第1章 过控绪论.ppt

控制系统的单项品质指标小结 稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳 准确性 余差C小好 最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好 振荡周期 T 短好 各品质指标之间既有联系、又有矛盾。例如，过分减小最大偏差，会使过渡时间变长。因此，应根据具体工艺情况分清主次，对生产过程有决定性意义的主要品质指标应优先予以保证。 2.综合性能指标 （基于偏差积分最小，适用衰减、无静差系统） 单项指标虽然清晰明了，但如何统筹考虑比较困难。而偏差幅度和偏差存在的时间都与偏差积分有关，因此用偏差积分一个指标，就可以全面反映控制系统的品质。 缺点：不能保证系统是衰减振荡。 偏差积分IE（Integral of Error） （1）偏差绝对值积分IAE （Integral Absolute value of Error） 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t 排除了正负 偏差抵消的可能。 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t （2）偏差平方积分ISE（Integral of Squared Error） 对大偏差敏感 （3）时间与绝对偏差乘积积分ITAE （Integral of Time multiplied by the Absolute value of Error） 对调节时间敏感 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t 控制仪表又称控制器或调节器。其作用是把被控变量的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一定的调节规律进行运算，输出控制信号，以推动执行器动作，对生产过程进行自动调节。 一、按安装场地分;（现场类和控制室类） 二、控制仪表按工作能源分类有： 1、 电动仪表 以220VAC或24VDC作为工作能源，其输入输出信号均采用0～10mA或4～20mA的标准信号。 1.2 自动化仪表概述 1.2.1 自动化仪表的分类及发展 控制柜内PLC 过程控制实验室 （二） 过程控制的要求、任务及功能 1.要求与任务 （安全性、稳定性、经济性）， （了解工艺、获取模型、分析设计、物理实现）； 2.功能（图1－1） （1）测量变送与执行； （2）操作安全与环保； （3）常规与高级控制； （4）实时优化； （5）决策与计划 三.过程控制系统设计概述 （一）加热炉过程控制（图1－2） （二）设计步骤 1.确定控制目标 1）热油出口温度稳定； 2）出口温度与烟道气含氧量稳定； 3）温度稳定与热效率最高。 2.选择被控参数（热油出口温度、烟道气含氧量） 直接参数与间接参数 3 选择控制量 燃料油流量或冷油流量→出口温度 挡板开度或送风挡板→含氧量 4.确定控制方案 简单与复杂、单输入与多输入、最优控制 5.选择控制策略 PID、高级过程控制 6.选择执行器 气动与电动 7.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 8.工程化设计 9.系统投运、调试和整定参数 过程控制的发展历程，就是过程控制装置（自动化仪表）与系统的发展历程。 1．局部自动化阶段 （20世纪 50～60年代） 自动化仪表安装在现场生产设备上，只具备简单的测控功能。 适用于小规模、局部过程控制。 1.1.2 过程控制的发展概况 特点： 自动化仪表划分成各种标准功能单元，按需要可以组合成各种控制系统。 控制仪表集中在控制室，生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，送往控制室。操作人员可以在控制室监控生产流程各处的状况。 适用于生产规模较大的多回路控制系统。 2．模拟单元仪表控制阶段（20世纪60～70年代） 巴基斯坦贾姆肖罗电厂 3．集散控制阶段（20世纪70年代中期至今） 计算机的出现，大大简化了控制功能的实现。最初，人们设想用一台计算机取代所有回路的控制仪表，实现直接数字控制（ DDC， Direct Digital Control ） 。 但DDC系统的故障危险高度集中，一旦计算机出现故障，就会造成所有控制回路瘫痪，使生产过程风险加大。因此， DDC系统并未得到广泛应用。 80年代初，随着计算