过程控制与自动化仪表第2版：液位与流量控制系统详解

《过程控制与自动化仪表(第2版)》是一本专门针对过程控制领域的教材，其内容涵盖了液位控制系统的分析与设计、过程参数检测与变送器的选择、以及控制器的原理与应用。以下是从章节摘要中提炼出的关键知识点： 1. 液位控制系统：该书首先介绍了液位控制系统的组成，包括储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器和调节阀，它们共同构建了一个反馈控制系统。通过液位测量和控制器调节流量（q1），以保持水箱液位稳定。 2. 控制器与执行器：控制器如PID控制器负责接收设定值和反馈值，计算误差信号（e(t)）并生成控制信号（u(t)）。执行器如气动执行器根据控制信号调整流量，气动仪表使用统一的0.02~0.1MPa气压信号，而电动仪表则常见于直流电流和电压信号。 3. 过程参数检测：章节详细讨论了调节器的选择，比如电动调节器因其电源优势、长距离控制和高精度而常用。同时，强调了气动执行器在恶劣条件下的安全性，因为它们不会因电压电流信号引发火花。 4. PID控制器示例：通过比例积分作用的计算，展示了如何利用PID控制器调整输出，以实现特定的控制目标。例如，一个调节器在4分钟内将输出从0调整到9mA，体现了PID控制器在实际过程中的动态响应。 5. 控制类型选择：章节还涉及控制系统的安全考虑，如选择气开型调节器，确保在信号中断时执行器关闭，防止设备过热风险。液位控制系统的框图明确显示了这一设计决策。 6. 流量特性的理解：在过程参数检测部分，提到的直线流量特性表明了当流量变化一定比例时，实际流量的对应关系，这对于理解和优化流动系统的性能至关重要。 这些知识点涵盖了从基本的液位控制到仪表选择、控制器功能和过程控制策略的深入理解，对于学习和实践过程控制与自动化仪表的学生或工程师来说具有很高的实用价值。