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。

《过程控制仪表及装置》（第4版）教材延续了第3版的整体风格特点，立足高职高专人才教育培养目标，遵循主动适应社会发展需要、突出应用性和针对性、加强实践能力培养的原则，融入国内著名学校先进的教学成果，借鉴国外职业教育思想以及教材建设思路，从高职院校的实际出发，精选内容，突出重点，力求体现教材的实用性和教材对高职学生的适用性。 过程控制仪表与装置作为对流程工业进行测量、控制的主要方式和设备，是生产过程高效运行的保障，是制造业实现数字化转型的基石。在信息化的大背景下，全球制造业正朝着智能制造方向迈进，智能仪表已成为工业测控的主角。 为了更好地满足广大师生及有关技术人员学习本课程的需要，在编写第4版时，编者从以下几方面进行修订。 （1）提炼有用的，将模拟式控制器和数字式控制器整合成一章，重点突出“面板、操作方式和P、I、D参数”，虽然在大型流程工业中，单体控制器应用不多，但这些“概念”在目前的流程工业DCS系统监控“软控制器”中天天要用。 （2）加强有效的，将MACS集散控制系统置换为流程工业中更广泛使用的JX-300XP集散控制系统。 （3）引入先进的，将智能手操器HART275升级为现场流行使用的HART475，并给出典型仪表设置的“菜单树”，方便读者使用。 本书采用校企共建的“双元制”模式编写，内容上按能力本位、按需进行工作过程系统化设置，具有如下特色。 （1）校企深度融合。教材编写时聘请了同行业的企业技术专家进行研讨，完成了对过程自动化、仪表检维修岗位分析，参考了化工自动化控制仪表作业标准和企业职业教育的框架计划，从行动领域提炼典型的工作任务，经过教学化处理成为教材主要内容。 （2）“教”与“学”互动。每章以知识目标和技能目标为主线，以仪表“安装”、“接线”、“参数设置”和“运行调试”为核心，以仪表“性能”和“外特性”剖析为手段，以单体仪表的项目训练为抓手，以实际工程应用案例分析为示范，以树状小结为浓缩，结构清晰，深入浅出，便于教师组织教学和学生自主学习。 （3）技术和技能融合。将仪表的使用方法（技术）和人的操作行为（技能）相融合，将专项能力中难度高的项目（如气动薄膜控制阀的安装与调校项目）用图给出关键步骤的“手法”，注重经验技能的总结和隐性技能的显化。 ? 教材结构优化，知识点呈颗粒化结构，提供仪器仪表维修工题库等课程资源，便于教师开展信息化教学。教材和课程资源由校企共建，借助互联网平台，使资源共享，通过学生、老师和企业员工的使用，使学校和企业形成“共同体”，使学生和技术人员能“同频共振”，反哺教学。 ? 案例分析内容覆盖面宽，选择性强，可满足不同行业的需求。 全书共分为8章，建议按76学时讲授（含实训24学时），其中，绪论、第1、第6、第7章、第5章第5.3～5.4节、第8章第8.1～8.4节、实训1～8由兰州石化职业技术学院丁炜教授编写；第2章由河北化工医药职业技术学院刘慧敏教授编写；第3章由兰州石化职业技术学院陈琛教授编写；第4章由兰州石化职业技术学院杜青青教授编写；第5章第5.1～5.2节由洛阳理工学院付春仙教授编写；第8章第8.5～8.6节由兰州石化设备维修公司魏宗宪编写。丁炜任主编，陈琛、付春仙任副主编，丁炜负责全书统稿工作。 本书由兰州石化职业技术学院马应魁老师主审。马教授对本书提出了许多宝贵意见，在此表示衷心的感谢！ 由于编者水平有限，书中错漏在所难免，恳请广大读者批评指正。 编 者

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