緒論1



第1章自控工程設計的任務和方法步驟5

1.1自控工程設計的任務5

1.1.1工程項目的劃分及參與各方5

1.1.2自控工程設計工作內容與任務6

1.2自控工程設計的體制7

1.2.1國際通用設計體制（HG/T 20636～20639）7

1.2.2過渡設計體制8

1.3自控工程設計的階段劃分和設計內容9

1.3.1國際通用設計體制中的階段劃分和設計內容10

1.3.2老設計體制中的階段劃分和設計內容16

1.4自控工程設計的方法和程序17

1.4.1自控工程設計的方法17

1.4.2自控工程設計的程序18

1.5自控設計與其他專業(yè)的協(xié)作關系23

1.5.1自控專業(yè)與工藝專業(yè)的設計條件關系23

1.5.2自控專業(yè)與系統(tǒng)專業(yè)的設計條件關系24

1.5.3自控專業(yè)與管道專業(yè)的設計分工24

1.5.4自控專業(yè)與電氣專業(yè)的設計分工25

1.5.5自控專業(yè)與電信、機泵及安全（消防）專業(yè)的設計分工26

1.6自控專業(yè)工程設計中常用規(guī)定和標準27



第2章自控方案30

2.1自控方案的確定30

2.1.1可靠性與先進性的關系31

2.1.2自控與工藝、設備的關系31

2.1.3技術與經濟的關系31

2.2圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定32

2.2.1儀表回路號與儀表位號32

2.2.2圖形符號46

2.3管道儀表流程圖（P&ID）的繪制57

2.3.1P&ID的主要內容57

2.3.2P&ID的設計過程58

2.3.3P&ID設計所需資料58

2.3.4P&ID的圖面布置和制圖要求59

2.3.5P&ID的安全分析61



第3章信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計62

3.1信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計原則62

3.2信號報警系統(tǒng)設計63

3.2.1信號報警系統(tǒng)的組成63

3.2.2信號報警系統(tǒng)的功能及動作67

3.2.3用DCS/PLC實現的信號報警68

3.3安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）的設計68

3.3.1安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能和要求69

3.3.2安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的附加功能70

3.4信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程表達72

3.4.1信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯表達72

3.4.2信號報警及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯功能的表達符號75



第4章順序控制系統(tǒng)的設計79

4.1順序控制概述79

4.1.1順序控制的概念79

4.1.2順序控制系統(tǒng)分類與組成80

4.2順序控制系統(tǒng)的邏輯功能設計81

4.2.1順序控制系統(tǒng)邏輯功能的表達81

4.2.2順序控制系統(tǒng)邏輯功能的實現83



第5章計算機監(jiān)控系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)84

5.1計算機監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）84

5.1.1SCADA系統(tǒng)概述84

5.1.2SCADA系統(tǒng)組成85

5.1.3SCADA系統(tǒng)功能85

5.1.4SCADA系統(tǒng)規(guī)劃與設計86

5.2計算機信息管理系統(tǒng)89

5.2.1ERP系統(tǒng)90

5.2.2MES系統(tǒng)設計92

5.2.3MIS系統(tǒng)94

5.2.4信息系統(tǒng)工程實施設計95



第6章自控設備的選擇99

6.1控制裝置的選擇99

6.1.1控制裝置的類型和特點99

6.1.2控制裝置的選擇101

6.2檢測儀表（元件）、控制閥的選擇108

6.2.1溫度測量儀表的選型109

6.2.2壓力測量儀表的選型112

6.2.3流量測量儀表的選型114

6.2.4物位測量儀表的選型121

6.2.5過程分析儀表的選型123

6.2.6控制閥的選型127

6.3儀表數據表131

6.4自控設備表136



第7章控制室的設計原則139

7.1概述139

7.2采用DCS系統(tǒng)的控制室設計139

7.2.1位置選擇139

7.2.2布局和面積141

7.2.3環(huán)境條件143

7.2.4建筑要求144

7.2.5照明及其他145

7.3常規(guī)儀表控制室的設計146

7.3.1控制室設計的一般要求146

7.3.2控制室的平面布置147

7.3.3儀表盤的設計147



第8章系統(tǒng)連接154

8.1系統(tǒng)的整體連接154

8.1.1采用DCS系統(tǒng)的整體連接154

8.1.2采用常規(guī)儀表系統(tǒng)的整體連接161

8.2電纜的連接170

8.2.1電纜表171

8.2.2外部系統(tǒng)連接圖173

8.2.3接線箱接線圖175

8.3控制室內電纜連接的表達176



第9章電纜的敷設與儀表的安裝178

9.1電纜的敷設178

9.1.1電纜敷設所要解決的問題178

9.1.2電纜敷設圖181

9.2儀表的安裝191

9.2.1控制室儀表的安裝191

9.2.2現場儀表的安裝192



第10章儀表供電、供氣系統(tǒng)設計200

10.1儀表供電系統(tǒng)設計200

10.1.1儀表供電要求200

10.1.2儀表供電配電設計203

10.1.3儀表供電系統(tǒng)的工程表達204

10.1.4工程中自動化與電氣專業(yè)的設計分界206

10.1.5電器選擇206

10.2儀表供氣系統(tǒng)的設計208

10.2.1儀表供氣系統(tǒng)的要求208

10.2.2儀表供氣系統(tǒng)設計210

10.2.3儀表供氣系統(tǒng)工程表達213



第11章節(jié)流裝置、調節(jié)閥與差壓式液位計的計算218

11.1節(jié)流裝置的計算218

11.1.1節(jié)流裝置計算的基本公式及取壓方法218

11.1.2計算中有關參數的確定220

11.2調節(jié)閥流通能力的計算226

11.2.1調節(jié)閥C值計算公式的推導226

11.2.2調節(jié)閥C值的計算227

11.2.3流量系數C的具體計算公式229

11.3差壓式液位計的計算241



第12章自控設計中的安全及防護措施244

12.1儀表防爆設計244

12.1.1防爆設計的重要性244

12.1.2危險環(huán)境的分類245

12.1.3防爆電氣設備的類型及標志247

12.1.4防爆電氣設備的選擇250

12.1.5過程控制系統(tǒng)工程中的安全問題252

12.2儀表及管線的保溫問題254

12.2.1保溫設計的目的254

12.2.2保溫對象254

12.2.3保溫方法255

12.2.4保溫、伴熱計算256

12.2.5設計中需注意的問題258

12.3表的隔離和吹洗設計258

12.3.1隔離258

12.3.2吹洗261

12.4儀表接地設計262

12.4.1接地原理262

12.4.2接地作用和要求263

12.4.3接地系統(tǒng)的設計原則與方法265

12.4.4接地系統(tǒng)電阻計算267



第13章自控設計中涉及的其他文件269

13.1電氣設備材料表269

13.2綜合材料表270

13.3測量管路表271

13.4絕熱伴熱表272

13.5儀表安裝材料表273



第14章自控工程的施工、試運行及驗收274

14.1自控工程的施工275

14.1.1工程監(jiān)理過程276

14.1.2施工條件276

14.1.3施工工作內容及相互關系277

14.2自控工程的試運行和驗收278

14.2.1儀表調試、安裝及機柜就位278

14.2.2施工階段自動化系統(tǒng)調試288

14.2.3試運行階段自動化系統(tǒng)調試292

14.2.4自控工程的交工驗收297



附錄301

附錄1DCS工程設計程序301

附錄2DCS技術規(guī)格書編制大綱303

附錄3PLC技術規(guī)格書編制大綱313

附錄4SIS、ESD技術規(guī)格書編制大綱314



參考文獻317