前言

工业控制系统是现代工业的神经中枢、运行中心和安全屏障，是确保重大工程和重大装备安全可靠和高效优化运行的根本保证，是实现各个工程领域节能、降耗、减排的有效手段。控制工程主要研究工程领域工业控制系统的理论、方法、技术及装备，以及工业控制系统的工程实现方法和技术，在工程科学技术领域具有十分重要的地位。

控制工程学科领域涉及现代数学方法，传感器与自动检测、人工智能与模式识别、自动测试与故障诊断、计算机应用与系统集成、自动控制理论与方法、计算机辅助设计与仿真、工业机器人与泛在网络等；应用领域涉及各种工业过程，数控装备、工程机械、轨道交通、工业机器人、企业能源管理，以及智能电网、智能交通、智能楼宇、智能矿山等公用工程；主要技术内容包括工业控制系统建模、控制、优化、调度、管理、故障诊断、远程维护等。

工业自动化技术如今已广泛应用于电力、化工、石化、冶金、建材、环保、机械、电子、建筑、交通、国防等领域，已成为提高劳动生产率、增加产量、提高质量、节约能源、降低能耗、减少排放、确保安全等的主要手段。控制工程主要技术手段包括先进检测技术、系统建模技术、软测量技术、先进控制技术、实时优化技术、故障诊断技术、仪器仪表技术、生产管理技术、优化调度技术、能源管理技术、生产制造执行系统等，这些技术对提升企业创新能力、提高综合经济效益、增强国际竞争力发挥着重要作用。

我国至今还没有一本涉及各个工程领域的控制工程手册。改革开放以来，我国国民经济健康快速发展，工业控制技术取得丰硕成果，工业控制系统在各个工程领域开花结果。为推动工业控制系统在现代工业生产中发挥更大的作用，我们编写了这套《控制工程手册》，它对于促进我国流程工业、装备制造业、国防工业的发展具有重要的指导意义。

我们提供给我国控制工程领域的高等院校、科研机构和工矿企业的广大专家学者、工程技术人员和研发人员的这套手册，不仅是一套具有实用性、指导性的手册，而且还是一套具有先进性、前瞻性的手册。纵览全书，其中涉及的工业控制系统全部在各个工业领域获得成功应用，显示出先进的技术经济指标，取得了重大的经济效益、社会效益和军事效益，具有很强的实用性。本手册的工程系统检测、建模、控制、优化、调度、管理、决策、诊断、运行等技术，系统、全面、先进，这些技术对其他领域的控制系统研究和应用具有重要的指导性。本手册还全面总结了三十多年来我国工业控制领域的最新研究成果，概括了最近我国工业自动化领域的39项国家技术发明奖和国家科学技术进步奖，彰显了手册的先进性。同时，本手册在所有篇章的最后，都指出了技术的发展趋势，预测了可能出现的技术突破，显示了其前瞻性。

本手册总体架构以自动检测仪表与执行器、计算机控制系统等自动化工具为基础，以控制工程方法和控制工程技术为核心，以各种工业生产过程和机器装备的控制系统设计、分析、综合、运行为特色，全书共8篇59章，包括：

第1篇　自动检测仪表，包括测量技术基础，温度、压力、流量、物位测量仪表，在线分析仪表，机械量测量仪表，显示仪表，执行机构和控制阀，最后还介绍了防爆安全仪表。

第2篇　计算机控制系统，包括可编程控制器PLC、集散控制系统DCS、安全仪表系统SIS、成套专用控制系统、监控软件、现场总线与工业以太网以及工业物联网。

第3篇　控制工程方法，包括单回路控制器、先进控制、智能控制、伺服控制和间歇控制。

第4篇　控制工程技术，包括信号处理和数据校正技术、系统建模技术、软测量技术、过程优化技术、性能评估技术、故障诊断技术、安全性技术。

第5篇　工业过程控制，包括典型单元生产过程控制、炼油生产过程控制、石化生产过程控制、氯碱与化肥生产过程控制、煤化工过程自动控制、火力发电过程控制、新能源发电自动控制、钢铁生产过程控制、有色冶金生产过程控制、造纸生产自动控制、食品加工过程控制、生物制药过程自动控制、水泥生产过程自动控制、城市供水与污水处理过程自动控制。

第6篇　工业装备控制，包括数控系统、工业机器人、工程机械控制系统、轨道交通列车运行控制系统。

第7篇　企业能源管理，包括企业能源管理模式与能源管理系统、企业能源管理主要功能、企业能源管理关键技术、钢铁企业能源管理系统、石化企业能源管理系统、水泥企业能源管理系统、有色企业能源管理系统、电力企业能源管理系统。

第8篇　智能工程控制，包括智能电网、智能交通、智能建筑、智能矿山。

本套手册的编写，从2011年开始启动，集聚了我国控制工程领域80多位深孚众望的专家学者，历经4年时间，召开了5次编委会全体会议，确定了本书的架构及主要内容，总结了控制工程的主要方法和技术，汇集了工程领域100多个控制系统的成功应用案例，并将39个工业控制系统及装备的国家技术发明奖和国家科学技术进步奖的应用案例搜集其中，所以这套《控制工程手册》是我国工业控制技术几十年来的工作总结，是我国控制工程未来的展望，是一套中国工业自动化领域的百科全书。

在本手册的编写过程中，所有编委所在单位以及工程应用单位给予了大力帮助与支持，在此谨表示衷心的感谢。

书中不足之处在所难免，恳请批评指正。

2015年9月