本书是化工工人中级技术培训教材(第三版)的一个分册。全书分化工电气和化工仪表两篇，主要内容为直流电路、电和磁的关系、交流电路、工业电子学基础知识、电气照明、变压器、交流电动机、三相交流电动机的控制、电热设备、电气测量指示仪表、化工企业供电、电气安全、化工自动化基本知识、化工生产过程参数检测及仪表、对象特性、控制规律和调节器、调节阀、简单控制系统、复杂控制系统、计算机控制系统及自动信号报警与连锁保护系统等二十一章内容。全书内容针对中级工特点，注重介绍基础知识、基本概念及应用实例等必须掌握的知识。
本书可供化工中级技术工人培训之用，也可供操作工和中、初级技术工人自学，还可供电气和仪表专业的相关人员阅读。 |
为了适应社会主义市场经济发展对目前职工教育培训的需要，积极配合化工技术工人进行培训和职业技能鉴定，根据《化工特有工种职业技能鉴定规范》(讨论稿)对中级工应该掌握和了解的有关技术理论知识(应知)和工艺操作能力(应会)的内容，我们对2000年出版的《化工工人中级技术培训教材》进行了修订。
在本套书编写过程中，编者们多次学习讨论了《化工特有工种职业技能鉴定规范》(讨论稿)，在对其内容范围和深浅程度有了充分理解的基础上，兼顾中、高级技术工人在操作技能上的差别及其在基本技术理论知识上的共性特点，并考虑到成人学习的特点，注重理论联系实际，紧紧围绕化工生产的实际和检修维护的特点，由浅入深、由易到难地提出问题、分析问题、解决问题，并列举了生产或计算实例。在文字表述方面注意做到用语通俗易懂；图表清晰；术语、名词及符号符合新规定。
此次修订删减了部分目前化工企业生产中已淘汰的工艺、设备等方面的内容，增加了近年来在化工企业生产及管理中采用的新标准、新技术、新工艺、新设备、新操作等方面的内容。
本书由庄绍君、陈云明主编，参加编写和修订工作的还有张绍波、冯立坤、吴奕轩、李守忠、陈云明等。在编写过程中，李守忠、刘建中、王锡玉、陈云明、刘勃安等进行了全套书审稿工作。全套书由刘勃安组织，在此一并致谢。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免有不足之处，恳请读者提出宝贵意见。
编者2007年5月 |
第一篇化工电气
第一章直流电路1
第一节静电学基础知识1
一、电荷的产生1
二、电场1
三、电位差（电压）2
四、电位3
五、电位差与电位的关系3
第二节电路的组成4
第三节电流、电动势和电阻4
一、电流4
二、电动势5
三、电阻6
第四节欧姆定律和克希荷夫定律8
一、部分电路的欧姆定律8
二、全电路的欧姆定律9
三、克希荷夫电流定律10
四、克希荷夫电压定律10
第五节电阻的串、并联和混联12
一、电阻的串联12
二、电阻的并联13
三、混联电路14
第六节电功与电功率15
一、电功15
二、电流的功率15
三、焦耳楞次定律16
第二章电和磁的关系17
第一节电流的磁场17
一、电流产生的磁场17
二、右手螺旋定则18
第二节描述磁场的几个物理量19
一、磁通量19
二、磁感应强度19
三、磁导率20
四、磁场强度20
第三节铁磁材料及其用途21
第四节磁场对载流导体的作用力23
第五节电磁感应24
一、电磁感应现象24
二、楞次定律及应用25
三、法拉第电磁感应定律26
第六节自感、互感、涡流26
一、自感现象26
二、互感27
三、涡流28
第三章交流电路29
第一节正弦交流电的产生29
一、交流电和正弦交流电29
二、正弦交流电的产生29
第二节正弦交流电的几个基本物理量31
一、正弦量及其三要素31
二、瞬时值、最大值和有效值31
三、周期、频率和角频率32
四、初相、相位、相位差32
五、正弦量的表示法33
第三节几种简单参数的交流电路34
一、纯电阻电路34
二、纯电感电路36
三、纯电容电路37
四、交流电路中的功率40
第四节电阻和电感串并联42
第五节三相交流电路43
一、三相交流电动势的产生和表示法43
二、三相电源绕组的连接44
三、三相电路中负载的连接47
四、三相功率49
第四章工业电子学基础知识50
第一节半导体材料及其导电特性50
一、半导体材料锗和硅的导电特性50
二、PN结的单向导电性51
第二节二极管和直流电源52
一、半导体二极管的结构和特性52
二、二极管的参数53
三、二极管整流的工作原理54
四、直流电源54
第三节三极管和交流放大电路56
一、半导体三极管的结构和类型56
二、三极管的电流放大作用57
三、三极管的特性曲线58
四、三极管的各种工作状态61
五、单管交流放大电路62
六、多级放大器64
第四节场效应管和可控硅65
一、场效应管的结构和特征65
二、可控硅和可控整流65
第五节线性集成电路和运算放大器67
一、线性集成电路及其应用67
二、运算放大器工作原理及应用67
第六节脉冲数字电路69
一、概述69
二、三极管工作在开关状态70
三、脉冲数字电路的工作原理及应用70
第五章电气照明72
第一节电气照明的一般知识72
一、电光源的分类及选择72
二、照明种类72
三、照明及照度标准73
四、照明质量标准75
第二节照明灯具的选择76
一、工厂灯具的型号意义76
二、灯具的特征76
三、灯具的选择77
第三节电气照明的配电系统78
一、电气照明的供电方式78
二、电压选择80
三、布线方式80
第四节电气照明的控制线路80
一、白炽灯的控制线路80
二、日光灯的控制线路81
三、探照灯、碘钨灯的控制线路83
四、高压水银灯(汞灯)83
五、高压钠灯的控制线路84
六、氙灯的控制线路84
第六章变压器85
第一节概述85
一、变压器的构造和铭牌数据85
二、单相变压器的工作原理87
第二节三相变压器91
第三节特殊用途的变压器93
一、自耦变压器93
二、仪用互感器93
三、电焊变压器95
第四节电力变压器的维护95
第七章交流电动机97
第一节概述97
一、交流电动机及类型97
二、交流电动机的构造97
三、旋转磁场99
四、异步电动机工作原理101
第二节三相异步电动机102
一、转差率102
二、转子各参数与转差率的关系103
三、三相异步电动机的电磁转矩103
四、三相异步电动机的额定值105
第三节三相同步电动机105
第四节电动机的运行管理和维护108
一、电动机的运行管理108
二、电动机轴承的维护和润滑110
第八章三相交流电动机的控制111
第一节低压电器111
一、开关111
二、熔断器113
三、交流接触器113
四、按钮114
五、热继电器114
第二节三相异步电动机开停的常见控制电路116
一、点动控制线路116
二、接触器自锁控制线路117
三、具有过载保护的自锁控制线路117
四、按钮连锁的正反转控制118
五、接触器连锁的正反转控制118
六、限位控制120
七、自动循环控制120
第三节三相异步电动机的启动121
一、全压直接启动121
二、降压启动122
三、软启动器启动123
第四节三相异步电动机的调速123
一、变极调速124
二、改变转差率调速124
三、变频调速125
第九章电热设备127
第一节概述127
第二节电阻炉128
一、结构128
二、炉衬130
三、炉子功率的确定131
四、加热元件132
第三节感应炉135
一、概述135
二、无芯感应熔炼炉137
三、有芯感应熔炼炉138
四、感应炉工频电源主回路139
五、感应炉的导线141
第四节电伴热141
第十章电气测量指示仪表144
第一节概述144
一、仪表的分类144
二、仪表的级别144
三、电工仪表常用符号及其意义145
四、仪表的灵敏度及仪表常数147
第二节磁电系仪表147
一、磁电系仪表的原理与结构147
二、磁电系仪表的应用148
第三节电磁系仪表150
一、电磁系仪表的原理与结构150
二、电磁系仪表特点及应用151
三、电磁系钳形表152
第四节电动系仪表153
一、原理与结构153
二、电动系仪表的特性与应用153
三、电动系功率表153
四、功率因数表155
第五节感应系仪表156
一、结构原理156
二、感应系仪表的特征157
三、瓦时表157
第六节万用表160
一、结构特点160
二、使用万用表应注意的问题161
三、万用表参考线路图161
第十一章化工企业供电164
第一节发电和输电164
一、发电概述164
二、输电概述165
第二节化工企业供电168
一、化工企业供电特点168
二、化工企业供电169
三、ＵＰＳ172
第十二章电气安全174
第一节人身触电的危害及触电方式174
一、电流对人体的危害174
二、人体电阻175
三、安全电压176
四、触电方式176
第二节绝缘、屏护和间距177
一、绝缘177
二、屏护180
三、间距180
第三节接地和接零185
一、接地和接零的类型、特点及作用185
二、接地装置的选择188
三、接地装置的安装190
第四节配电系统的接地制式191
一、ＴＮ系统191
二、 ＴＴ系统192
三、 IT系统193
第五节静电的危害和防护194
一、静电的产生和特点194
二、静电的危害195
三、静电的防护196
第六节防雷保护198
一、概述198
二、防雷装置199
三、避雷装置的材料及安装202
四、防雷措施205
第二篇化工仪表
第十三章化工自动化基本知识210
第一节化工自动控制系统的组成及分类210
一、化工生产过程的控制210
二、自动控制系统的组成212
三、自动控制系统的分类215
第二节自动控制系统的过渡过程及其质量指标215
一、系统的静态、动态和干扰作用215
二、自动控制系统的过渡过程及其质量指标217
第三节化工自动化仪表简介219
一、自动化仪表的分类219
二、常用的自动化仪表219
第十四章化工生产过程参数检测及仪表221
第一节概述221
一、测量过程及测量误差221
二、精度等级、变差和灵敏度222
三、检测仪表的组成223
第二节温度检测及仪表223
一、概述223
二、常用测温元件及变送器225
三、常用温度显示仪表232
四、温度仪表的选择及安装244
第三节压力检测及仪表245
一、概述245
二、常用测压方法及仪表246
三、压力检测仪表的选择及安装253
第四节流量检测及仪表255
一、概述255
二、节流式流量计256
三、其他检测方法简介266
第五节物位检测及仪表270
一、概述270
二、常用的液位检测仪表271
三、其他物位计简介276
第六节过程分析仪器简介279
一、概述279
二、过程分析仪器的组成及分类279
三、常见过程分析仪器280
第十五章对象特性288
第一节概述288
第二节对象的动态特性曲线288
第三节描述对象特性的三个参数289
一、放大系数Ｋ及其对控制过程的影响289
二、时间常数Ｔ及其对控制过程的影响290
三、滞后时间τ及其对控制过程的影响291
第十六章控制规律和调节器294
第一节双位调节294
第二节比例调节296
一、比例调节规律及其特点296
二、比例度299
三、比例度对调节过程的影响300
第三节比例积分调节301
一、积分作用的特点302
二、比例积分调节作用303
第四节比例微分调节305
一、微分调节规律的特点305
二、比例微分调节306
三、比例积分微分调节307
四、调节器简介309
第十七章调节阀313
第一节气动薄膜调节阀的特性及选型313
一、气动薄膜调节阀结构和工作原理313
二、调节阀的主要类型314
三、调节阀的流通能力与流量特性317
四、调节阀的选择320
第二节阀门定位器321
一、阀门定位器的工作原理321
二、阀门定位器的作用321
第三节电动调节阀322
一、电动调节阀概述322
二、电动调节阀结构及工作原理322
第十八章简单控制系统324
第一节简单控制系统的构成324
一、简单控制系统的构成324
二、被控参数的选择324
三、操作变量的选择325
四、滞后对控制过程的影响325
五、调节器控制规律的选择326
六、调节器参数的工程整定326
第二节简单控制系统的投运328
一、投入运行前的准备工作328
二、控制系统的投运330
第三节常见化工单元的控制方案332
一、流量控制系统332
二、温度控制系统333
三、精馏塔的控制334
第十九章复杂控制系统336
第一节串级系统336
一、概述336
二、串级控制系统构成337
三、串级控制系统特点339
四、调节器正、反作用的确定339
第二节其他复杂控制系统340
一、均匀控制系统340
二、比值控制系统341
三、三冲量控制系统342
第二十章计算机控制系统345
第一节计算机控制系统简介345
一、概述345
二、计算机控制系统的构成345
三、计算机控制系统的分类347
第二节集散控制系统349
一、集散控制系统(DCS)的特点349
二、集散控制系统的构成350
第三节集散控制系统举例354
一、美国霍尼韦尔(Honeywell)公司的TDC 3000系统354
二、美国霍尼韦尔公司的TPS系统356
三、日本横河（Ｙｏｋoｇａｗａ)公司的ＣＥＮＴUＭ系统363
四、日本横河公司的ＣＳ ３０００系统365
第四节可编程逻辑控制器和紧急停车系统369
一、可编程逻辑控制器369
二、紧急停车系统371
第二十一章自动信号报警与连锁保护系统374
第一节概述374
一、自动信号报警系统的基本工作状态375
二、自动信号连锁图常用符号375
第二节自动信号报警回路与连锁保护系统375
一、自动信号报警回路375
二、连锁保护回路376
三、自动信号连锁在生产过程中的应用377
思考题381
习题406
习题解答420 |
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