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化工自动化控制系统培训材料ppt课件

化工自动化控制系统概述传感器与执行器技术控制策略与方法系统设计与实施系统运行与维护化工自动化控制系统应用案例contents目录

01化工自动化控制系统概述

化工自动化控制系统是指利用自动化仪表、控制设备等对化工生产过程进行自动检测、调节和控制的系统。定义从早期的简单控制到现代的集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）等，化工自动化控制系统经历了漫长的发展过程。发展历程定义与发展历程

化工自动化控制系统主要由检测仪表、执行器、控制器等组成，其中检测仪表负责测量生产过程的各种参数，执行器负责根据控制信号调节生产过程，控制器则负责接收检测仪表的信号并发出控制指令。系统组成化工自动化控制系统的主要功能包括自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等，旨在提高生产效率、降低能耗、保证生产安全等。功能系统组成及功能

应用领域化工自动化控制系统广泛应用于石油、化工、冶金、电力等工业生产领域，是现代工业生产不可或缺的重要组成部分。意义化工自动化控制系统的应用可以大大提高生产效率，降低生产成本，减少人工干预，提高生产过程的稳定性和安全性，对于推动工业现代化具有重要意义。应用领域及意义

02传感器与执行器技术

温度传感器压力传感器流量传感器物位传感器传感器类型及工作原用物质热胀冷缩、热电效应等原理，将温度变化转换为电信号输出。通过压电效应、应变片等原理，将压力变化转换为电信号输出。采用节流装置、涡轮等原理，测量流体流量并转换为标准电信号输出。利用浮力、静压等原理，检测液体或固体物料的高度或位置。

通过电动机驱动，将控制信号转换为角位移或直线位移输出。电动执行器气动执行器液动执行器以压缩空气为动力，通过气缸、气马达等驱动机构实现位移或旋转运动。以液压油为传动介质，通过液压泵、液压缸等实现动力传递和动作执行。030201执行器类型及工作原理

010204传感器与执行器选型与配置根据被控对象特性和控制要求，选择合适的传感器类型、测量范围和精度等级。根据执行机构的动作要求，选择相应的执行器类型、驱动力和行程范围。考虑现场环境条件和安装要求，选择适当的防护等级、安装方式和连接方式。根据控制系统整体要求，合理配置传感器与执行器的数量、位置和布局。03

03控制策略与方法

常规控制策略比例控制根据偏差的大小成比例地调节输出，简单快速，但对偏差的克服不够彻底。积分控制通过积分作用消除余差，提高控制精度，但可能增加超调量和振荡次数。微分控制预测偏差变化趋势，提前引入修正信号，加快系统响应速度，减少超调量。

模拟人的模糊推理和决策过程，对难以建立精确数学模型的对象实施有效控制。模糊控制利用神经网络的自学习、自组织和自适应性，实现对复杂非线性系统的控制。神经网络控制基于模型预测未来输出，优化未来一段时间内的控制性能，适用于大滞后、非线性系统。预测控制先进控制策略

适用场景分析常规控制策略适用于线性、稳定性较好的系统；先进控制策略适用于非线性、时变、大滞后等复杂系统。控制性能比较不同控制策略在响应速度、超调量、稳态误差等方面存在差异，需根据实际需求进行选择。控制方法选择原则在满足控制性能要求的前提下，尽量选择结构简单、易于实现和维护的控制方法。同时，考虑成本、可靠性等因素进行综合评估。控制方法比较与选择

04系统设计与实施

安全性、可靠性、经济性、可扩展性、易维护性。设计原则需求分析、方案设计、详细设计、施工图设计、调试与验收。设计步骤明确系统控制要求，确定输入输出信号类型及数量。需求分析系统设计原则与步骤

方案设计详细设计施工图设计调试与验收系统设计原则与步骤根据需求选择合适的控制方案，绘制系统原理图。根据详细设计绘制施工图纸，包括设备安装图、电缆走向图等。对控制方案进行详细设计，包括电气原理图、接线图、控制逻辑图等。对系统进行调试，确保各项功能正常，满足设计要求，并进行验收。

根据系统控制要求选择合适的控制器，如PLC、DCS等。控制器选型根据输入输出信号类型及数量选择合适的传感器与执行器。传感器与执行器选型根据系统电气设计要求选择合适的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。电气元件选型根据系统通信要求选择合适的网络通信设备，如交换机、路由器等。网络通信设备选型硬件选型与配置

根据系统控制要求选择合适的编程语言，如梯形图、指令表、顺序功能图等。编程语言选择程序结构设计编程技巧与注意事项调试方法与步骤设计合理的程序结构，包括主程序、子程序、中断程序等。掌握编程技巧，注意程序可读性、可维护性、安全性等方面。掌握调试方法，按照调试步骤对程序进行调试，确保程序正确无误。软件编程与调试

05系统运行与维护

03报警与预警当系统出现故障或异常时，及时触发报警机制，并通过声光、短信等方式通知相关人员。01实