本教材由三个学习情境组成，以真实工作项目为载体，将相关专业知识融入到工作任务中。其中学习情境一以10万吨/年聚氯乙烯精馏装置的集散控制系统自控设计项目为载体来设计教学活动，将项目分解成十个子任务，以任务为核心构建课程培养目标，并以此搭建相关专业理论知识；学习情境二信号报警系统的设计以常规仪表实现温度上下限报警系统任务为载体来设计教学活动；学习情境三顺序控制系统的逻辑功能设计以顺序功能图(SFC)和顺控表实现顺序功能的典型案例为载体来设计教学活动。

本书是基于工作过程的项目引领教材，由三个独立的学习情境构成。学习情境一是检测及反馈控制系统设计，以10万吨/年聚氯乙烯精馏装置的集散控制系统自控设计项目为载体，将整个项目分解成十个任务，并以任务为核心搭建相关专业理论知识。理论知识内容涉及自动控制装置的确定、绘制管道及仪表流程图、确定控制方案和仪表回路图设计、检测仪表、执行机构和辅助仪表的选型、DCS系统图和DCS I/O表设计、DCS控制室的设计、仪表柜布置图和接线图的设计、仪表供电供气系统设计等。学习情境二是信号报警系统的设计，以常规仪表实现温度上下限报警系统设计为载体，将信号报警及安全联锁系统设计的理论知识和设计步骤有机融合。学习情境三是顺序控制系统的逻辑功能设计，以典型的工程案例来叙述顺序功能图（SFC）和顺控表如何实现顺序控制功能。

本书是一本自动化控制工程设计的入门教材。在学习检测仪表技术、控制工程技术、集散控制系统组态调试与维护之后，通过本书的学习，可获得一些基本的过程自动化工程设计的知识。

本书可作为高职高专院校生产过程自动化技术、工业自动化等相关专业的教材，也可供中等职业学校相关专业选作教材和有关技术人员参考。

学习情境一 检测及反馈控制系统设计1

 【学习目标】1

 【项目描述】10万吨/年PVC精馏装置过程自动化工程设计2

【基础理论】过程自动化工程设计任务、方法和程序5

【知识拓展】集散控制系统工程设计程序13

【评价与反馈】16

 【工作任务一】确定自动控制装置16

【基础理论】自动控制装置的选择17

【设计步骤】20

【知识拓展】PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异20

【评价与反馈】23

 【工作任务二】绘制管道及仪表流程图23

【基础理论】管道及仪表流程图24

【设计步骤】32

【知识拓展】仪表功能和字母代号32

【评价与反馈】35

 【工作任务三】确定控制方案和仪表回路图设计35

【基础理论】控制方案和仪表回路图35

【设计步骤】39

【知识拓展】先进控制系统44

【评价与反馈】46

 【工作任务四】检测仪表、执行机构和辅助仪表的选型46

【基础理论】如何选择检测仪表和调节阀46

【设计步骤】67

【知识拓展】控制阀Cv计算79

【评价与反馈】82

 【工作任务五】DCS系统图和DCS I/O表设计82

【基础理论】DCS系统结构和选型82

【设计步骤】85

【知识拓展】国内外主要DCS供应商和机型86

【评价与反馈】88

 【工作任务六】DCS控制室的设计89

【基础理论】控制室的功能和设计要求89

【设计步骤】92

【知识拓展】自控专业用英语词汇93

【评价与反馈】94

 【工作任务七】仪表柜布置图和接线图的设计95

【基础理论】仪表柜布置图和接线图设计要求95

【设计步骤】96

【知识拓展】仪表防爆设计97

【评价与反馈】103

 【工作任务八】电缆敷设设计104

【基础理论】电缆敷设设计104

【设计步骤】106

【知识拓展】仪表防护设计107

【评价与反馈】110

 【工作任务九】仪表供电供气系统设计111

【基础理论】仪表供电和供气系统设计要求111

【设计步骤】118

【知识拓展】仪表接地设计规范119

【评价与反馈】124

 【工作任务十】其他自控图纸设计124

【基础理论】其他自控图纸说明124

【材料统计】130

【知识拓展】主要自控设计标准132

【评价与反馈】134

学习情境二 信号报警系统的设计136

【设计任务】温度上下限报警系统设计136

【基础理论】信号报警及安全联锁系统设计136

【设计步骤】141

【知识拓展】安全联锁系统141

【评价与反馈】145

学习情境三顺序控制系统的逻辑功能设计146

【基础理论】顺序控制系统设计原则146

【案例一】顺序功能图(SFC)实现聚合釜加料顺序控制149

【案例二】基于顺序控制表改进干布袋顺序控制的案例152

【知识拓展】生产过程自动化专业毕业设计153

【评价与反馈】158

附录一 10万吨/年PVC精馏装置管道及仪表流程图159

附录二 10万吨/年PVC精馏装置自动控制工艺条件表160

附录三 集散控制系统I/O表163

附录四 集散控制系统控制室布置图164

附录五 外部电缆连接系统图165

附录六 电缆桥架布置总图166

附录七 仪表位置图168

附录八 仪表供电系统图169

附录九 仪表供气系统图170

附录十 仪表柜接线图171

参考文献172