过程控制第1章01(2013).pptVIP

过程控制系统 陈夕松 东南大学自动化学院 自动化特点简介 自动化涉及多学科的交叉融合，其发展过程充分体现了科学技术的综合作用，既离不开机械、电气、自动控制及其他信息技术，同时也紧密依托于数学、系统科学等理论学科，而且还需要结合相关应用领域的专门知识。 自动化特点简介 自动化具有很强的渗透性和普遍适用性，其应用从工业领域扩展到了非工业领域，如办公自动化、楼宇自动化、交通自动化、医疗自动化、农业自动化、家庭自动化、商业自动化、管理自动化、社会与经济控制等。 我国的科技发展 中国是一个发明的国度。曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。 冶铁 铜锡合金记录（公元前4世纪）、针炙、水力鼓风设备、造纸术、瓷器、浑天仪《九章算术》圆周率计算、农学著作《齐民要术》、火药、指南针、活字印刷、医学巨著《本草纲目》 我国的科技发展 由于从明代14世纪60年代末始以来，中国对外长期实行“闭关锁国”政策，影响了近代科学技术在中国的传播和发展，并使之处于相对停滞状态。 与此同时，欧洲成为现代科学的发源地，生产力突飞猛进，科学技术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 我国的科技发展 近代中国为救亡图存，科技发展道路曲折。 1956年，我国制定了第一个科学技术发展长远规划《1956－1967年全国科学技术发展规划》，规划重点发展核技术、喷气技术、计算机技术、半导体技术、自动化技术等领域，这个时期的高新技术产业纯粹是为了国家安全的需要 。 我国的科技发展 1979年后，我国以经济建设为基本原则，以军民结合，以民为主为总体方针。在自主开发基础上，利用国际上的资金、技术、人才，实行开放合作，重点发展. 1986年11月，党中央、国务院批准了《高新技术研究开发计划纲要》(简称863计划)，第一次系统地从整体上规划高新技术的项目、领域、产业和企业的发展 。 我国的科技发展 从1992年开始，随着市场经济建设进入一个新的阶段，我国的高新技术产业发展也进入一个全新的体制创新和扩大发展的时期。 系统 系统——为完成特定的任务，由相互制约的各个部分按一定规律组成的、具有一定功能的整体。 自动控制系统 自动控制系统——由控制装置和被控制对象组成，能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。 自动控制系统无处不在 军事、航天领域 火炮跟踪系统、雷达跟踪系统； 人造卫星的姿态控制等；宇宙飞船的各种自动控制。 自动控制系统无处不在 数控机床和数控加工中心：自动完成零部件的加工和处理 自动控制系统无处不在 农业生产领域 自动灌溉系统；植物温室温度和湿度自动控制系统等。 商业领域 商业设备、仓储自动化设备与系统、物流监控管理 日常生活 空调器、电冰箱等。 楼宇自动化（Building Automation） 工业生产领域 石油化工生产过程、造纸、工业窑炉、钢铁生产过程等的自动控制等。 火电厂生产过程示意图 生产过程自动控制系统控制柜 本课程主要内容 过程控制的基本概念、基本结构 过程控制仪表技术 常规和复杂过程控制系统 计算机技术在过程控制中的应用 工业生产过程 通常把原材料转变成产品并具有一定生产规模的过程叫做工业生产过程。可分为： 1.连续（或批处理）生产过程，如化工、石油、冶金、发电、造纸、生物化工、轻工、水处理等； 2.离散制造过程，如机械加工、汽车制造等。 连续生产过程中自动控制系统的被控参数往往是温度、压力、流量、物位和成分等变量。本课程重点讨论此类过程。 过程控制定义 所谓过程控制（Process Control）是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 过程控制认识 冶金行业磨矿工艺中，球磨机采用给矿机给矿。以前由人工观察给矿量，机械调整给矿口大小来控制矿量，给矿量波动较大，难以稳定。 为稳定入磨矿量，在给矿皮带上安装皮带秤，根据皮带秤检测的矿量对给矿机进行变频控制调节矿量。 球磨给矿过程控制示意图 球磨给矿过程控制方框图 过程控制目的 目的：抑制外界扰动，确保过程的稳定性；实现生产过程最优化。具体来说： 安全运行； 保证质量； 提高产量； 节能降耗； 保护环境； 改善劳动条件； 提高管理水平等 。 过程控制已深入到工业生产过程的各个层面，不仅可以给企业带来直接的经济效益，还可以为企业和社会带来间接的社会效益和环境效益。 过程控制系统组成 1.被控过程（Process），指运行中的多种多样的工艺生产设备； 2.过程检测控制仪表（Inst