轻化工过程自动化与信息化（第三版）——中国轻工业“十三五”规划教材
定 价：95 元
- 作者：刘焕彬
- 出版时间：2021/8/1
- ISBN：9787518435814
- 出 版 社：中国轻工业出版社
- 中图法分类：TQ02
- 页码：496
- 纸张：
- 版次：3
- 开本：
1.本教材的精品性。
本教材是在原普通高等教育“十一五”国家级规划教材《制浆造纸过程自动测量与控制（第二版）》的基础上修订升级。原教材从1991年中国轻工业出版出版后，经过了二次修订出版，2009年成为“十一五”国家级规划教材，二十多年来一直是我
国有关高校轻化工（制浆造纸工程）专业的必修课教材,也是工程技术人员的参考书, 2014年获“中国轻工业优秀教材―等奖”。经过二十多年的发展，自动化和信息化技术出现了许多新概念、新理论和新技术，并且在制浆造纸生产过程和其它轻化
工行业中得到应用。本次教材修订升级将及时根据生产过程自动化信息化的新概念、新理论和新技术等更新教材内容。
另外，本教材的主编和参编者，均为教授级教师，长期以来在与本教材（课程）内容相关的教学科研第一线工作，而且大都是原教材的参编者,既有丰富的教学经验和体会，又了解学科前沿，有较深厚的学术基础。因此，本教材将着力打造精品教材
。
2.本教材的先进性与急需性。
面向工业4.0时代的到来，工业生产将向自动化、信息化和智能化方向发展，现代信息化技术与造纸工业深度融合，是造纸工业转型升级必由之路。
刘焕彬，1942年生于广东兴宁县，1965年毕业于华南工学院制浆造纸工程专业。华南理工大学教授，博士生导师，俄罗斯工程院外籍院士。1991年至2003年先后担任华南理工大学副校长，校长，教授，博士生导师。兼任广东省科学技术协会副主席、
广州市科学技术协会副主席，美国制浆造纸协（TAPPI）会员、国际委员会委员、广州欧美同学会会长、中国造纸学会理事、广东省造纸学会理事长,。2001年当选为俄罗斯工程院外籍院士。2003年9月18日卸任华南理工大学校长。2010年以来针对环
境问题屡次做出演讲。
目 录目 录
第一章 导论 1
第一节 生产过程自动化发展概况 1
一、自动控制理论的发展概况 2
二、过程自动化技术发展概况 3
第二节 企业信息化 4
一、数据、信息与知识之间的演变 5
二、企业信息化的架构 6
第三节 企业智能化 8
一、第四次工业革命 8
二、企业智能化的基本含义与组成框架 9
思考题 11
参考文献 11
第二章 简单自动控制系统 12
第一节 自动控制系统的概念 12
一、自动控制是人工控制的模仿与发展 12
二、自动控制系统的基本概念及特点 13
三、简单控制系统的工作过程 15
第二节 自动控制系统的过程特性及控制质量指标 17
一、自动控制系统的静态动态和过渡过程 17
二、自动控制系统的控制质量指标 18
三、影响自动控制系统控制质量指标的主要因素 20
第三节 PID控制器特性与选用 21
一、控制器的基本组成 21
二、 控制器的特性 21
三、PID控制器的特性及选用 26
第四节 执行器的特性与选用 28
一、控制阀的构成与选择 28
二、变频执行器的控制原理与选用 36
三、智能控制阀 37
第五节 过程控制系统的工程设计概述 37
一、过程控制系统工程设计的内容 37
二、简单控制系统的方案设计 38
三、过程控制系统工程设计的图例与符号 40
第六节 控制器的变量整定及简单控制系统的投运 43
一、控制器的变量整定 44
二、控制系统的投运 47
思考题 48
参考文献 50
第三章 过程特性及其数学模型的建立 51
第一节 机理分析法建立过程数学模型 51
一、一阶过程的数学模型建立 51
二、二阶过程的数学模型建立 57
三、具有纯滞后特性的过程数学模型建立 59
四、高阶过程的数学模型 61
五、二阶过程和高阶过程数学模型的简化 62
第二节 描述过程特性的参数 63
一、过程负荷及自衡 63
二、过程的放大系数Kp 65
三、过程的时间常数Tp 66
四、过程的滞后时间 67
第三节 传递函数法建立系统的数学模型 68
一、拉氏变换 69
二、用传递函数法建立系统数学模型 71
第四节 用过程辨识法建立过程数学模型 80
一、过程辨识建模的内容和步骤 81
二、辨识过程模型结构和参数的简易方法 83
三、用最小二乘法辨识过程的数学模型 86
四、机理与经验的组合建模 90
第五节 大数据建模概述 91
一、工业大数据的特征及应用 91
二、大数据建模的步骤 95
三、工业大数据建模的特点 98
思考题 101
参考文献 102
第四章 过程变量测量方法与信号变送 103
第一节 自动化仪表概述 103
一、自动化仪表的发展与分 103
二、自动化仪表的技术性能指标 107
第二节 常规变量的测量原理与信号变送 111
一、压力的测量 111
二、液位的测量 123
三、流量的测量 133
四、温度的测量 141
五、pH值的测量 159
第三节 轻化工过程特殊变量 167
一、黑液浓度的测量 167
二、纸浆浓度的测量 170
三、纸浆打浆度的测量 174
五、纸浆质量的分析 179
六、纸张水分的测量 181
七、纸张定量的测量 189
八、纸张填料（灰分）的测量 194
九、纸张其它质量指标的测量 195
第四节 软测量技术及其应用 199
一、软测量技术 200
二、软测量工程设计 202
三、软测量技术的应用 203
思考题 207
参考文献 208
第五章 复杂控制与智能控制 209
第一节 复杂控制 209
一、串级控制 209
二、比值控制 218
三、前馈-反馈控制 224
四、分程与选择控制 231
第二节 智能控制系统 242
一、适应性控制 242
二、模糊控制 246
三、神经网络控制 253
四、解耦控制 258
五、预测控制 262
六、专家控制 266
思考题 269
参考文献 269
第六章 集散控制系统（DCS） 270
第一节 过程控制系统(PCS)与集散控制系统(DCS) 270
一、过程控制系统（PCS） 270
二、集散控制系统（DCS） 272
第二节 DCS的基本组成与典型架构 287
一、DCS的基本组成 287
二、DCS的产品结构类型和技术特征 290
三、DCS的体系结构 295
第三节 轻化工常用DCS系统 304
一、西门子公司DCS系统--SIMATIC PCS7 304
二、ABB公司DCS系统--Baily Symphony 308
三、浙大中控公司DCS系统--JX 300XP 313
四、和利时公司DCS系统--MACSV 316
思考题 320
参考文献 321
第七章 制浆过程控制 322
第一节 蒸煮过程控制 322
一、浆料蒸煮的目的和质量评价指标 322
二、浆料蒸煮过程影响因素及控制要点 323
三、间歇式置换蒸煮系统典型流程及控制方案 324
四、横管连续蒸煮系统典型流程及控制方案 335
第二节 废纸制浆过程典型控制 340
一、废纸制浆基本工艺流程和各环节控制要求 340
二、废纸制浆过程典型环节控制方案 343
三、多圆盘白水及纤维回收控制方案 351
第三节 洗涤和筛选过程控制 354
一、浆料洗涤和筛选的目的及质量评价指标 354
二、真空逆流洗涤系统工艺流程及控制方案 355
三、封闭筛选系统工艺流程及控制方案 358
第四节 漂白过程典型控制 366
一、浆料漂白的目的和质量评价指标 366
二、ECF无元素氯漂白系统工艺流程及控制方案 367
三、废纸浆漂白 374
思考题 376
参考文献 377
第八章 造纸过程控制 379
第一节 打浆过程控制 379
一、打浆的目的和质量评价指标 379
二、打浆过程典型控制方案 380
三、打浆度软测量及盘磨进退盘智能控制方案 383
第二节 配浆与流送过程控制 385
一、配浆与流送的目的 385
二、配浆典型过程控制方案 386
三、流送典型过程控制方案 387
第三节 造纸过程与纸机传动控制 390
一、长网造纸机造纸工艺流程及总体控制方案 390
二、长网造纸机湿部控制方案 392
三、长网造纸机干燥部控制方案 398
四、长网造纸机传动控制方案 406
五、生活用纸造纸过程控制方案 412
第四节 纸张质量控制 415
一、纸张主要质量评价指标 416
二、纸张质量控制系统QCS 417
思考题 424
参考文献 425
第九章 发酵过程控制 427
第一节 发酵过程及主要过程参数 427
一、发酵过程工艺流程 427
二、发酵过程主要过程参数 428
第二节 发酵过程单元控制方案 430
一、发酵过程温度控制 430
二、发酵过程pH值控制 432
三、发酵过程溶解氧控制 435
四、发酵过程罐压、搅拌转速和通气流量控制 438
五、发酵过程自动消泡控制 439
第三节 发酵过程优化控制方案 441
一、发酵过程数学模型类型 441
二、发酵过程优化控制策略 443
三、谷氨酸发酵过程优化控制举例 445
思考题 456
参考文献 456
第十章 合成革生产过程控制 458
第一节 合成革的质量评价指标 458
一、合成革的分类 458
二、合成革的质量评价指标 459
第二节 配料过程控制方案 460
第三节 湿法生产过程控制方案 462
一、湿法贝斯的生产工艺流程 463
二、基布浸渍凝固和水洗过程控制方案 464
三、基布干燥过程控制方案 467
第四节 干法生产过程控制方案 475
一、干法制革工艺流程 476
二、干法移膜制革干燥方法及控制方案 477
思考题 480
参考文献 481
第十一章 热电联供控制 482
第一节 热电联产的组成 482
第二节 热力锅炉及其控制方案 484
一、给水自动控制系统 484
二、汽包蒸汽温度自动控制系统 486
三、燃烧过程自动控制系统 487
四、锅炉的DCS系统简介 489
第三节 汽轮发电机组及其控制系统 490
一、汽轮机调节系统简介 490
二、DEH的主要控制系统 491
三、汽轮发电机组的DCS简介 493
第四节 热电联供综合运行优化控制及其应用 494
思考题 500
参考文献 501
第十二章 造纸废水处理过程控制系统 502
第一节 污水处理方法和工艺及水质参数 502
一、常见的污水处理方法 502
二、污水处理过程工艺参数和水质参数 507
三、污水处理过程自动控制的难点 516
第二节 造纸废水处理?程?体控制方案 517
一、制浆造纸废水的来源及特点 517
二、制浆造纸废水处理控制 519
第三节 造纸废水处理典型过程控制方案 523
一、废纸制浆过程废水处理控制 523
二、造纸废水连续深度处理自动监控系统 535
三、造纸污水处理过程故障检测及诊断 538
思考题 550
参考文献 551
第十三章 生产执行系统 552
第一节 全厂综合自动化系统概述 552
一、综合自动化系统的发展现状 552
二、综合自动化系统体系结构 560
三、综合自动化系统的关键技术 564
第二节 生产执行系统（MES）架构 568
一、MES的产生与发展 568
二、MES的框架模型 571
第三节 MES的功能与主要功能模块 574
一、生产调度管理 574
二、流程与设备管理 576
三、物料管理 578
四、质量管理 580
五、能源效率管理 583
六、生产追溯 584
七、生产统计、综合查询与决策 585
思考题 586
参考文献 586
第十四章 生产计划系统 587
第一节 生产计划系统概述 587
第二节 生产计划系统架构 589
第三节 生产计划系统主要功能模块 591
一、主生产计划 591
二、粗能力计划 593
三、物料需求计划 597
四、细能力计划 601
五、车间作业计划 606
六、计划执行与控制 611
七、采购计划 615
八、基础数据及数据接口 618
思考题 620
参考文献 621
十五章 智能制造概述 622
第一节 制造业智能化转型 622
一、制造业从自动化向智能化转型 622
二、制造业智能化转型的标志 624
三、智能制造的范式与内涵 627
第二节 智能制造的基本原理 630
一、智能制造的进化 630
二、新一代智能制造技术的特征 635
第三节 信息物理系统 637
一、信息物理系统的本质 637
二、信息物理系统的层级体系架构 639
三、信息物理系统的四大核心技术要素及其关键技术 642
第四节 工业互联网平台 648
一、工业互联网平台的本质内涵
二、工业互联网平台的基本技术组成和体系架构
三、工业互联网平台的关键技术体系
四、工业互联网平台架构案例
第五节 轻化工企业智能化转型的着力点
一、我国智能制造的发展战略
二、轻化工企业智能化转型路径
三、 轻化工企业智能化转型的技术着力点
四、 轻化工企业智能化转型的实践案例
思考题
参考文献
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