过程控制绪论资料.ppt

章节安排 1 绪论 2 自动化仪表概述 3 过程控制系统概述 4 先进过程控制 5 典型工业过程控制工程 参考书籍 王树青.先进控制技术应用实例.化学工业出版社 俞金寿.过程控制系统.机械工业出版社 杨斌.过程控制.清华大学出版社 杨为民.过程控制系统及工程.西安电子科技大学出版社 翁维勤.过程控制系统及工程.化学工业出版社 潘永湘.过程控制与自动化仪表.机械工业出版社 1 绪论 1.1 过程控制的定义、特点、要求及功能 使用常规仪表的中央控制室 早期的DCS控制系统 现代的DCS控制系统 现代操作室 1.2 过程控制系统的组成及分类 ⑴ 被控参数（亦称被控变量）y(t)： 被控过程内要求保持稳定的工艺参数； ⑵ 控制参数（亦称操纵变量）q(t)： 使被控参数保持期望值的物料量或能量； ⑶ 干扰量 f(t)： 除被控参数外，作用于被控过程并引起 被控参数变化的各种因数； ⑷ 设定值 r(t)： 与被控参数相对应的设定值； ⑸ 反馈值 z(t)： 被控参数经测量变送后的实际测量值； ⑹ 偏差 e(t)： 设定值与反馈值之差； ⑺ 控制作用 u(t)： 控制器的输出值。 ㈡ 过程控制系统的分类 ① 按被控参数名称可分为：温度控制系统、压力控制系统、流量控制 系统、 物位控制系统、成分控制系统； ② 按被控参数的多少可分为：单变量控制系统、多变量控制系统； ③ 按完成特定工艺要求可分为：比值控制系统、均匀控制系统、分程 控制系统、选择性控制系统； ④ 按所用自动化工具可分为：常规仪表控制系统、计算机控制系统； ⑤ 按结构不同可分为：反馈控制系统、前馈控制系统、复合控制系 统； ⑥ 按设定值不同可分为：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系 统。 1.3 过程控制系统设计概述 加热炉过程控制系统设计步骤(参考右图) ⑴ 确定控制目标 ① 热油出口温度稳定 ② 烟道气含氧量稳定 ③ 热效率最高。 ⑵ 选择被控参数 直接参数与间接参数 ⑶ 选择控制量 ① 燃料油流量或冷油流量→出口温度 ② 挡板开度或送风挡板→含氧量 ⑷ 确定控制方案 简单与复杂、单输入与多输入、最优 控制 ⑸ 选择控制策略 PID、高级过程控制 ⑹ 选择执行器 电动与气动 1.4 过程控制的发展概况 ㈠ 基于仪表的局部自动化阶段 （50年代，基地、单元组合、气动式，单输入/单输出、4大参数稳定、经典控制理论） ㈡ 基于仪表/计算机的综合自动化阶段 （60年代，单元组合、组装式，高性能、特殊要求控制，计算机控制，多输入/多输出，现代控制理论） ㈢ 基于网络的全盘自动化阶段 （70年代，智能仪表、成分在线、安全防爆、集散控制、现场总线控制） 1.5 过程控制系统的品质指标 控制系统的过渡过程是衡量品质的依据。 1.6 联络信号和传输方式 ㈡ 电信号传输方式 ㈢ 现场与控制室内仪表间的信号传输 1.7 安全防爆基本知识和防爆措施 ⑺ 设计报警与联锁保护系统 高、低限值；加热炉停车程序：停燃油泵→关燃油阀→停引风机→切断热油阀 ⑻ 工程化设计 用图样资料和文件资料表达控制系统的设计思想和实现过程，并能按图样进行 施工。 ⑼ 系统投运、调试和整定参数 多数情况下，希望得到衰减振荡过程，在此取这种过程形式讨论控制系统的品质指标。 ② 最大偏差A—被控变量偏离给定值的最大数值 A=230—200=30（℃） ③ 超调量B—第一个波峰值与新稳定值之差 B=230—205=25（℃） ① 衰减比B：B′ — 相邻两个波峰值之比 B：B′= （230—205）/（210—205）=5：1 习惯上表示为 n：1 ， 一般 n 取 4 ～ 10 之间 ④ 余差C—过渡过程终了时被控变量的新稳定值 与给定值之偏差 C=205—200=5（ ℃ ） C = 0 为无差调节系统 C≠0 为有差调节系统 ⑤ 稳定时间—从干扰作用发生时刻起，直到