1第一章 绪 论 secret(必威体育精装版整理版).pdfVIP

第一章绪论

本章提要

1.过程限制系统的基本概念

2.过程限制的发展概况

3.过程限制系统的组成

4.过程限制的特点及分类

5.衡量过程限制系统的质量指标

授课内容

第一节过程限制的发展概况

1.基本概念

过程限制系统指自动限制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成

分、粘度、湿度以及PH值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3)

过程限制指工业部门生产过程的自动化。(P3)

2.过程限制的重要性

进入90年头以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程限制是

自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化电过程限制技术

正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约

能源、改善劳动条件、爱护环境卫生等方面起着越来越大的作用。

3.过程限制的发展概况

19世纪40年头前后(手工阶段)：手工操作状态，凭阅历人工限制生产过程，

劳动生产率很低。

19世纪50年头前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程限制发展的第一个阶

段，一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和限制仪

表采纳基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程限制系

统结构单输入、单输出系统；被控参数温度、压力、流量和液位

参数；限制目的保持这些参数的稳定，消退或者削减对生产过程的主

要扰动；理论频率法和根轨迹法的经典限制理论，解决单输入单输出

的定值限制系统的分析和综合问题。

19世纪60年头(综合自动化阶段)：过程限制发展的其次个阶段，工厂企业

实现车间或大型装置的集中限制。主要特点：检测和限制仪表采纳单

元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机限制系统的应用，实现干脆

数字限制(DDC)和设定值限制(SPC)；过程限制系统结构多变量系统，

各种困难限制系统，如串级、比值、匀称限制、前馈、选择性限制系统；

限制目的提高限制质量或实现特殊要求；理论除经典限制理论，

现代限制理论起先应用。

前馈限制按扰动来限制，在扰动可测的状况下，可以地提高限制质量。

选择性限制在生产过程遇到不正常工况或被控量达到平安极限事，自

动实现的爱护性限制。

19世纪70年头以来(全盘自动化阶段)：发展到现代过程限制的新阶段，这

是过程限制发展的第三个阶段。主要特点：检测和限制仪表新型仪表、

智能化仪表、微型计算机；过程限制系统结构由单多变量系统，

由PID限制规律特殊限制规律，由定值限制最优限制、自适应

限制，由仪表限制系统智能化计算机分布式限制系统；理论现代

限制理论过程限制领域，如状态空间分析，系统辨识与状态估计，最

优滤波与预报。

4.集散限制系统(DCS)

集散限制系统是集计算机技术、限制技术、通信技术和图形显示技术

为一体的装置。系统在结构上是分散的(生产过程是分散系统)，但过程限

制的监视、管理是集中的。

优点：将计算机分布到车间或装置。使系统的危急分散，提高了系统的牢

靠性，能便利敏捷地实现各种新型的限制规律与算法，实现最佳管理。

集散限制系统的结构原理框图：

集散限制系统的结构组成：

1)过程输入-输出接口：又叫数据采集站，数据采集与预处理，对实时数

据进一步的加工，操作站的显示与打印。

2)过程限制单元：又称基本限制器，是集散限制系统的核心。不同的集

散限制系统其差别较大。

3)CRT操作站：是集散限制系统的人-机接口装置。执行监控操作