绪论42692.ppt

从工业自动化发展的进程，结论如下： 　　优化即用最优控制算法保证动态过程最优，使生产过程的经济效益最大。 （3）传统的DCS在向国际统一标准的开放式系统（4）综合自动化系统是发展方向　　集常规控制、先进控制、过程优化、生产调度、企业管理、经营决策等功能于一体的综合自动化成了当前自动化发展的趋势。 1) 确定控制目标 ① 在安全运行的条件下，保证热油出口温度稳定 ② 在安全运行条件下，保证热油出口温度和烟气含氧量稳定 ③ 在安全运行条件下，保证热油出口温度稳定，而且加热炉热效最高。 设计步骤： * *过程控制系统 Process Control System 唐　玉　玲 重点： 掌握过程控制系统的组成与设计 掌握过程对象的建模方法 掌握PID类常规控制策略 掌握各类控制系统的设计与分析方法 了解先进控制算法（设计思想、概念、特点及适用场合） 本课程的教学要求 参考资料与课程考核 教材与主要参考资料： 1、金以慧，过程控制.清华大学出版社 2、王树青等编著，工业过程控制工程. 北京：化学工业出版社，2002.12 考核：平时成绩 30%，包括出勤、平时练习、实验等；期末考试（闭卷）70%绪论 了解过程控制的任务和要求 结合具体对象，掌握控制系统的组成以及控制系统的方块图描述法 了解影响工业生产过程控制的主要因素 了解工业生产过程控制的发展概况和趋势 了解工业生产过程自动化的内容 重点： 过程控制的一般概念 过程控制： 被控变量为温度、压力、液位、 流量、湿度、pH、粘度等参数。 运动控制： 被控变量为位移、转速、加速度等参数。如航天、机器人等。 过程控制的特点 一、影响工业过程控制的因素多 信号测量问题 被控过程的滞后特性 被控过程的时间常数长短不一 非线性特性 时变性 本征不稳定性 耦合特性 执行器特性 二、控制系统的仪表信号采用标准化 气动控制：仪表信号的传输标准：0.02-0.1Mpa 电动控制：DDZ-2信号的传输标准：0-10mADC DDZ-3信号的传输标准：4-20mADC 计算机控制:DCS、PLC（模拟量4-20mA、1-5V）FCS（标准协议） 过程控制举例一 （1）基本问题 （2）手动控制 （3）自动控制 液位控制问题 液位控制系统的组成与方块图 传感测量器：液位计+人眼 控制器：大脑 执行机构：手+手动阀 手动控制 过程控制举例二 ---热交换器的温度控制系统 热交换器温度控制系统方块图 一般过程控制系统方块图 过程控制系统的重要术语 被控变量/受控变量/过程变量 （Controlled Variable - CV, Process Variable - PV） 设定值/给定值 (Setpoint - SP, Setpoint Value - SV ) 操纵变量/操作变量 (Manipulated Variable, MV) 扰动/扰动变量 (Disturbance Variable, DV) 过程控制的目标 在扰动存在的情况下，通过调节操纵变量使被控变量保持在其设定值，从而实现产品质量与产量的长期稳定（稳定性），实现企业效益最大化或成本最小化（经济性）。同时，确保生产的安全（安全性），以及节省能源消耗（节能性）和保护环境（环保性）。 过程控制与其它学科的关系工业生产过程 自动化工具 控制理论 手工操作状态（20世纪40年代前后） 仪表化与局部自动化阶段（50～60年代） 综合自动化（60-70年代中期）阶段 全盘自动化阶段（70年代中期至今） 过程控制的发展概况 仪表化与局部自动化阶段（50～60年代） 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 其特点： 基地式仪表 一般与检测装置、显示装置一起组装在一个整体之内 同时具有检测、控制与显示的功能 结构简单、价格低廉、使用方便 通用性差，信号不易传递 一般应用于简单控制系统中。 单元组合式仪表 将仪表按其功能分成若干单元 各个单元之间以统一的标准信号相互联系 具有高度的灵活性和通用性，各个单元可以适当组合，也可与计算机等设备配合，组合各种复杂的、新型的控制系统。 有气动组合仪表和电动单元组合仪表（QDZ和DDZ仪表）两类。 气动单元组合仪表（QDZ） 采用140kPa压缩空气为能源，以20～100kPa标准统一信号输出