清华大学出版社 ，1993 ❖ 向婉成， 《控制仪表与装置》
机械工业出版社 ，1999 ❖ 侯志林， 《过程控制与自动化仪表》
机械工业出版社 ，2002 ❖ 阳宪惠 《现场总线技术及其应用》
清华大学出版社 ，1999
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表概述
0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表与过程控制
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0.1 自动化仪表及其发展概况
0.1.3 自动化仪表的发展概况
（1） 基地式仪表（第一代）
安装生产设备现场、只具备简单测控功能
其信号仅在本仪表内起作用，
一般不能传送给别的仪表或系统， 无法与外界沟通信息
操作人员在现场的巡视，了 解生产过程的状况，进行控制
适用于生产规模较小的系统
0.1.1 仪表及计、器、仪、装置
我国是具有悠久历史和文化的国家，古代 劳动人民和学者曾创造过多种计量方法和器具。早 在战国时代，就有了度容积的计量；
衡：为质量的计量。
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0.1 自动化仪表及其发展概况
在工程实用方面，对物理量进行“测量”或对某
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（2）单元组合式仪表（第二代）
DDZ-Ⅱ电动仪表
DDZ-Ⅱ气动仪表
DDZ-Ⅲ电动仪表
按功能划分单元，按 需要组合成复杂控制系统
操作人员可以坐在控
制室纵观生产流程各处的
状况
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0.1 自动化仪表及其发展概况
于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化
的解决方案，即可以把来自不同厂商而遵守同一协议
规范的自动化“智能仪表”，通过现场总线网络连接
成系统，实现综合自动化的各种功能，同时把DCS集 中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布
过 程 控制
调节对象特性及测定
单回路调节系统的设计
常用及复杂调节系统
调节系统的应用实例
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0.1 自动化仪表及其发展概况
主要参考书
❖ Shinskey F.G. Process Control System, 3rd ed,
McGraw-Hill, 1988 ❖ 金以慧， 《过程控制》
中海油南海壳牌乙烯项目（CSPC）
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0.1 自动化仪表及其发展概况
检测仪表 对工艺参数进行测量
调节仪表 根据测量值与给定值的偏差按一定调 节规律发出调节命令
执行器 根据调节仪表命令对进出生产装置的物 料或能量进行控制
显（指）示仪表 显（指）示测量值或给定值
这些仪表代替人们对生产过程进行测量、控制、 监督和保护，因而是自动控制系统的必要组成部分。
以及由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的集
散控制（ DCS ）系统。
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系统中，测量变送仪表一般为模拟仪表，是一
种模拟数字混合系统。这种系统在功能、性能上较
模拟仪表、集中式数字控制系统有了很大进步，可
在此基础上实现装置级、车间级的优化控制。
上海仪表公司
西安仪表厂
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扬子石化
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扬子石化
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生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，送
往集中控制室
适用于生产规模较大的复杂系统
（3）计算机集中式控制系统（第三代）
一对一的物理连接
模拟仪表的局限性
算法简单、精度差 抗干扰能力较差
人们开始寻求用数字信号取代模拟信号，出现
了“直接数字控制仪表”。
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石油化工
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SES枣庄综合气体项目（FCS）
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福建炼油乙烯一体化项目（FCS）
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仪表
具有多种功能或多种仪表组成的总体
❖ 可见“仪表”一词决不限于指 “装置”或“机” 示或纪录为唯一功能的设备，其范
围较宽。
0.1.2 自动化仪表
仪表
连续生产过程中不必人工参与，自动 完成检测、调节、显示等功能
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西安仪表厂
历史上三大仪表厂 四川仪表公司
人们企图用一台计算机取代控制室的几乎所有的
仪表盘，出现了集中式数字控制系统(DDC)。
但由于当时计算机的可靠性还较差，一旦计算机 出现某种故障，就会造成所有控制回路瘫痪，这种危 险的集中系统结构很难为生产过程所接受。
（4）计算机集散控制系统（第四代）
80年代初，随着计算机可靠性的提高，价格的大
幅度下降，出现了数字调节器、可编程控制器（PLC）
但是，在DCS系统形成的过程中，各厂家的产 品自成系统，难以实现互换与互操作，组成更大范 围信息共享的网络系统存在很多困难。
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（5）现场总线控制系统（第五代）
新型的现场总线控制系统则突破了DCS系统中通 信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基
个参数进行“检测”，其实质是
被测物理量 计量单位
= “值”/ “测量单位”
所用的设备， 称为“仪表”
测量结果 具有指示或纪录装置
“计”“仪”
“表”
没有指示或指示不作为主要功能
“器”
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❖ 但仪表中的某些部件有时也称为“器”，如放
大器，计数器，滤波器等，就不一定是仪表了。
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0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表与过程控制
（第五版）
施 仁 刘文江 郑辑光 王勇 编
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0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表与过程控制
本课程为控制类专业的一门专业课，分为上、 下两篇，共九章。
检测仪表
自动化仪表
调节仪表 DCS、FCS
执行器和防爆栅