中国石油大学过程控制课件 01 引言.ppt

例 1.1的控制方块图#3 例1.2: 换热器出口温度控制系统 问题：指出该系统的 CV、SP、MV、DVs，并描述其 方块图与控制目标 ? 换热器温度控制系统方块图 例1.3：闪蒸分离过程 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 分离器中过高的压力非常危险 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 不能将碳氢化合物释放到空气中 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 没有流体将会损坏泵 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 使物料的流速保持平稳 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 通过调节解热量来保证关键组分的含量 控制目标 安全性 环保 设备保护 稳定性 产品质量 利润 节约热能 一般的反馈控制系统 常用被控变量（CV）：某一工艺介质的温度、压力/差压、流量、液位/料位、成份含量、属性。 一般的反馈控制系统 控制器包括: 硬件、系统软件与应用软件 控制方案/算法及其实现 Hardware of Controllers 模拟调节器 (DDZ-II, III) 数字控制器（也称“单回路/多回路控制器”） 可编程逻辑控制器 (Programmable logic controllers，PLC) 集散控制系统或称分布式控制系统（Distributed control systems，DCS） 现场总线控制系统（Fieldbus control system，FCS） 过程自动化以太网 (Ethernet for Process Automation ，EPA) 控制系统分类（1） “定值控制”（也称“调节控制”）与”伺服控制” （也称“跟踪控制”） 举例：连续过程控制、间歇过程控制、飞行控制与制导。 控制系统分类（2）：前馈控制与反馈控制 比较上述两种控制策略的优缺点 前馈反馈控制举例 控制系统分类（3） 开关量控制与连续量控制 举例：定频空调与变频空调 控制系统分类（4） 连续时间控制与离散时间控制（也称“采样控制”, “数字控制”） 举例：计算机控制系统与模拟调节器 控制系统分类（5） 线性控制与非线性控制 举例：中和反应pH值控制 控制系统分类（6） 多输入多输出控制（Multiple input multiple output，MIMO), 单输入单输出控制（Single input single output，SISO）与多回路控制 举例：精馏塔控制 精馏塔多回路控制 常用控制算法 PID类（包括：单回路PID、串级、比值、分程、选择或超驰控制等）， 特点：主要适用于SISO系统、基本上不需要对象的动态模型、结构简单、在线调整方便。 APC类（先进控制方法，包括：前馈、解耦控制、内模控制、预测控制、自适应控制等）， 特点：主要适用于MIMO或大纯滞后SISO系统、需要动态模型、结构复杂、在线计算量大。 下一讲：过程动态特性分析 过程特性分类 过程特性机理建模法 执行机构介绍 过程特性测试建模法 《过程控制工程》课程介绍 杨明辉 中国石油大学自动化系 2014/09/09 课程教学目的 使学生了解过程控制系统的设计目的与设计步骤以及具体实现 掌握控制系统方块图描述法与过程对象建模方法 面向工业过程的常规PID控制策略，掌握控制系统的分析、设计与实施技术 了解先进控制算法，掌握其设计思想、概念、特点及适用场合 课程的参考资料 教材： 戴连奎主编，过程控制工程（第三版）. 北京：化学工业出版社，2012年8月 主要参考资料： C. A. Smith，Automated Continuous Process Control. New York：John Wiley Sons，Inc., 2002 F. G. Shinskey，过程控制系统—应用、设计与整定（第3版）. 北京：清华大学出版社，2004年5月 授课教师： 田学民，教授，tianxm@upc.edu.cn 杨明辉，讲师，yangmhui@upc.edu.cn 考核方式： 期末：70% 平时：30%（实验+作业+考勤） 本课程的基本任务 针对连续被控过程，使学生 掌握控制系统的分析、设计与实施技术 与过程控制工程相关的技术 过程控制工程概论 概论内容 控制系统与过程控制系统的概念 过程控制的术语与目标 过程控制系统的描述 控制系统的分类 常用控制算法 系统与控制系统的概念 系统 控制系统 举例讨论这两个概念 ? 控制系统的应用领域 军事领域，例如：飞行控制 机械工程，例如著名的离心式调速器（瓦特） 电力电子 过程工业（包括：石油、化工、冶金、制药、环保等） 经济与管理系统