1、（本题15分）试画出IMC 的基本结构框图，详细解释在对象模型精确条件下如何保证该控制系统的 稳定性？试给出一种增强系统鲁棒性的改进IMC 方案并举例说明。 答：
如果对象模型精确的话，那么00
?()()G z G z =，并且除去外界干扰的话，()0m D z =，所以()R z 是不变的。如果有干扰的话，()()m D z D z =即()()R z D z -来减少输入，以使()Y z 趋于稳定。
令()
()?1()()
c i p c G z G z G z G z =
+，用()i G z 来完全补偿扰动对输出的影响，()i G z 相当于一个扰动补偿器或
称前馈控制器。且当0
?()G z 不能精确描述对象，即模型存在误差时，扰动估计量()m D z 将包含模型失配的某些信息，从而有利于系统的鲁棒性设计。
2、（本题15分）画出动态矩阵控制的算法结构框图，试述其工作过程以及DMC 算法离线准备的参数和
这些参数的选取原则。 答：
工作过程：输入()u k 通过预测模型预测未来几个输出值，我们一般取第一个值，与当前的输出值进行在
线校正，且校正后的值()c y k i +，输出值和给定值通过参考模型也给出一个值()r y k i +，把
()c y k i +与()r y k i +进行比较，把它们之间的误差通过优化计算来改变输入值()u k ，从来对模型
的失配与干扰的影响在()u k 的变化上体现出来，从而使()y k 有很强的鲁棒性。 DMC 算法离线准备的参数和这些参数的选取原则 1、 脉冲响应系数长度N 的选择
如果采样周期短，则N 会相应的增大。且N 可适当选得大一些，但N 太大会增加预测估计控制的计算量和存储量。通常N=20~60为宜。 2、 输出预估时域长度P 的选择
通常P 越大，预测估计的鲁棒性就越强。但相应的计算量和存储量也增大。一般，设置P 等于过程单位阶跃响应达到其稳态值所需过渡时间的一半所需的采样次数。 3、控制时域长度M 的选择
M 越大，系统的鲁棒性也就越弱。M 不宜选得太大，一般M 取小于10为宜。 4、参考轨迹的收敛参数α的选择
α越大，系统预测控制的鲁棒性越强，但导致闭环系统的响应速度变慢。相反，α过小，过渡过程较易
出现超调与振荡。一般α取值为0~1。 5、误差权矩阵Q 的选择
误差权矩阵Q 的物理意义很明显：j q 作为权系数，则反映它们在不同时刻逼近的重视程度。j q 取值是为了使控制系统稳定，对纯滞后部分控制作用是无能为力的，在这些时刻，取0j q =；其他时刻，取1j q =。 6、控制权矩阵R 的选择
控制权矩阵R 的作用是对控制作用变化加以适度的限制，引入R 的主要作用，在于防止控制量过于剧烈的变化。因此，在整定中，当控制量变化太大时，可先置0R =，待系统稳定且满足要求后则加大R 值。事实上，只要取一个很小的R 值，就足以使控制量的变化趋于平缓。 7、具有纯滞后τ系统
由于存在纯滞后时间τ，故其α、P 和M 的值应选的大一些。P 的取值必须大于τ，即P τ>，而M 的取值最好为M P τ≤-。并且在()r Y k 的设计中考虑纯滞后时间。
3、试述前馈控制和推理控制的适用场合，画出推理控制的结构框图，阐述推理控制器的一般设计过程。（15分） 答：
1、前馈控制是一种利用输入或扰动信号的直接控制作用构成的开环控制。由于按偏差确定控制作用以使输出量保持其在期望值的反馈控制系统，对于滞后较大的控制对象，其反馈控制作用不能及时影响系统的输出，以致引起输出量的过大波动，直接影响控制品质。如
果引起输出量较大波动的主要外扰动参量是可量测和可控制的，则可在反馈控制的同时，利用外扰信号直接控制输出（实施前馈控制），构成复合控制能迅速有效地补偿外扰对整个系统的影响，并利于提高控制精度。这种按外扰信号实施前馈控制的方式称为扰动控制，按不变性原理，理论上可做到完全消除主扰动对系统输出的影响。这类按输入或扰动的开环控制通常与包含按偏差的闭环控制共同组成反馈-前馈
)
s )
s R )
推理控制结构图
控制系统，称为复合控制系统。故可知：前馈控制适用于扰动是可以测量的场合。
2、而推断控制应用于扰动变量无法直接测量的场合。
3、同样单纯的推理控制系统也是开环控制系统。因此，要完全对不可直接测量的扰动和不可直接测量的主输出变量的影响进行补偿以实现无余差控制，必须精确知道过程模型和扰动模型。然而，这在实际工业过程控制中是十分困难的。为了克服模型误差及其他扰动所导致的过程主要输出的稳态误差，在可能的条件下，推理控制常与反馈控制系统结合起来，以构成推断反馈控制。推断反馈控制器的一般设计过程是：
（1） 选择辅助测量变量()Z s ，最常用的是可测辅助变量是温度和压力。
（2） 过程传递函数的()P G s ∧
，()PS G s ∧
，()A s ∧
，()B s ∧
。推断反馈控制系统的成败在于是否有可靠的不可测输出估计器，而这又决定于对过程的了解程度，也即过程传递函数的精确程度。
（3） 设计推断控制器估计出不可测量输出量
（4） 以此推断出来的()Y s ∧反馈和设定值构成反馈，设计控制器。
4、 软测量与推理控制的联系是什么？试述软测量技术实施的一般步骤，列举每一步中可采用的主要方
法。（15分） 答：
1、软测量的基本思想是根据某种最优准则，选择一组容易测量又与过程主要变量有密切关系的过程辅助变量（辅助变量），通过构造某种数学模型，并通过软件计算实现对不易测量的过程主要输出变量的在线估计。
2、推理控制是利用过程中可直接测量的变量，如温度、压力和流量等作为辅助变量，来推断不可直接测量的扰动对过程输出入产品成分等的影响，然后基于这些推断估计量来确定控制输入u ，以消除不可直接测量的扰动对过程主要输出即被控变量的影响，改善控制品质。
3、由上面对两者概念的叙述，容易知道软测量技术作为推理控制器的一部分而存在。推理控制器由两部分组成，其中一部分就是由软测量构成的对主要输出变量估计的估计器；另一部分是根据估计器输出得到的控制器。事实上，由于推理控制器往往是针对具体的对象设计的，所以估计器和控制器往往是一体的。这也就是所谓的推理控制器。
4、软测量技术实施的一般步骤如下：
（1）辅助变量的初选。根据工艺的机理分析，在可测变量集合中，初步选择所有被估计变量有关的原始辅助变量，这些变量中部分可能是相关变量。
（2）现场数据的采集与处理。采集被估计变量和原始辅助变量的历史数据，数据数量越多越好。现
场数据必须经过显著误差检测和数据协调，保证数据的准确性。由于软测量一般为静态估计，要采集装置平稳进行时的采集，并注意纯滞后的影响。过程数据处理可以分为两类：一对过程数据的标准化；二对过程数据校正。原始数据采集后必须进行标准化：一是进行数据格式的标准化，统一数据格式；二是分布特性的标准化，使同一变量对应的数据满足标准正态分布，亦即使其其为均值为零，方差为1；三是数据的归一化，以防止计算过程出现病态数据。一般有两种方法：一种是把数据通过线性变换变换到[0,1]之间；另一种是通过线性变换把数据变换到[-1,1]之间。数据校正是显著误差和数据协调的统称。数据校正可以是稳态数据校正，有两种校正方法：一是基于Lagrange的数据校正方法，二是基于统计的显著误差侦破方法；亦可以是基于过程模型的动态数据校正，一般的方法是Kalman滤波方法。
（3）辅助变量的精选，即输入数据降维。通过机理分析，可以在原始辅助变量中，找出相关的变量，选择响应灵敏，测量精度高的变量为最终的辅助变量。进行辅助变量选择的方法有奇异值分解法、主元分析法、Karhunen-Loeve方法和相关分析等。更为有效的方法是主元分析法，即利用现场的历史数据作统计分析计算，将原始辅助变量与被测变量的关联序排序，实现变量精选。
（4）软测量模型的结构选择。根据工艺特点选择模型的类型：线性、非线性和混和型等。对于非线性系统，若历史数据反映出系统工作在多个典型的稳态工作点，是选用单个复杂非线性模型，还是建立多个典型的线性模型，需通过分析比较，进行选择。
（5）软测量模型的在线校正。在软仪表的使用过程中，随着生产条件、对象特性的变化，生产过程的工作点会发生一定程度的漂移，因此需要对软仪表进行校正以适应新的工况。通常对软仪表的在线校正仅校正模型的参数。具体的方法有自适应（Ming et al, 1991）、增量法（罗荣富等，1992）和多时标法（Lenartson, 1988）。
综合题（2小题，共20分）
1、（本题10分）如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用复杂控制方案。
（1）当冷却水压力波动是主要干扰时，若采用串级控制方案，请画出该控制系统方案图。
（2）选择调节阀的气开、气关形式，并说明原因。
（3）确定调节器的正、反作用方式，必须有详细的分析过程
答：（1）该控制系统方案图
（2）选择气闭。
（3）当温度升高时，水压升高，应开大阀门；当温度降低时，水压降低，应关小阀门，即应该是正作用。
2、（本题10分）已知：某双输入、双输出对象如图所示：
对象的传递函数阵为：
?
?
??
??
++?
???
??++=----182.14615.162192.1742089.61
5.1622089.6)(637.35027.38507.37
216.36s e s e s e s e s G s s s s
问题：（1）如何进行变量配对？
（2）需要进行解耦设计吗?请说明理由。
（3）请根据前馈补偿法设计动态的补偿解耦器，并对该补偿解耦器进行必要的简化。 （4）设计静态前馈补偿解耦器，并据此画出闭环控制系统的控制框图。 答：（1）令21()0G s =，12()0G s =
（2）需要进行解耦设计，21()G s 与12()G s 应当使1()U s 、2()U s 与1()Y s 、2()Y s 交叉影响。 （3）10()()01G s D s ??
=?
???
1
10()()01D s G s -??
=????
1
()()D s G s -= （4）
四 、计算题（1小题，共10分）
1、（本题10分）请设计以下过程 ( yr = 0)
y(k) -1.6y(k-1)+0.8y(k-2) = u(k-2)- 0.5u(k-3)+ε(k)+1.5ε(k-1)+0.9ε(k-2)的最小方差控制器（MVC ），计算输出误差方差，并分析该控制器的主要性能，其中ε(k)为白噪声序列，且方差为2
σ。
解：
12112()(1 1.60.8)(2)(10.5)()(1 1.50.9)y k q q u k q k q q ε------+=--+++
令
121 1.60.8A q q --=-+ 110.5B q -=- 121 1.50.9C q q --=++
得
()(2)()Ay k Bu k C k ε=-+
()(2)()B C
y k u k k A A
ε=
-+ 令1
121()()()
C G q F q q A A q ----=+ 11(1)11()1...d d F q f q f q -----=+++
11(1)011()...n n G q g g q g q -----=+++
1111()()()()d C q A q F q q G q -----=+
并111
()
()()()()
G q u k y k B q F q ---=- 最小方差预估误差的方差为222
11
var(1...)d f f σ-+++ 因为2d = 即1
11()1F q
f q --=+ 1101()G q
g g q --=+ 1111()()()()d C q A q F q q G q -----=+
12121211011 1.50.9(1 1.60.8)(1)()q q q q f q q g g q -------++=-++++
1212323111013.10.1 1.60.8q q f q f q f q g q g q -------+=-+++
12123101113.10.1( 1.6)(0.8)q q f q g f q f g q -----+=+-++
得出10111
3.1
0.1 1.600.8f g f f g =??
=-??=+? 即
101
3.1
5.062.48f g g =??
=??=-?
从而1
1()1 3.1F q
q --=+ 11() 5.06 2.48G q q --=- 11
()10.5B q q --=-
11
1111
() 5.06 2.48()()()()()(10.5)(1 3.1)
G q q u k y k y k B q F q q q -------=-=--+ 12()(1 2.6 1.55) 5.06() 2.48(1)u k q q y k y k --+-=-+-
最小方差控制：()
5.06() 2.48(1) 2.6(1) 1.55(2)u k y k y k u k u k =-+---+-
系统输出的方差为：22222
1
var ()(1)(1 3.1)10.61y k f σσσ=+=+=
“化工混料过程”控制系统设计 1 分析研究被控对象与明确控制任务 1.1分析研究被控对象 图1.1.1是一个典型的化工混料过程，两种配料（配料A和配料B）在一个混合罐中由搅拌器混合，混合后的产品通过一个排料阀排出混料罐。 图1.1.1 搅拌系统示意图 系统中各个区域被控对象的工艺要求描述如下： 配料A和配料B区域： z每种配料的管道都配备有一个入口阀、一个进料泵以及一个进料阀； z进料管安装有流量传感器； z当急停按钮被按下时，进料泵运行立即停止； z当罐的液面传感器指示罐满时，进料泵运行立即停止； z当排料阀打开时，进料泵运行立即停止； z在启动进料泵后最开始的1秒中内必须打开入口阀和进料阀。 z在进料泵停止后（来自流量传感器的信号）阀门必须立即被关闭以防止配料从泵中泄露。 z进料泵的启动与时间监控功能相结合，换句话说，在泵启动后的7秒之内，流量传感器会报告溢出。
z当进料泵运行时，如果流量传感器没有流量信号，进料泵必须尽可能快地断开。 z进料泵启动地次数必须进行计数。（维护间隔） 混合罐区域： z当急停按钮被按下时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z当罐的液面传感器指示“液面低于最低限”时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z当排料阀打开时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z搅拌电机在达到额定速度时要发出一个响应信号。如果在电机启动后10秒内还未接收到信号，则电机必须被断开。 z必须对搅拌电机的启动次数进行计数（维护间隔）。 z在混合罐中必须安装三个传感器： ――罐装满：一个常闭触点。当达到罐的最高液面时，该触点断开。 ――罐中液面高于最低限：一个常开触点。如果达到最低限，该触点 关闭。 ――罐非空：一个常开触点，如果罐不空，该触点闭合。 排料区域： z罐内产品的排出由一个螺线管阀门控制。 z这个螺线管阀门由操作员控制，但是最迟在“罐空”信号产生时，该阀门必须被关闭。 z当急停按钮被按下时，打开排料阀必须被锁定。 z当罐的液面传感器指示罐空时，打开排料阀必须被锁定。 z当搅拌电机在工作时，打开排料阀必须被锁定。 1.2明确控制任务 该“工业搅拌过程”是一个典型的顺序控制，本次设计，准备采用“上位机监控” + “下位机控制” + “操作面板”的方式对整个“工业搅拌过程”进行控制。
华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 课程（论文） 题目工业过程控制系统发展与趋势 分院：电信分院 专业：电力牵引与传动控制 班级：12电牵1班 学号： 学生姓名： 指导教师：李杰 起讫日期：2015.11-2015.12
摘要 工业自动化技术的应用与发展，是工业技术改造﹑技术进步的主要手段和技术发展方向。本文主要介绍了工业自动化技术的特点及其对现阶段我国产业结构优化升级的重大推动作用。 关键词：工业自动化技术；技术进步；产业结构
Abstract The application and development of industrial automation technology is the main method and technology development direction of industrial technological transformation and technological progress. This paper mainly introduces the characteristics of industrial automation technology and its important role in promoting China's industrial structure optimization and upgrading at present. Key words: industrial automation technology; technological progress; industrial structure
第4章 1、基本练习题 （1）什么是被控过程的特性？什么是被控过程的数学模型？为什么要研究过程的数学模型？ 目前研究过程数学模型的主要方法有哪几种？ Q：1）被控过程的特性：被控过程输入量与输出量之间的关系。2）被控过程的数学模型：被控过程的特性的数学描述，即过程输入量与输出量之间定量关系的数学描述。3）研究过程的数学模型的意义：是控制系统设计的基础；是控制器参数确定的重要依据；是仿真或研究、开发新型控制策略的必要条件；是设计与操作生产工艺及设备时的指导；是工业过程故障检 测与诊断系统的设计指导。4）主要方法：机理演绎法、试验辨识法、混合法。 （2）响应曲线法辨识过程数学模型时，一般应注意哪些问题？ Q：试验测试前，被控过程应处于相对稳定的工作状态；相同条件下应重复多做几次试验； 分别作正、反方向的阶跃输入信号进行试验；每完成一次试验后，应将被控过程恢复到原来 的工况并稳定一段时间再做第二次试验；输入的阶跃幅度不能过大也不能过小。 （4）图4-30所示液位过程的输入量为q1，流出量为q2、q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻。要求：1）列写该过程的微分方程组。2）画出该过程框图。3）求该过程的传递函数G0(s)=H(s)/Q1(s)。 q q q C 123d h dt Q：1）微分方程组：q 2 h R 2 q 3 h R 3 2)过程框图：
3）传递函数：0 1 G (s) H (s) / Q (s) Cs 1 1 1 R R 2 3 （5）某水槽水位阶跃响应的试 验记 录为： t/s 0 10 20 40 60 80 100 150 200 300 ? h/mm 0 9.5 18 33 45 55 63 78 86 95 ?98 其中阶跃扰 动 量u 为稳态 值 的10%。 1）画出水位的阶跃响应标幺值曲线。2）若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益 K 和时间常数T。 Q：1）阶跃响应标幺值0 y (t) y(t) y(t) y( ) 98 ，图略。 2 ）一阶惯性环节传递函数：G( s) K T s 1 ，又u =10%*h( ∞)=9.8 ，放大系数 K= y( ) 98 u 9.8 10 ，时间常数T=100s，是达到新的稳态值的63%所用的时间。 （6）、有一流量对象，当调节阀气压 改 变0.01MPa时，流量的变化如表。 若该对象用一阶惯性环节近似，试确定 其传递函数。 解：方法一：作图得，T1=5.2S; 方法二： T 2 1.5(t0.632 - t 0.283 ) 1.5 * (5.2 - 1.9) 4.95 我们用两种方法求平均：
工业过程控制系统(DCS) ?西门子PCS7系统介绍 ?PCS7系统高达的应用 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 西门子PCS7系统介绍 西门子为了应对制造业、过程工业和楼宇自动化行业中的挑战，提出了自己的独特解决方案—全集成自动化（TIA）和全集成能源管理（TIP）的驱动与自动化的解决方案，适用于各种行业。 SIMATIC PCS7过程控制系统是全集成自动化（TIA）的核心部分，为生产、过程控制和综合工业中所有领域实现统一且符合客户要求的自动化平台。 通过采用 SIMATIC PCS 7 的全集成自动化解决方案，可实现一致性的数据管理、通讯和组态，性能优异并可前瞻性地确保满足典型的过程控制系统应用需求。 ?简单而可靠的过程控制 ?用户友好的操作和可视化，并可通过因特网实现 ?系统范围内功能强大、快速、一致性的工程与组态 ?系统范围内的在线修改 ?在各个层级的系统开放性 ?灵活性和可扩展性 ?与安全相关的自动化解决方案 ?广泛的现场总线集成 ?仪表与控制设备的资产管理（诊断、预防性维护和维修） 1. PCS7工程组态系统—ES SIMATIC管理器是工程组态控制的控制中心，是工程组态工具套件的综合平台，同时也是SIMATIC PCS7过程控制系统所有工程组态任务的组态基础。SIMATIC PCS7项目各个方面的创建、管理、归档和记录都在这里进行。
1、（本题15分）试画出IMC 的基本结构框图，详细解释在对象模型精确条件下如何保证该控制系统的 稳定性？试给出一种增强系统鲁棒性的改进IMC 方案并举例说明。 答： 如果对象模型精确的话，那么00 ?()()G z G z =，并且除去外界干扰的话，()0m D z =，所以()R z 是不变的。如果有干扰的话，()()m D z D z =即()()R z D z -来减少输入，以使()Y z 趋于稳定。 令() ()?1()() c i p c G z G z G z G z = +，用()i G z 来完全补偿扰动对输出的影响，()i G z 相当于一个扰动补偿器或 称前馈控制器。且当0 ?()G z 不能精确描述对象，即模型存在误差时，扰动估计量()m D z 将包含模型失配的某些信息，从而有利于系统的鲁棒性设计。
2、（本题15分）画出动态矩阵控制的算法结构框图，试述其工作过程以及DMC 算法离线准备的参数和 这些参数的选取原则。 答： 工作过程：输入()u k 通过预测模型预测未来几个输出值，我们一般取第一个值，与当前的输出值进行在 线校正，且校正后的值()c y k i +，输出值和给定值通过参考模型也给出一个值()r y k i +，把 ()c y k i +与()r y k i +进行比较，把它们之间的误差通过优化计算来改变输入值()u k ，从来对模型 的失配与干扰的影响在()u k 的变化上体现出来，从而使()y k 有很强的鲁棒性。 DMC 算法离线准备的参数和这些参数的选取原则 1、 脉冲响应系数长度N 的选择 如果采样周期短，则N 会相应的增大。且N 可适当选得大一些，但N 太大会增加预测估计控制的计算量和存储量。通常N=20~60为宜。 2、 输出预估时域长度P 的选择 通常P 越大，预测估计的鲁棒性就越强。但相应的计算量和存储量也增大。一般，设置P 等于过程单位阶跃响应达到其稳态值所需过渡时间的一半所需的采样次数。 3、控制时域长度M 的选择 M 越大，系统的鲁棒性也就越弱。M 不宜选得太大，一般M 取小于10为宜。 4、参考轨迹的收敛参数α的选择 α越大，系统预测控制的鲁棒性越强，但导致闭环系统的响应速度变慢。相反，α过小，过渡过程较易
第1章 1. 系统动态性能的常用单项指标有哪些？这些指标那些分别属于稳定性、准确性和快速性？会计算给定值单位阶跃响应下的性能指标。P8，9，10 解：单项性能指标主要有：衰减比n 、超调量与最大动态偏差A 、静差C 、调节时间T S 、振荡频率w 、振荡周期T 和峰值时间T P 等。 稳定性：衰 减 比，最大动态偏差。 准确性：静 差，最大动态偏差。 快速性：调节时间，振 荡 频 率 。 1y 为第一个波峰值，y 3为与1y 相邻的同向波峰值，y （∞）为最终稳态值,X 1为设定值。 n=1y ：y 3；1100%() y y σ=?∞；A=最高峰-设定值；C=丨X 1-y （∞）丨;T 为相邻两个同向波峰之间的时间间隔。 2. 典型过程控制系统由哪几部分构成，并画出典型过程控制系统方框图？ 解：测量变送器、控制器、执行器和被控对象. 第2章 1. 热电偶的中间温度定律及中间导体定律？什么是热电偶冷端补偿？常用补偿方法的应用场合？补偿导线的作用？ 解：中间温度定律：E AB (t ，t o )=E AB (t ，t n )+E AB (t n ，t o ) 中间导体定律：在热电偶回路中接入中间导体后，只要中间导体两端的温度 相同，则对热电偶的热电动势没有影响。接入多种导体时亦然。 热电偶冷端补偿：实际应用时热电偶冷端温度波动较大给测量带来误差，为 降低影响，通常用补偿导线作为热电偶的连接导线。 补偿导线的作用：将热电偶的冷端延长到距热源较远且温度比较稳定的地 方。 常用补偿方法的应用场合： （1）查表法。只能用于临时测温。 （2）仪表零点调整法。适宜冷端温度稳定的场合。 （3）冰浴法。一般用于热电偶的检定。 （4）补偿电桥法。广泛用于热电偶变送电路中。
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文件编号：KG-AO-7680-32 工业生产过程自动化技术及安全控 制 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 自19世纪世界工业革命以后，工业生产过程由简单到复杂，规模由小到大。至今，已有各种各样的工业生产过程，生产出多种多样的产品满足人们的生产需要。作为工业生产过程一部分的工业过程控制系统也在不断发展和提高。 自动化仪表技术的发展 在工业安全生产过程，通常需要测量和控制的变量有：温度、压力、流量、液面、称重、电量(电流、电压、功率)和成分等。这些变量的测量和控制随着电子技术、计算机技术以及测量技术的不断发展，虽然其基本测量原理变化不大，但是信号置换、显示和控制装置的变化十分迅速。最近50年，工业自动化仪表从气动仪表到电动仪表，从现场就地控制到中央控制
室控制，从在仪表屏上操作到用计算机操作站(CRT)操作，从模拟信号到数字信号等，其发展和变化十分惊人，如表1—1所示。 20世纪50年代是电子真空管时代，工业生产过程规模比较小，所用的仪表与控制系统都比较简单且粗笨，多用气动仪表进行测量与控制，采用o．2—1．Okgf／cm2(3—15psi)气动信号作为统一标准信号，记录仪是电子管式的自动平衡记录仪。控制系统为就地式的简单装置。 到了20世纪60年代，随着工业规模的不断扩大，特别是石油化2E212业的迅速发展，工业生产过程要求集中操作与控制。在这期间，半导体技术有了迅速的发展，自动化仪表开始用电动仪表，电子管由晶体管代替，开发出以半导体分立元件制造的电动Ⅱ型仪表，统一信号标准为０～10mA。采用中央仪表控制室对工业生产过程进行操作、监视和控制，同时，计算机开始在工业生产过程中应用，实现直接数字控制(DDC-Directly DigitalComtrol)。进入20世纪
工业过程和过程控制 实验报告 学号：1013401XXX 姓名：XXX 学院：XXXX学院 专业：冶金过程自动化 苏州大学机电工程学院 二零一三年五月
实验一锅炉液位控制系统实验 一、实验目的 1 了解锅炉液位控制系统的组成。 2 建立液位控制数学模型（阶跃响应曲线）。 3 计算系统各参数下的性能指标。 4 分析PID参数对控制系统性能指标的影响。 二、实验步骤 1 出水流量控制系统置于“手操”，即开环方式，设定OUTL=60%。 2 令δ=20%、T i=80（s）、T d=10(s)，设置到液位控制器中。 3 液位控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=200mm，等待 稳定下来。 4 将液位控制器的“自动”输出阶跃变化100mm，即设定 SV=300mm,同步记录液位的PV值（间隔30秒记录一次，约 20分钟） 5 改变比例带：令δ=10%、T i=80（s）、T d=10(s)，设置到控制器中， 重复步骤3和步骤4。 6 改变积分时间：令δ=20%、T i=40（s）、T d=10(s)，设置到控制器 中，重复步骤3和步骤4。 7 改变微分时间：令δ=20%、T i=80（s）、T d=20(s)，设置到控制器 中，重复步骤3和步骤4。 三、数据记录和处理 锅炉液位控制系统实验记录表
时间：(min) 液位：(mm) 液位：(mm) 液位：(mm) 液位：(mm) 0.0 200 200 200 200 0.5 203.5 206.4 206.5 205.0 1.0 209.9 215.9 216.9 21 2.0 1.5 216.5 225.9 228.8 219.5 2.0 224.4 236.5 241.4 228.2 2.5 232.9 248.2 256.1 236.0 3.0 241.8 259.6 270.4 245.8 3.5 250.9 271.4 285.7 25 4.8 4.0 260.6 283.2 299.1 264.4 4.5 269.8 293.6 308.7 273.9 5.0 279.2 301.3 310.0 283.3 5.5 289.0 304.1 308.5 292.4 6.0 29 7.1 304.5 305.3 299.6 6.5 302.8 303.3 301.8 304.7 7.0 306.2 302.2 298.9 306.0 7.5 306.7 301.7 297.1 306.5 8.0 306.0 300.7 297.1 305.9 8.5 305.1 300.0 297.2 304.8 9.0 303.8 299.9 298.7 303.6 9.5 302.5 299.6 300.0 301.7 10.0 301.4 299.7 300.3 300.8
1.6 图1-43为热交换器出口温度控制系统，要求确定在下面不同情况下控制阀 的开闭形式及控制器的正反作用： ① 被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚； ② 被加热物料在温度过低时会发生凝结；③ 如果操纵变量为冷却水流量， 该地区最低温度在0℃以下，如何防止热交换器被冻坏。 答：TC 冷却水 物料被冷却物料 ① 控制阀选气关阀，选反作用控制器。 ② 控制阀选气开阀，选正作用控制器。 ③ 控制阀选气关阀，选反作用控制器。 2．7 图2-20所示的反应釜内进行的是化学放热反应，，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应温度控制精度要求很高，单回路满足不了要求，需用串级控制。 ⑴ 当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。 ⑵当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。 ⑶ 对以上两种不同控制方案选择控制阀的气开、气关形式及主、副控制器的正、反作用方式。 (1)选冷水流量为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统. (2)夹套温度为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.
答案 7--1-14 一比值控制系统用DDZ-III 型乘法器来进行比值运算（乘法器输出416 )4I )(4I (I 01+--='， 其中I 1与I 0分别为乘法器的两个输入信号），流量用孔板配差压变送器来测量，但没有加开方器，如图所示。已知h /kg 2000F ,h /kg 3600F max 2max 1==， 要求： ① 画出该比值控制系统方块图。 ② 如果要求1:2F :F 21=，应如何设置乘法器的设置值0I ？ 解：①方框图如下： 0I 1I 2F - 2I 1F ② 12I I =‘系统稳定时： 21 11'1004444(4)(4)44,0.811616 I I K I I I I I I K --==-----'=+?==‘’ 0164160.81416.96I K mA '=+=?+= 乘法器 控制器 调节阀 测量变送器2 测量变送器1 流量对象 21221max 2max 1213600()()0.8122000F K F F K K F =='==?=，由于流量用孔板配差压变送器，没加开方器，所以
工业过程测量和控制系统标准体系 The standard scheme for industrial process measurement and control system 梅恪1张桂玲2 (1.机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，北京 100055) (Instrumentation technology & Economy institute P.R.China Beijing 100055) [摘要] 本文在分析了我国工业自动化仪表现状的基础上,提出了我国工业过程测量和控制系统标准体系框架和实施计划。 [关键词] 标准体系框架工业过程测量和控制系统 Abstract: Based on the present situation of industrial automation devices in our country, the article illustrates the standard scheme for industrial process measurement and control system and puts forward the plan of implementation. Key word: standard scheme industrial process measurement and control system 收稿日期：2010-01-11 作者简介：梅恪（1973-），男，北京市人，硕士，北京理工大学计算机科学与技术专业毕业，教授级高级工程师，全国工业过程测量和控制标准化技术委员会工业通信（现场总线）及系统分委会秘书长，长期从事工业自动化标准化工作。 引言 工业过程测量和控制系统广泛应用于石油、化工、电力、煤炭、冶金、纺织、轻工、食品、烟草等各个领域，是工业生产高产、稳定、优质、低耗、安全、环保的重要保障。“走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”是中央在全面总结我国工业化历史经验和深刻洞察世界经济与科技发展趋势的基础上，做出的一项重大战略决策。工业过程测量和控制系统是工业化与信息化融合的桥梁和手段。标准体系研究作为国家重要基础研究工作，是一项涉及经济、技术、管理等诸多因素的工作，其目的是为了指导开发、推荐技术、规范市场、保证质量、方便用户使用，为用户建立信心。 1、我国工业自动化仪表发展概况 我国工业自动化仪表产业在70年代形成了上海、西安、重庆、安徽、北京几个基地，并以系统带单表的发展战略带动了许多工程项目的实施。80年代，我国在DCS制造生产方面有了新的突破，开始打破了国外DCS全面占领中国市场的局面。90年代，现场总线技术和实时以太网技术蓬勃发展，国际上流行的现场总线通信协议有FF、PROFIBUS、WORLDFIP、P-NET等40多种，每一种
工业过程与过程控制第三章 比值控制系统 3.1 比值与比值系数的含义有什么不同?它们之间有什么关系？ 答：①比值指工艺流量之比，既： ； 比值系数指主、副流量变送器输出电流信号之比，既： 二者之间的关系由下式决定： （变送器输出与流量成线性关系时） （变送器输出与流量成开平方关系时） 3.2 用除法器进行比值运算时，对输入信号的安排有什么要求？为什么？ 答：应使除法器输出小于1。除法器输出值既仪表比值系数，需要通过副流量调节器的 内给定设置，大于1无法设定、等于1无法现场整定。 3.3 什么是比值控制系统？它有哪几种类型?画出它们的结构原理图。 答：比值控制系统就是实现副流量2F 与主流量1F 成一定比值关系，满足关系式：1 2F F K = 的控制系统。 比值控制系统的类型：单闭环、双闭环、变比值系统比值控制系统。 原理图见教材。 3.4 用除法器组成比值系统与用乘法器组成比值系统有何不同之处？ 答：① 系统结构不同，实现比值控制的设备不同。 ② 比值系数的设置方法不同，乘法方案通过在乘法器的一个输入端，输入一个外加电流信号I 0设置；除法方案通过副流量调节器的内给定设置。 3.5 在用除法器构成的比值控制系统中，除法器的非线性对比值控制有什么影响？ 答：除法器环节的静态放大倍数与负荷成反比。 3.6 为什么4：1整定方法不适用于比值控制系统的整定？ 答：单闭环比值控制系统、双闭环的副流量回路、变比值回路均为随动控制系统，希望副流量跟随主流量变化，始终保持固定的配比关系。出现4：1振荡时，固定配比关系不能保证。 3.7 当比值控制系统通过计算求得比值系数1K >' 时，能否仍用乘法器组成比值控制？ 为什么？能否改变一下系统结构，仍用乘法器构成比值控制？ 12F F K =min 1min 2I I I I K --='max 2max 1F F K K ='2max 2max 1)(F F K K ='
1、基本练习题 （1）什么是被控过程的特性？什么是被控过程的数学模型？为什么要研究过程的数学模型？ 目前研究过程数学模型的主要方法有哪几种？ Q: 1）被控过程的特性：被控过程输入量与输出量之间的关系。 2）被控过程的数学模型： 被控过程的特性的数学描述，即过程输入量与输出量之间定量关系的数学描述。 3）研究过程 的数学模型的意义：是控制系统设计的基础；是控制器参数确定的重要依据；是仿真或研究、 开发新型控制策略的必要条件；是设计与操作生产工艺及设备时的指导；是工业过程故障检 测与诊断系统的设计指导。4）主要方法：机理演绎法、试验辨识法、混合法。 （2）响应曲线法辨识过程数学模型时，一般应注意哪些问题？ Q:试验测试前，被控过程应处于相对稳定的工作状态；相同条件下应重复多做几次试验； 分 别作正、反方向的阶跃输入信号进行试验；每完成一次试验后，应将被控过程恢复到原来的 工况并稳定一段时间再做第二次试验；输入的阶跃幅度不能过大也不能过小。 （4）图4-30所示液位过程的输入量为q i ，流出量为q 2、q a ，液位h 为被控参数，C 为容量 系数，并设 R 、艮、Ra 均为线性液阻。要求：1）列写该过程的微分方程组。2）画出该过程 框图。3）求该过程的传递函数 G （s ）=H （s ）/Q 1（s ）。 q 1 q 2 q a dt Q: 1）微分方程组: q 2 q a 2）过程框图: ncs 1/也 1/扃 R 2 h
3)传递函数：G 0(s) H(s)/Qds) Cs R 2 R 3 (5)某水槽水位阶跃响应的试验记录为: t/s 0 10 20 40 60 80 100 150 200 300 … h/mm 18 33 45 55 63 78 86 95 … 98 其中阶跃扰动量 u 为稳态值的10% 1)画出水位的阶跃响应标幺值曲线。2)若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益 K 和时间常数T 。 Q: 1)阶跃响应标幺值y 0(t)丛。型，图略 y( ) 98 2) 一阶惯性环节传递函数： G(s) K ° ，又 u=10%*h(x )-，放大系数 K= y( ) 98 10， T 0s 1 u 9.8 时间常数T=100s ，是达到新的稳态值的63%所用的时间 (6)、有一流量对象，当调节阀气压改变时，流量的变化如表 若该对象用一阶惯性环节近似，试确 定其传递函数。 t/s 1 a 4 旨 s 10 h/nin II 40 LJQ 124 140 152 LBO 解:方法一：作图得，T1=； 方法二： T 2 1 .5(t 0.632 -t 0.283) 1.5 * (5.2 -1.9) 4.95 我们用两种方法求平均： 5.075 180 0 500 0.01 0.1 0.02 0.1 0.02 Q Q max Q min 0.01 3.5 T 5.2 4.95 2
第六章统计过程控制 1、统计过程控制的基本知识 1.1统计过程控制的基本概念 统计过程控制（Stastistical Process Control简称SPC）是为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。 SPC中的主要工具是控制图。因此，要想推行SPC必须对控制图有一定深入的了解，否则就不可能通过SPC取得真正的实效。 对于来自现场的助理质量工程师而言，主要要求他们当好质量工程师的助手： （1）在现场能够较熟练地建立控制图； （2）在生产过程中对于控制图能够初步加以使用和判断； （3）能够针对出现的问题提出初步的解决措施。 大量实践证明，为了达到上述目的，单纯了解控制图理论公式的推导是行不通的，主要是需要掌握控制图的基本思路与基本概念，懂得各项操作的作用及其物理意义，并伴随以必要的练习与实践方能奏效。 1.2统计过程控制的作用 （1）要想搞好质量管理首先应该明确下列两点： ①贯彻预防原则是现代质量管理的核心与精髓。 ②质量管理学科有一个十分重要的特点，即对于质量管理所提出的原则、方针、目标都要科学措施与科学方法来保证他们的实现。这体现了质量管理学科的科学性。 为了保证预防原则的实现，20世纪20年代美国贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题组，一为过程控制组，学术领导人为休哈特；另一为产品控制组，学术领导人为道奇。其后，休哈特提出了过程控制理论以及控制过程的具体工具——控制图。道奇与罗米格则提出了抽样检验理论和抽样检验表。这两个研究组的研究成果影响深远，在他们之后，虽然有数以千记的论文出现，但至今仍未能脱其左右。休哈特与道奇是统计质量控制（SQC）奠基人。1931年休哈特出版了他的代表作《加工产品质量的经济控制》这标志着统计过程控制时代的开始。
工业过程检测与过程控制 实 验 报 告 学院：************ 专业：电气工程 学号：*********** 姓名：***
苏州大学机电工程学院二零一三年五月
实验一锅炉液位控制系统实验 一、实验目的 1 了解锅炉液位控制系统的组成。 2 建立液位控制数学模型（阶跃响应曲线）。 3 计算系统各参数下的性能指标。 4 分析PID参数对控制系统性能指标的影响。 二、实验步骤 1 出水流量控制系统置于“手操”，即开环方式，设定OUTL=60%。 2 令δ=20%、 Ti=80（s）、Td=10(s)，设置到液位控制器中。 3 液位控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=200mm，等待稳定下来。 4 将液位控制器的“自动”输出阶跃变化100mm，即设定SV=300mm，同步记录 液位的PV值（间隔30秒记录一次，约20分钟）。 5 改变比例带：令δ=10%、 Ti=80（s）、Td=10(s)，设置到液位控制器中，重 复步骤3和步骤4。 6 改变积分时间：δ=20%、 Ti=40（s）、Td=10(s)，设置到液位控制器中，重 复步骤3和步骤4。 7 改变微分时间：δ=20%、 Ti=40（s）、Td=20(s)，设置到液位控制器中，重 复步骤3和步骤4。 三、实验数据 表1-1 锅炉液位控制系统实验记录表
四、 阶跃响应曲线 五、 实验数据处理 1、由实验数据和阶跃响应曲线计算四组PID 参数下系统性能指标：衰减率Ψ、衰减比η、超调量σ（%）、调节时间t s (min)。 %100) (y y 1 1y y y 1 s s 11 ?∞= -=-=ψ=σηη超调量衰减率衰减比s y y 调节时间t s ：一般是当被控量进入其稳态值的±5%范围内时所需的 时间。 图1 锅炉液位控制系统液位调节曲线
浅析工业当中自动化过程控制系统 11自动化一班邹航 201110320135 摘要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整 体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领 域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。自动控制技术在 工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控 制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其 重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动 控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过 程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。 1、过程控制系统的特点 (1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以 长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。 (2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。 (3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰 富。 2、工业中过程控制系统的主要应用 2.1 自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记 录。 2.2 自动信号和联锁保护系统 自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示) 2.3 自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。 2.4 自动控制系统 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。 3、过程控制系统的组成 3.1 检测元件 该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。 3.2 控制器 将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。 3.3 执行器 该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。 4、过程控制系统中的闭环控制系统 按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。 4.1 闭环控制系统的优缺点 闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。
什么叫DCS？ DCS也就是Distributed control system直译分布式控制系统，国内一般习惯称为集散控 制系统。它是一个由过程控制级和过程监控 级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS的特点 (1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
DCS的特点 (2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
DCS的特点 (3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
DCS的特点 (4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
DCS的特点 (5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
过程控制系统与仪表王再英刘淮霞陈毅静编著 习题与思考题解答 机械工业出版社
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统?
解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？ 解答： 稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静 止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； y与最终稳态值y（∞）之比的百分数σ； 超调量：第一个波峰值 1
工业过程控制系统用电磁阀 1范围 本标准规定了工业过程控制系统用电磁阀（以下简称电磁阀）产品的术语和定义、分类及基本参数、 要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和保质期。 本标准适用予以清洁的液体、气体、蒸汽为工作介质，在管路中实现开闭控制功能的电磁阀。 本标准不适用于以液压、气压作动力控制用的电磁换向阀。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 191包装贮运图示标志 GB/T 2423.4电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法 GB/T 2829-2002周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB 3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求 GB 3836.2爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d” GB 3836.3爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e” GB 3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i” GB 3836.9爆炸性气体环境用电气设备第9部分：浇封型“m” GB 4208-1993外壳防护等级(IP代码) GB/T 8355-1987船舶用电动测量和控制仪表通用技术条件 GB 9969.1-1998工业产品使用说明书总则 GB/T 14436-1993工业产品保证文件总则 GB/T 15464-1995仪器仪表包装通用技术条件 JB/T 8218-1999 执行器术浯 3术语和定义 JB/T8218-1999中有关术语以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 反冲型电磁阀 电磁力驱动动铁芯由空程运动冲击力直接提拉阀芯，同时驱动先导阀以建立主阀芯上的压差，从而 使主阀开闭的阀，是直动型和先导型的组合。 3.2 手动复位式电磁阀 当激磁线圈通电（或断电）时，阀门变位。变位后的电磁阀，不随断电（或通电）状态而变化，保 持原位。由此，电磁阀必须重新手动操作将之锁住再定位，是一种半自动的带有安全功能的电磁阀。 4分类及基本参数
课程设计报告书 所属课程名称 题目 分院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2013 年 11 月 11 日
摘要：DCS（Distributed Control System）作为一种成熟的技术在当今的工控领域占有主导地位，但是随着FCS(Fieldbus Control System）技术的成熟、网络技术（Network Technology）的飞速发展、软件技术的不断创新和无线连接技术（Wireless Linking Technology）的出现，DCS面临诸多机遇与挑战，本文就是以此为基点展开。 关键字：DCS FCS 网络技术无线连接技 1.引言 过程控制作为自动化技术的应用，其发展历史可以追溯到古代，但至于在工业上的应用只能从上个世纪20年代算起，那时的过程控制系统为简单系统，仪表是基地式、大尺寸的；到二战前后，各种复杂的控制系统发展了起来，在控制器方面，单元组合式仪表应运而生，气动单元组合仪表（QDZ）和电动单元组合仪表（DDZ）成为当时控制仪表的主流；随着科学技术的发展，到了上个世纪70年代，微型计算机的出现，给过程控制带来了重大突破，数字计算机进入到了工业控制领域，产生了第一代控制系统：计算机集中控制系统CCS（Concentrated Control System），它取代了传统的模拟仪表，从而能够使用更为先进的控制技术，使过程控制发生了质的飞跃，但由于CCS控制直接面向被控对象，并未形成控制网体系，集中了控制的同时也集中了危险；针对CCS的缺点，没过几年人们就研制出了真正意义上的工业控制网络体系DCS，这种系统在集中控制的同时分散了危险，所以普遍用于当今的工业控制领域，但今天的技术发展更是突飞猛进，FCS、网络技术、计算机技术等技术对DCS构成了极大的挑战。本文就是对DCS的一些肤浅认识。