石油化工自动控制设计手册（第四版）

本书全面介绍了石油化工、炼油、化工等流程工业工程设计所涉及的自动控制标准、自动化仪表、自动控制系统、数字控制系统和工程设计导则，突出自动化和信息化集成系统及工程实施。本次修订对第三版的内容进行了较大幅度的增订和更新，增加了安全仪表系统等新的设计规范，现场总线控制系统、无线仪表系统等计算机控制系统，以及储运自动化系统设计、液化天然气自动化系统设计、海上油气生产自动化系统设计、油气长输管线自动化系统设计等，对提高生产产品的质量与产量、保障人身安全、提高劳动生产率、节约原材料消耗等具有重要的指导意义。本书是石油化工、炼油、化工、轻工、冶金、纺织、电力等工业部门从事仪表及自动控制的工程技术人员的参考书。【目录】*篇设 计 标 准*章国内标准1*节概述1第二节自动控制工程设计技术标准体系2第三节自动控制工程设计常用中国国家标准明细表3第四节自动控制工程设计常用中国行业标准明细表13第二章国外标准17*节自动控制工程设计常用国际国外标准化组织名称17第二节常用国外自动控制工程标准明细表17第三章自动控制专业设计内容32*节工艺包设计32第二节总体设计32第三节基础工程设计32第四节详细工程设计35第二篇工业自动化仪表及选用*章工业自动化仪表概述37第二章温度测量仪表及选用39*节温度测量仪表概述39第二节压力式温度计41第三节双金属温度计42第四节热电阻45第五节热电偶50第六节温度计套管强度计算及选择58第七节现场温度变送器70第八节温度测量仪表选用71第三章流量测量仪表及选用73*节流量测量仪表概述73第二节差压流量计74第三节涡街流量计81第四节电磁流量计84第五节超声流量计86第六节质量流量计89第七节转子流量计94第八节容积式流量计96第九节涡轮流量计100第十节其他流量仪表102第十一节流量仪表的选用108第四章物位测量仪表及选用114*节物位测量仪表概述114第二节直读式液位计115第三节差压式液位计117第四节雷达物位计119第五节浮力式液位计125第六节电气式物位计130第七节放射性物位计136第八节超声波物位计140第九节物位仪表的选用143第五章压力测量仪表及选用145*节压力测量仪表概述145第二节压力表146第三节特殊压力测量仪表150第四节压力仪表的选用159第六章在线分析仪表及选用161*节在线分析仪表概述161第二节样品处理系统162第三节光谱分析仪166第四节气相色谱分析仪176第五节质谱分析仪180第六节氧分析仪184第七节微量水和露点分析仪188第八节水质分析仪195第九节油品分析仪204第十节可燃和有毒气体检测器209第十一节烟气排放连续监测系统214第十二节挥发性有机物监测系统216第十三节在线分析仪系统集成218第七章变送器223*节变送器的测量原理223第二节变送器的分类和性能指标226第三节变送器的特点及应用229第四节变送器的选用231第八章控制阀及选用234*节控制阀的工作原理234第二节控制阀的分类234第三节控制阀材料及选用255第四节控制阀泄漏量的等级分类260第五节执行机构265第六节控制阀附件273第七节控制阀的性能测试和诊断285第八节控制阀选型原则292第九章泄压设施的选择与应用296*节泄压设施基础知识296第二节设置泄压设施的场合297第三节安全阀的结构形式及分类298第四节安全阀的选择300第五节安全阀的定压、积聚压力和背压的确定304第六节安全阀的安装308第七节爆破片313第十章其他仪表322*节速度测量仪表322第二节位移检测仪表326第三节振动测量仪表330第四节过程控制流变仪（在线熔融指数仪）335第十一章机柜（盘）、操作台、箱340*节机柜（盘）通用要求340第二节机柜技术要求342第三节操作台通用要求351第四节接线箱、保温（护）箱通用要求352第十二章校验仪表356*节温度校验仪表356第二节压力校验仪表359第三节现场过程校验仪表361第四节实验室校验仪表362第五节其他校验仪表363第三篇自动控制系统的设计*章简单控制系统365*节对象特性及PID参数整定指标365第二节被控变量及操纵变量的选择367第三节滞后对控制系统的影响368第四节控制器特性及它对调节过程品质的影响368第五节调节阀流量特性及开关方式、定位器的选用371第六节控制器正反作用的选择379第七节一些常见控制系统的分析380第二章复杂控制系统383*节串级控制系统384第二节比值控制系统387第三节均匀控制系统393第四节分程控制系统395第五节采用计算单元的控制系统399第六节自动选择性控制系统411第七节前馈控制系统417第八节非线性控制系统422第九节采样控制系统426第十节模糊控制系统429第十一节控制系统的相关及解耦432第三章典型生产单元的控制方案444*节流体输送设备的控制444第二节传热设备的控制460第三节锅炉设备的控制484第四节化学反应器的控制502第五节精馏塔的控制527第四章先进过程控制555*节软测量技术555第二节推断控制559第三节预测控制561第四节自适应控制564第五节模糊控制566第六节解耦控制568第七节先进过程控制应用实施570第八节先进过程控制应用举例574第四篇数字控制系统*章概述583第二章分散控制系统586*节ABB Ability System 800xA系统586第二节Emerson Delta V系统593第三节Foxboro Evo（I/A）系统600第四节HollySys MACS系统609第五节Honeywell Experion PKS系统618第六节Rockwell PlantPAx系统625第七节Siemens SIMATIC PCS 7系统633第八节SUPCON ECS-700系统641第九节Yokogawa CENTUM VP系统648第三章安全仪表系统656*节ABB 800xA Safety系统656第二节Emerson DeltaV SIS系统661第三节HIMA安全仪表系统670第四节HollySys HiaGuard系统679第五节Honeywell SM系统684第六节Rockwell Trusted系统690第七节Siemens SIMATIC S7 F/FH过程安全系统699第八节SUPCON TCS-900系统708第九节TRICONEX安全控制系统715第十节Yokogawa Prosafe-RS系统726第四章可编程序控制器734*节HollySys LK PLC 734第二节Rockwell ControlLogix PLC739第三节Siemens SIMATIC PLC743第四节SUPCON G3&G5 PLC749第五节ZC系列PLC755第五章压缩机控制系统763*节HollySys ITCC-T880系统763第二节Rockwell Trusted系统766第三节康吉森 TSx Plus系统772第四节CCS系统技术要求778第五节机组状态监测系统780第六章气体检测报警系统787*节火灾及气体检测系统787第二节气体检测报警系统791第三节气体报警控制器795第四节气体检测系统设计797第七章数据采集与监控系统802*节概述802第二节技术要求805第三节网络架构809第五篇工程设计导则*章控制室的设计814*节概述814第二节设置模式815第三节总图位置815第四节布置和面积816第五节建筑和结构821第六节采光和照明826第七节暖通和空调827第八节健康安全环保828第九节现场机柜室828第十节进线和密封方式831第二章环境适应性技术834*节环境试验和环境适应性技术概论834第二节控制工程防爆安全技术835第三节工业自动化仪表和系统电磁兼容适应性842第四节工业自动化仪表防尘和防水845第五节工业自动化仪表防腐蚀和防侵蚀849第六节工业自动化仪表系统防雷854第三章仪表供电供气设计857*节供电设计857第二节供气设计860第四章仪表及控制系统防雷设计865*节概述865第二节仪表防雷工程接地系统867第三节控制室仪表系统防雷869第四节电涌防护器的类型和参数869第五节现场仪表防雷871第六节电缆的屏蔽与接地872第七节本质安全系统防雷873第八节现场总线系统防雷874第九节控制室建筑物防雷设计876第五章调节阀计算877*节调节阀流量系数计算877第二节调节阀噪声及其估算932第三节调节阀不平衡力（力矩）与允许压差计算972第六章仪表及控制系统接地设计977*节概述977第二节仪表及控制系统接地的抗干扰作用979第三节接地系统的设计979第七章节流装置及流量仪表计算985*节通用表985第二节流体物性参数计算式988第三节差压式流量计992第四节转子流量计1014第五节容积式流量计1016第六节涡轮流量计1018第七节电磁流量计1019第八节涡街流量计1023第九节插入式流量计1025第八章仪表配管配线设计1029*节概述1029第二节测量管线的选用及配管要求1029第三节电线电缆的选用及配线要求1031第四节气动信号管线的选用及配管要求1037第五节电缆电线的敷设方式1038第六节光缆的选用及敷设1041第七节仪表及管线保温设计1042第九章自控工程设计软件简介1053*节SPI软件1053第二节世宏软件（SHS）1077第十章储运自动化系统设计1098*节储罐计量与测量仪表方案1098第二节罐区自动化仪表1106第三节罐区自控工程设计1111第四节罐区安全防护1113第五节罐区自动控制系统1113第六节罐区库存统计和信息管理1117第七节罐区生产管理系统1118第八节液化烃装车发运系统1120第十一章液化天然气设施自动化系统设计1129*节液化天然气设施1129第二节LNG接收站工艺简介1130第三节接收站工艺过程控制1132第四节接收站工艺过程联锁保护1137第五节LNG液化站自动化系统设计1140第六节自动控制系统1144第十二章海上油气生产设施自动化系统设计1153*节海上油气生产设施自动化系统1153第二节油气生产控制系统1154第三节平台安全保护系统1163第四节储油及外输计量系统1170第五节平台辅助系统1173第六节平台自动化系统设计应用1179第十三章油气长输管线自动化系统设计1185*节SCADA系统1185第二节输油管道站场控制方案1185第三节输气管道站场控制方案1192第四节SCADA系统设计1197第五节站控系统设计1199第六节安全仪表系统设计1200第七节计量系统1201第八节火气系统设计1205第九节泄漏检测系统1206第十节油气长输管线自动化展望1207第六篇自动化和信息化集成系统及工程实施*章集成系统概述1208第二章工业控制系统网络基础知识1213*节工业网络技术概述1213第二节网络拓扑结构及网络通信协议1219第三节网络硬件及选用1223第四节网络互联与网络管理1230第三章集成系统设计原则1232*节集成系统设计概述1232第二节集成系统的总体架构1232第三节基础控制层与监视控制层1235第四节操作管理层1251第五节工厂信息层与数据缓冲区1258第六节一体化工程实施与企业精益管理1262第四章集成系统网络安全1266*节集成系统网络安全概述1266第二节网络安全生命周期管理1267第三节集成系统网络架构1269第四节网络隔离及边界防护1270第五节工程实施与应用1276第五章分散控制系统设计与集成1287*节分散控制系统概述1287第二节分散控制系统集成网络架构1288第三节分散控制系统的设计1291第四节分散控制系统集成化设计1305第五节分散控制系统工程实施与应用1317第六章现场总线系统设计1324*节现场总线概述1324第二节FF现场总线系统的技术要求1325第三节FF现场总线系统的工程设计1327第四节FF现场总线系统的工程实施与应用1342第七章安全仪表系统设计与集成1345*节安全生命周期与安全完整性等级1345第二节安全仪表系统的设计1350第三节安全仪表系统的验证1363第四节安全仪表系统网络架构及系统集成1375第五节安全仪表系统的工程实施1381第八章智能设备管理系统1385*节IDM概述1385第二节智能设备集成技术1385第三节智能设备管理系统的构成及功能1387第四节智能设备管理系统的工程应用1396第九章操作数据管理系统1402*节ODS概述1402第二节操作数据管理系统的功能1402第三节操作数据管理系统的构成1409第四节操作数据管理系统的应用实例1410第十章先进报警管理系统1419*节报警生命周期管理1419第二节先进报警管理系统的构成1422第三节先进报警管理系统的工程设计1424第四节报警归档与合理化分析1440第五节工程实施与应用1443第十一章操作员培训仿真系统1451*节培训仿真系统概述1451第二节操作员培训仿真系统的构成1452第三节工艺模型仿真1456第四节控制模型仿真1460第五节工程实施与应用 1462第十二章无线仪表系统1471*节工业无线系统概述1471第二节WirelessHART无线仪表系统1473第三节ISA 100无线仪表系统1479第四节无线仪表系统的工程应用1489第十三章集成系统工程实施与应用案例1493*节集成系统的工程实施1493第二节集成系统的应用案例1498第十四章企业管理信息系统1532*节企业管理信息系统总体架构1532第二节生产执行层设计1534第三节经营管理层设计1537第四节信息技术基础设施设计1539第十五章数字化工厂和智能工厂1541*节石油化工行业数字化与智能化概念1541第二节数字化设计转型与智慧工程1543第三节新信息技术推动石油化工智能工厂建设1548第四节人工智能在石油化工行业的发展前景1551附录1553附录一常用计量单位换算1553附录二物性数据表1557附录三工程数据1561附录四仪表自控常用缩略语1568附录五仪表及自动化系统制造厂1572参考文献1579索引1581