本书系统讲解了工业过程控制系统的分析和设计方法。首先，介绍了过程控制系统的结构、分类、特点及性能指标，通过机理法和测试法两种方法讨论了工业过程的动态特性和建模方法，给出了常用控制规律及实现方法；然后，重点介绍了简单控制系统及复杂控制系统（串级、前馈、Smith预估、比值、解耦、选择、均匀和分程等）的结构和方案设计；最后，以火力发电厂控制系统为代表性应用实例，介绍了如何根据特定工程需求进行控制系统设计和调试，并给出某过程控制实验装置的PLC开发过程。书后附录给出了工业过程中常用的两种图例标准，有助于学生进一步完成从课本到工程实践的过渡。
本书可作为过程控制系统课程的教材或参考书，适合高等学校自动化及相关专业（含化工、电气、机械、能源工程及自动化等）学生学习，也适合相关领域的科学工作者和工程技术人员阅读使用。

第1章 绪论
1.1 过程控制系统
1.1.1 过程控制系统的含义
1.1.2 过程控制系统的结构
1.1.3 过程控制系统的分类
1.1.4 过程控制系统的特点
1.2 过程控制系统的性能指标
1.2.1 过程控制系统的运动过程
1.2.2 单项性能指标
1.2.3 综合性能指标
1.3 过程控制的任务和过程控制系统的设计步骤
1.3.1 过程控制的任务
1.3.2 过程控制系统的设计步骤
1.4 过程控制的发展历程和发展趋势
1.4.1 过程控制的发展历程
1.4.2 过程控制的发展趋势
第2章 工业过程数学模型的建立
2.1 基础知识
2.1.1 工业过程数学模型的概念
2.1.2 为工业过程建立数学模型的作用
2.1.3 为被控过程建模的方法
2.2 机理法建模
2.2.1 建模原理
2.2.2 单容过程建模
2.2.3 多容过程建模
2.2.4 容积滞后与纯滞后
2.2.5 具有反向特性的过程
2.2.6 典型工业过程的动态特性
2.2.7 过程特性仿真分析
2.3 测试法建模
2.3.1 阶跃响应曲线法建模
2.3.2 频域法建模
第3章 控制规律
3.1 控制规律简介
3.2 双位控制
3.2.1 双位控制规律
3.2.2 双位控制系统的工作过程分析
3.2.3 双位控制的特点及应用
3.3 PID控制
3.3.1 比例（P）控制
3.3.2 积分（I）控制与比例积分（PI）控制
3.3.3 微分（D）控制与比例微分（PD）控制
3.3.4 PID控制
3.4 数字PID控制算法
3.4.1 位置式PID控制算法
3.4.2 增量式PID控制算法
3.4.3 速度式PID控制算法
3.4.4 离散PID控制器的特点
3.4.5 采样周期T，的选择
3.5 PID控制的几种改进形式
3.5.1 对积分控制的改进
3.5.2 对微分作用的改进
3.5.3 设定值滤波
3.5.4 带不灵敏区的PID控制
3.5.5 间歇式PID控制
第4章 简单控制系统
4.1 简单控制系统的组成
4.2 被控量与控制量的选择
4.2.1 被控量的选择
4.2.2 控制量的选择
4.3 检测仪表及其选择
4.3.1 检测仪表的基本技术指标
4.3.2 常用检测仪表
4.3.3 传感器和变送器的选择
4.4 执行器及其选择
4.4.1 概述
4.4.2 调节阀的气开、气关形式
4.4.3 调节阀的流通能力
4.4.4 调节阀的流量特性
4.4.5 调节阀的选型
4.4.6 电/气转换器与阀门定位器
4.5 控制器的选择
4.5.1 控制规律的选择
4.5.2 控制器正反作用的选择
4.5.3 简单控制系统参数的工程整定法
4.6 简单控制系统设计实例
第5章 复杂控制系统
5.1 串级控制系统
5.1.1 串级控制系统的由来、结构和工作过程
5.1.2 串级控制系统的理论分析及特点
5.1.3 串级控制系统的设计及参数整定
5.2 前馈控制系统
5.2.1 前馈控制系统的基本原理
5.2.2 前馈控制系统的常用结构
5.2.3 前馈控制系统的工程设计
5.3 大滞后过程控制系统
5.3.1 大滞后过程
5.3.2 采样控制
5.3.3 Smith预估补偿控制
5.3.4 Smith预估补偿控制律的实现方法
5.3.5 Smith预估补偿控制实施中的问题及对策
5.4 解耦控制系统
5.4.1 被控过程的耦合问题
5.4.2 解耦控制方法
5.5 比值控制系统
5.5.1 比值控制系统及常用类型
5.5.2 比例系数的计算
5.5.3 比值控制系统的工程设计
5.6 选择性控制系统
5.6.1 选择性控制系统的组成及作用
5.6.2 选择性控制系统的类型
5.6.3 选择性控制系统的工程设计
5.7 均匀控制系统
5.7.1 均匀控制方案的提出及特点
5.7.2 常用的均匀控制设计方案
5.7.3 均匀控制系统的设计要点
5.8 分程控制系统
5.8.1 分程控制系统的基本概念
5.8.2 分程控制系统中调节阀的动作特性
5.8.3 分程控制系统的工程应用
5.8.4 分程控制系统的设计及实施
第6章 火力发电厂典型控制系统
6.1 火力发电厂单元机组的自动控制
6.1.1 概述
6.1.2 锅炉汽包水位控制系统
6.1.3 锅炉蒸汽温度控制系统
6.1.4 单元机组负荷控制系统
6.1.5 锅炉燃烧控制系统
6.2 火力发电厂单元机组控制系统案例
6.2.1 给水控制实例
6.2.2 主蒸汽温度控制实例
6.2.3 机组负荷控制实例
6.2.4 燃烧控制实例
第7章 过程控制系统设计实训
7.1 明确实训目的及任务
7.2 了解实训平台构成
7.2.1 三容四参数实验装置
7.2.2 自动化集成装置的架构
7.3 双容水箱液位控制系统的设计与实现
7.3.1 系统组态
7.3.2 控制组态
7.3.3 画面组态
附录
附录A 管道及仪表流程图
A.1 文字符号
A.2 常用图形符号
A.3 管道及仪表流程图示例