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绪论 1

第1章 自控工程设计的任务和方法步骤 5

1.1自控工程设计的任务 5

1.1.1工程项目的划分及参与各方 5

1.1.2自控工程设计工作内容与任务 6

1.2自控工程设计的体制 7

1.2.1国际通用设计体制（HG/T 20636～20639） 7

1.2.2过渡设计体制 8

1.3自控工程设计的阶段划分和设计内容 9

1.3.1国际通用设计体制中的阶段划分和设计内容 10

1.3.2老设计体制中的阶段划分和设计内容 16

1.4自控工程设计的方法和程序 17

1.4.1自控工程设计的方法 17

1.4.2自控工程设计的程序 18

1.5自控设计与其他专业的协作关系 23

1.5.1自控专业与工艺专业的设计条件关系 23

1.5.2自控专业与系统专业的设计条件关系 24

1.5.3自控专业与管道专业的设计分工 24

1.5.4自控专业与电气专业的设计分工 25

1.5.5自控专业与电信、机泵及安全（消防）专业的设计分工 26

1.6自控专业工程设计中常用规定和标准 27

第2章 自控方案 30

2.1自控方案的确定 30

2.1.1可靠性与先进性的关系 31

2.1.2自控与工艺、设备的关系 31

2.1.3技术与经济的关系 31

2.2图例符号的统一规定 32

2.2.1仪表回路号与仪表位号 32

2.2.2图形符号 46

2.3管道仪表流程图（P＆ID）的绘制 57

2.3.1 P＆ID的主要内容 57

2.3.2 P＆ID的设计过程 58

2.3.3 P＆ID设计所需资料 58

2.3.4 P＆ID的图面布置和制图要求 59

2.3.5 P＆ID的安全分析 61

第3章 信号报警及安全联锁系统设计 62

3.1信号报警、安全联锁系统设计原则 62

3.2信号报警系统设计 63

3.2.1信号报警系统的组成 63

3.2.2信号报警系统的功能及动作 67

3.2.3用DCS/PLC实现的信号报警 68

3.3安全联锁系统（SIS）的设计 68

3.3.1安全联锁系统的基本功能和要求 69

3.3.2安全联锁系统的附加功能 70

3.4信号报警及安全联锁系统的工程表达 72

3.4.1信号报警及安全联锁系统的逻辑表达 72

3.4.2信号报警及安全联锁系统逻辑功能的表达符号 75

第4章 顺序控制系统的设计 79

4.1顺序控制概述 79

4.1.1顺序控制的概念 79

4.1.2顺序控制系统分类与组成 80

4.2顺序控制系统的逻辑功能设计 81

4.2.1顺序控制系统逻辑功能的表达 81

4.2.2顺序控制系统逻辑功能的实现 83

第5章 计算机监控系统与信息管理系统 84

5.1计算机监控系统（SCADA） 84

5.1.1 SCADA系统概述 84

5.1.2 SCADA系统组成 85

5.1.3 SCADA系统功能 85

5.1.4 SCADA系统规划与设计 86

5.2计算机信息管理系统 89

5.2.1 ERP系统 90

5.2.2 MES系统设计 92

5.2.3 MIS系统 94

5.2.4信息系统工程实施设计 95

第6章 自控设备的选择 99

6.1控制装置的选择 99

6.1.1控制装置的类型和特点 99

6.1.2控制装置的选择 101

6.2检测仪表（元件）、控制阀的选择 108

6.2.1温度测量仪表的选型 109

6.2.2压力测量仪表的选型 112

6.2.3流量测量仪表的选型 114

6.2.4物位测量仪表的选型 121

6.2.5过程分析仪表的选型 123

6.2.6控制阀的选型 127

6.3仪表数据表 131

6.4自控设备表 136

第7章 控制室的设计原则 139

7.1概述 139

7.2采用DCS系统的控制室设计 139

7.2.1位置选择 139

7.2.2布局和面积 141

7.2.3环境条件 143

7.2.4建筑要求 144

7.2.5照明及其他 145

7.3常规仪表控制室的设计 146

7.3.1控制室设计的一般要求 146

7.3.2控制室的平面布置 147

7.3.3仪表盘的设计 147

第8章 系统连接 154

8.1系统的整体连接 154

8.1.1采用DCS系统的整体连接 154

8.1.2采用常规仪表系统的整体连接 161

8.2电缆的连接 170

8.2.1电缆表 171

8.2.2外部系统连接图 173

8.2.3接线箱接线图 175

8.3控制室内电缆连接的表达 176

第9章 电缆的敷设与仪表的安装 178

9.1电缆的敷设 178

9.1.1电缆敷设所要解决的问题 178

9.1.2电缆敷设图 181

9.2仪表的安装 191

9.2.1控制室仪表的安装 191

9.2.2现场仪表的安装 192

第10章 仪表供电、供气系统设计 200

10.1仪表供电系统设计 200

10.1.1仪表供电要求 200

10.1.2仪表供电配电设计 203

10.1.3仪表供电系统的工程表达 204

10.1.4工程中自动化与电气专业的设计分界 206

10.1.5电器选择 206

10.2仪表供气系统的设计 208

10.2.1仪表供气系统的要求 208

10.2.2仪表供气系统设计 210

10.2.3仪表供气系统工程表达 213

第11章 节流装置、调节阀与差压式液位计的计算 218

11.1节流装置的计算 218

11.1.1节流装置计算的基本公式及取压方法 218

11.1.2计算中有关参数的确定 220

11.2调节阀流通能力的计算 226

11.2.1调节阀C值计算公式的推导 226

11.2.2调节阀C值的计算 227

11.2.3流量系数C的具体计算公式 229

11.3差压式液位计的计算 241

第12章 自控设计中的安全及防护措施 244

12.1仪表防爆设计 244

12.1.1防爆设计的重要性 244

12.1.2危险环境的分类 245

12.1.3防爆电气设备的类型及标志 247

12.1.4防爆电气设备的选择 250

12.1.5过程控制系统工程中的安全问题 252

12.2仪表及管线的保温问题 254

12.2.1保温设计的目的 254

12.2.2保温对象 254

12.2.3保温方法 255

12.2.4保温、伴热计算 256

12.2.5设计中需注意的问题 258

12.3表的隔离和吹洗设计 258

12.3.1隔离 258

12.3.2吹洗 261

12.4仪表接地设计 262

12.4.1接地原理 262

12.4.2接地作用和要求 263

12.4.3接地系统的设计原则与方法 265

12.4.4接地系统电阻计算 267

第13章 自控设计中涉及的其他文件 269

13.1电气设备材料表 269

13.2综合材料表 270

13.3测量管路表 271

13.4绝热伴热表 272

13.5仪表安装材料表 273

第14章 自控工程的施工、试运行及验收 274

14.1自控工程的施工 275

14.1.1工程监理过程 276

14.1.2施工条件 276

14.1.3施工工作内容及相互关系 277

14.2自控工程的试运行和验收 278

14.2.1仪表调试、安装及机柜就位 278

14.2.2施工阶段自动化系统调试 288

14.2.3试运行阶段自动化系统调试 292

14.2.4自控工程的交工验收 297

附录 301

附录1 DCS工程设计程序 301

附录2 DCS技术规格书编制大纲 303

附录3 PLC技术规格书编制大纲 313

附录4 SIS、ESD技术规格书编制大纲 314

参考文献 317

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