把一位技术大牛请进了办公室，随时可以翻开查阅他的“私房秘籍”。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书时，我担心它会过于偏向某一特定类型的化工厂，比如石油炼制或基础化工。然而，深入阅读后发现，作者展现了惊人的知识迁移能力。他不仅精通复杂的单元操作控制，对精细化工中对批次控制（Batch Control）的特殊要求也有独到的见解。书中关于批次配方的管理和追溯性记录的设计，采用了非常清晰的状态机模型进行描述，这对于需要频繁切换产品或需要严格遵循GMP标准的行业用户来说，简直是福音。书中对不同仪表通讯协议（如HART, Fieldbus, Profibus PA）的实际应用性能对比分析，非常客观且基于大量的实际测试数据，而非理论推导，这对于在进行新项目仪表选型时做决策提供了坚实的依据。这本书的整体阅读体验是高度实用的，它将理论的严谨性与工程的灵活性完美地结合在一起，是我目前书架上最常被翻阅的技术参考书之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸张质量给我留下了深刻的印象，拿到手上就能感受到一种沉甸甸的专业感。内页的排版清晰，图表和公式的绘制都非常规范，这对于一本技术手册来说至关重要。我特别欣赏作者在结构上的用心，它似乎不是简单地堆砌知识点，而是遵循着一套严谨的逻辑线索进行展开。例如，在介绍基础控制理论的部分，作者并没有止步于教科书式的定义，而是紧密结合实际化工过程中的具体应用场景进行阐述，使得那些抽象的数学模型立刻变得鲜活起来。阅读过程中，我发现许多设计案例都非常贴合当前行业前沿的趋势，比如在复杂多变量控制系统优化那一章，作者深入浅出地剖析了先进过程控制（APC）在节能降耗方面的具体实施路径，这对于正在进行技术升级的工程师来说，无疑是极具指导价值的参考资料。我甚至发现一些在国际标准中也难以找到的本土化经验总结，这表明作者不仅有着扎实的理论基础，更拥有丰富的现场实践积累。这本书的价值，不在于让你成为控制理论家，而在于让你成为一个能将理论完美落地到实际化工生产线上的优秀设计者。

评分☆☆☆☆☆

帮同事买的，是还好，就是等了太久

评分☆☆☆☆☆

实用

评分☆☆☆☆☆

3.适合从事石油化工自动控制设计人员使用

评分☆☆☆☆☆

建议包装时更严实些

评分☆☆☆☆☆

⑧由于确定流量计仪表系数的几个修正系数准确度的影响，整台插入式流量计的准确度不可能太高，一般为（士2.5 ％～±4％）FS，如能对整台流量计进行在线校验，可以提高到（土1％～±1.5 ％）FS。④仪表适用的流体种类、工作状态（压力温度）及流体物性的影响与其工作原理有关，如插入式电磁流量计只能用于导电性液体，插入式涡轮用于洁净介质等。⑤管道中流速分布状况是此类流量计使用时应注意的主要问题。在大口径下，一般由于安装处空间的限制以及管道中流速分布畸变，产生旋转流似乎不可避免。这时如有试验依据的修正系数可用，则测量精度还是可保证的。

评分☆☆☆☆☆

京东购物不错，方便快捷

评分☆☆☆☆☆

自控设计不可少的工具。最新一批的版本

评分☆☆☆☆☆

据说很好的工具书，还没来得及看

评分☆☆☆☆☆

②仪表特性应分为测量头和整台流量计两部分考虑。测量头实际上就是一台满管式流量计，只不过在这里是作为流速计使用。各种类型测量头的特性可参考相应的流量计内容。整台插入式流量计不仅与测量头有关，还与测量头的安装及组合方式、管道中的流速分布、仪表系数的各种修正系数以及管道的几何参数等有关。因此必须对现场的4个条件作细致的了解：a.流量计上游侧阻流件的类型；b.流量计上下游直管段长度；c.管道的实际内径；d.管壁的粗糙度。这些条件是确定插入式流量计的仪表系数的主要条件。