章緒論
節自動化裝置的分類與發展001
一、自動化裝置的分類002
二、自動化裝置的發展歷程005
第二節過程控制裝置的信號制和傳輸方式008
一、信號制008
二、信號的傳輸方式008
第三節調節器的相關參數與概念010
一、調節器的輸入信號和輸出信號010
二、比例調節器011
三、積分調節器012
四、比例積分調節器013
五、微分調節器015
六、比例微分調節器015
七、比例積分微分調節器017
思考題與習題017

第二章模擬式和數字式儀表
節模擬式儀表019
一、模擬控制器019
二、安全保持器022
第二節數字式儀表028
一、數字式控制器028
二、SLPC調節器030
思考題與習題039

第三章執行器
節執行器概述040
一、執行器的構成040
二、執行器的分類041
三、氣動、電動、液動執行器的對比041
四、執行器的作用方式042
第二節電動調節閥042
一、電動調節閥的特點042
二、電動調節閥的構成原理042
第三節氣動調節閥043
一、概述043
二、閥體部件的特性分析050
三、執行機構的特性分析058
四、氣動調節閥的選擇060
五、閥門定位器061
思考題與習題063

第四章可編程邏輯控制器
節PLC概述064
一、PLC的特點與分類064
二、PLC的基本組成與工作原理066
第二節SIMATIC S7-300 PLC及指令繫統068
一、繫統組成068
二、繫統配置075
三、STL簡介081
四、程序結構090
五、S7 PLC的網絡通信095
第三節案例展示：基於PLC的溫度過程控制繫統設計099
一、實驗案例目的099
二、實驗儀器設備099
三、實驗內容及步驟099
四、基於PLCSIM的仿真測試方法109
五、實驗操作注意事項109
思考題與習題109

第五章集散控制繫統
節集散控制繫統架構111
一、集散控制繫統概述111
二、控制節點114
三、操作節點120
四、通信網絡121
第二節集散控制繫統組態123
一、集散控制繫統組態概述123
二、組態流程123
三、結構組態125
四、控制組態125
五、監控組態127
六、組態發布127
第三節實時監控128
第四節案例展示：基於ECS-700的單容水箱液位PID監控實驗130
一、實驗目的130
二、實驗內容130
三、實驗原理131
四、實驗環境135
五、實驗步驟135
六、實驗小結145
思考題與習題145

第六章現場總線控制繫統
節現場總線技術146
一、現場總線簡介146
二、現場總線繫統的特點148
三、以現場總線為基礎的企業網絡繫統150
四、現場總線技術的標準化151
第二節工業以太網技術154
一、工業以太網簡介154
二、以太網的物理連接與幀結構156
三、TCP/IP協議組157
四、典型的工業以太網159
第三節EPA工業以太網繫統161
一、EPA繫統介紹161
二、EPA繫統技術166
思考題與習題171

部分思考題與習題參考答案

參考文獻

《過程自動化控制裝置與繫統》圍繞自動化裝置的原理、結構、組態等介紹其應用技術，構建過程自動化裝置。本書編者立足於創建以能力培養為主、理論聯繫實際的編寫理念，結合過程自動化技術的發展組織內容，強化理論，突出實際工程應用，力爭實現基礎性、前沿性和時代性的融合統一。本書主要介紹自動化裝置的構成原理、結構特點、線路分析、調試維護等，使讀者能夠利用PLC或DCS及其相關組態軟件構建合適的自動化裝置繫統，實現具體控制功能，完成相應的自動化控制任務，具備應用流程工業主流自動化裝置的能力。
全書一共分六章。章緒論，主要介紹過程自動化裝置的分類和發展，過程控制裝置的信號制和傳輸方式，以及過程調節器的相關參數與概念等內容；第二章模擬式與數字式儀表，主要介紹以模擬控制器、安全保持器為代表的模擬式儀表和以數字控制器、SLPC調節器為代表的數字式儀表的相關內容；第三章執行器，在介紹執行器的構成、分類和作用方式的基礎上，給出了電動調節閥的特點和構成原理，對過程控制繫統中常用的氣動調節閥進行了詳細闡述；第四章可編程邏輯控制器，在簡單介紹PLC的特點、分類、基本組成與工作原理後，以西門子SIMATIC S7-300為例，從繫統組成、硬件配置、指令繫統、程序結構和S7 PLC的網絡通信五個方面展開，重點介紹了西門子的PLC的配置和軟件組態等方面的內容，後以基於PLC的溫度過程控制繫統設計作為案例，給出基於PLC的具體應用實例；第五章集散控制繫統，以浙江中控ECS-700大型DCS為例，從繫統架構、繫統組態、實時監控展開闡述了DCS的配置及軟件組態等內容，後以基於ECS-700的單容水箱液位PID監控實驗為案例展示了DCS組態軟件的具體操作方法；第六章現場總線控制繫統，主要介紹了現場總線技術、工業以太網技術和EAP工業以太網繫統等內容，讓讀者對於現場總線技術及繫統有所了解。
本書由王建林擔任主編負責統稿，趙利強、脫建勇任副主編，北京化工大學楊博、辛維也參加部分章節的編寫工作。
鋻於編者的水平有限，書中不妥之處在所難免，懇切希望讀者能夠對本書提出寶貴的意見。

編者
2022年6月