过程控制概述.pptVIP

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1 概述 第一章 概述--过程控制 1.1 过程控制的任务与目标 自动化技术在工业领域的广泛应用 第一章 概述--过程控制 自动化技术的广泛应用 第一章 概述--过程控制 自动化技术的广泛应用 第一章 概述--过程控制 自动化技术的广泛应用 自动化技术的两个重要分支 第一章 概述--过程控制 工业生产过程 第一章 概述--过程控制 炼铁过程 炼 铁 过 程 连 续 生 产 过 程 高炉生产是连续生产过程 热风不断从风口鼓入 高炉下部的焦炭不断燃烧 矿石不断溶化而下降 炉料从炉顶一批批装入,使高炉内料柱始终保持一定高度 冶炼好的铁水和炉渣定期或连续排出 其间涉及多种参数的控制 流量、压力、温度、物位(液位)等 什 么 是 过 程 控 制 过程控制(Process Control) 是指石油、化工、电力、冶金、轻工等工业部门以连续性物流为主要特征的生产过程的自动控制。 主要解决 各种生产过程中的温度、压力、流量、液位(或物位)、以及成分等参数的自动监测和控制问题。 1.1 过程控制的任务与目标 过程控制的任务 在充分了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上,应用控制理论对系统进行分析与综合,以生产过程中物流变化信息量作为被控量,选用适宜的技术手段和自动化装置,达到优质、高产、低耗的控制目标。 过程控制的目标 安全性 越限、事故报警;连锁保护;故障预测与诊断;容错 稳定性 抑制干扰、保持生产过程的稳定运行 经济性 低成本、高效益、少能耗 电加热锅炉控制方案 电加热器加热水产生一定压力的水蒸汽,并通过上部的输汽管供给用户或下一个工序,为了及时补充因蒸发而不断减少的锅炉水量,在锅炉下部用水泵连续地加入冷水。 电加热锅炉控制方案 人工液位调节 电加热锅炉控制方案 液位自动控制 电加热锅炉控制方案 液位自动控制 第一章 概述--过程控制 第一章 概述--过程控制 第一章 概述--过程控制 一、过程工业的特点 生产过程的连续性 复杂的大系统, 存在不确定性、时变性以及非线性等因素 生产环境恶劣,生产条件苛刻 高温、低温、高压、真空、易爆、有毒…… 所以,工业过程控制的特点 强调实时性和整体性 全局优化的重要性 安全性要求 第一章 概述--过程控制 二、过程控制系统的特点 1. 被控过程的多样性 石油化工过程、钢铁生产中的冶炼过程…… 被控量的多样性:压力 温度 流量 液位 …… 2. 控制方案的多样性 系统硬件 调节仪表、控制器、执行机构(调节阀)、检测与变送仪表 控制算法 PID控制、复杂控制、先进控制、智能控制等 软件设计 第一章 概述--过程控制 3. 被控过程属慢过程、多参数控制 连续工业过程大惯性和大滞后决定了被控过程为慢过程 被控量有压力、流量、液位、温度、成分等多个 4. 定值控制 被控参数的设定值为一个定值,减小或消除外界干扰,使被控量尽量保持接近或等于设定值。 第一章 概述--过程控制 5.过程控制多种分类方法 按被控参数分类: 温度、压力、流量、液位或物位控制系统、物性控制系统、成分控制系统 按被控量数分类: 单变量过程控制系统、多变量过程控制系统 按设定值分类: 定值控制系统、随动(伺服)控制系统 第一章 概述--过程控制 按参数性质分类: 集中参数控制系统、分布参数控制系统 按控制算法分类: 简单控制系统、复杂控制系统、先进或高级控制系统 按控制器形式分类: 常规仪表过程控制系统、计算机过程控制系统 第一章 概述--过程控制 1.3 过程控制系统的性能指标 稳定性、准确性和快速性 定值控制系统在于恒定,要求克服干扰,使系统的被控参数能稳、准、快地保持接近或等于设定值。 随动(伺服)控制系统的主要目标是跟踪,即稳、准、快地跟踪设定值。 第一章 概述--过程控制 1.衰减比和衰减率 衰减比等于两个相邻同向波峰值之比。 衡量振荡过程衰减程度的指标。 η1 系统发散 衰减率是经过一个周期以后,波动幅度衰减的百分数。 第一章 概述--过程控制 最大动态偏差是指在阶跃响应中,被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量,表现在过渡过程开始的第一个波峰(y1)。 第一章 概述--过程控制 3.余差 余差是指过渡过程结束后,被控量新的稳态值与设定值的差值。 余差是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。 第一章 概述--过程控制 调节时间ts 是从过渡过程开始到结束的时间。 理论上应该为无限长。一般认为当被控量进入其稳态值的?5%范围内所需时间就是调节时间. 调节时间是过程控制系统快速性的指标。 振荡频率β是振荡周期的倒数。

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