本书是根据对仪表工的要求，按照人的认知规律，遵循由浅到深、由易到难的原则，按照一般的认识规律和教学规律编写。在编写过程中，注重以能力为本位，以应用为主线的指导思想，面向实际，力争做到语言通俗易懂、深入浅出。对于必须了解的工作原理，简化理论推导，结合图示，用通俗化的语言来阐述，目的是提高读者的可读性，使阅读者有兴趣学习。本书在每章开头明确提出学习目标，每章结束附有习题，题型符合职业技能鉴定考核要求，所以适合职业院校的学生学习，也适用于企业技术工人的培训、考核。

本书主要介绍仪表维修工所要求的四大部分内容，即电工电子基础知识、仪表基础知识、自动化知识和仪表维修基础知识。其中仪表部分较全面地介绍了目前常用的检测仪表及智能仪表，控制系统部分在介绍简单及常用复杂控制系统的基础上，又将目前各种计算机控制系统做了基本介绍，如DCS、PLC及现场总线控制等。另外对于仪表的安装与维护等也做了相应的介绍。每章结束附有习题，题型符合职业技能鉴定考核要求，便于技术工人的培训、考核，也适合职业院校的学生学习。

本书可以作为职业院校非自动化专业类的教材，也可以作为企业技术工人和职业院校自动化专业学生考证、培训用教材。

第1章 电工电子基础

 1.1 电工基础知识1

1.1.1 电路的基本组成及分析方法1

1.1.2 单相交流电路7

1.1.3 三相交流电路13

1.1.4 变压器18

 1.2 电子技术基础21

1.2.1 电子电路常用元器件的作用与识别21

1.2.2 运算放大电路30

1.2.3 脉冲数字电路33

 习题137

第2章 检测仪表及基础知识41

 2.1 检测过程及仪表误差41

2.1.1 检测的作用41

2.1.2 测量的基本概念及测量误差41

 2.2 压力测量仪表43

2.2.1 压力的基本概念43

2.2.2 弹簧管式压力表44

2.2.3 应变式压力传感器46

2.2.4 霍尔式压力传感器47

2.2.5 电容式压力传感器49

2.2.6 压力仪表的选用50

 2.3 物位测量仪表53

2.3.1 物位的基本概念53

2.3.2 差压式液位计53

2.3.3 物位仪表的选用55

 2.4 流量测量仪表55

2.4.1 流量的概念56

2.4.2 差压式流量计56

2.4.3 流量仪表的选用59

 2.5 温度测量仪表及变送器61

2.5.1 温度的概念61

2.5.2 热电偶63

2.5.3 热电阻温度传感器76

2.5.4 温度检测仪表的选型80

 2.6 数字显示仪表82

2.6.1 数字式显示仪表的结构82

2.6.2 工作原理84

2.6.3 操作92

 2.7 无纸记录仪95

2.7.1 记录仪表的结构及工作原理95

2.7.2 无纸记录仪的画面显示及按键操作98

 习题2102

第3章 控制仪表104

 3.1 基本概念104

3.1.1 控制器的分类104

3.1.2 控制规律104

 3.2 智能调节器108

3.2.1 AI智能控制器的组成及工作原理109

3.2.2 AI系列仪表常用工作方式111

3.2.3 通信112

3.2.4 AI智能控制器的基本操作113

 3.3 数字单回路调节器114

3.3.1 特点114

3.3.2 KMM可编程调节器115

 习题3121

第4章 执行器123

 4.1 气动执行器123

4.1.1 气动薄膜执行机构124

4.1.2 调节阀125

4.1.3 调节阀的流量特性132

4.1.4 气动执行器的选择135

 4.2 阀门定位器136

4.2.1 阀门定位器的作用136

4.2.2 电/气阀门定位器137

 4.3 电动执行器140

 4.4 智能控制阀144

4.4.1 带智能阀门定位器的气动控制阀144

4.4.2 智能电动控制阀144

4.4.3 带现场总线智能阀门定位器的气动控制阀145

 4.5 执行器(控制阀)的安装145

 习题4147

第5章 典型控制系统150

 5.1 简单控制系统及自动化基础知识150

5.1.1 自动化基础知识150

5.1.2 简单控制系统153

 5.2 复杂控制系统161

5.2.1 串级控制系统161

5.2.2 均匀控制系统166

5.2.3 比值控制系统167

5.2.4 分程控制系统169

5.2.5 前馈控制系统172

5.2.6 选择性控制系统173

5.2.7 多冲量控制系统175

 5.3 带控制点的工艺流程图的读识177

5.3.1 设备的表示方法178

5.3.2 管道的表示方法178

5.3.3 阀门的表示方法180

5.3.4 常用仪表控制符号180

 习题5181

第6章 可编程控制器184

 6.1 PLC的基本构成及作用184

 6.2 PLC的分类185

 6.3 特点187

 6.4 PLC的工作原理及工作方式188

 6.5 PLC的编程语言189

6.5.1 梯形图语言189

6.5.2 助记符语言191

 6.6 PLC的软元件（内部继电器）192

 6.7 基本指令193

 习题6199

第7章 集散控制系统(DCS)202

 7.1 概述202

 7.2 DCS的体系结构202

 7.3 DCS的硬件构成203

7.3.1 现场控制站203

7.3.2 操作站204

7.3.3 上位计算机204

7.3.4 通信网络204

 7.4 DCS的软件构成205

 7.5 DCS的安装205

7.5.1 施工准备205

7.5.2 设备检验205

7.5.3 型钢基础制作、安装206

7.5.4 系统设备的运输、安装206

7.5.5 静态调试206

7.5.6 动态运行207

 习题7207

第8章 现场总线208

8.1 概述208

8.2 现场总线国际标准(IEC 61158)211

 习题8213

第9章 安全仪表系统及仪表防护214

 9.1 概述214

 9.2 安全知识215

9.2.1 安全基本知识215

9.2.2 易燃易爆场所对防爆电气设备的要求216

 9.3 仪表的防护218

9.3.1 检测仪表的防腐蚀218

9.3.2 检测仪表的防冻、防热219

9.3.3 检测仪表的防爆219

9.3.4 检测仪表的防尘220

9.3.5 检测仪表的防震220

9.3.6 接地220

9.3.7 脱脂221

 9.4 安全仪表系统222

9.4.1 概述222

9.4.2 安全仪表系统(SIS)的组成224

 习题9227

第10章 仪表维修与故障处理228

 10.1 仪表日常维护228

10.1.1 仪表日常维护228

10.1.2 DCS系统的日常维护231

 10.2 开停车注意事项232

10.2.1 仪表停车232

10.2.2 仪表开车233

 10.3 仪表故障分析与处理234

10.3.1 检测系统故障分析与处理234

10.3.2 控制阀故障分析步骤236

 10.4 控制系统与DCS系统故障分析与处理237

10.4.1 控制系统故障诊断与处理237

10.4.2 DCS系统故障诊断239

 习题10240

附录42

 附录1 习题答案242

 附录2 电阻、电容、电感的色标法245

参考文献246