第一章绪论
、过程中的有关参数：温度、压力、流量、物位、成分、湿度、ph值和物性。（终点
记住前四个就好了）
二、过程控制系统相对于其他系统还具有以下特点：
（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方式（5）过程控制系统由规范化的
过程检测控制仪表组成。
三、简单过程控制系统：由被控过程、过程检测控制仪表（包括测量元件、变送器、调节
器、执行器）两部分构成。
四、气动仪表标准信号：0.02~0.1MPa的气动信号
电动仪表：电流4~20ma
五、过程控制系统的分类（简答，特点）
1，按设定值的形式不同划分
（1）定值控制系统最常见的一种控制系统。在工控过程中，大多数场合要求被控参数恒定或在设定值附近小范围之内，以保持生产过程平稳进行。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因素就是扰动信号。
（2）随动控制系统随动系统就是使被控参数准确而及时地跟随设定值的变化而变化。
（3）程序控制系统在程序控制系统中，被控参数的设定值按预定的时间程序变化，被控参数自动跟随设定值。即设定值按程序自动改变，系统按设定程序自动运行，直到整
个程序运行完为止。
2，按系统的结构特点分类
（1）反馈控制系统反馈控制系统是按照被控参数与设定值的偏差进行调节，达至愤小或消除偏差的目的，偏差值是系统调节的依据。它由被控参数的反馈通道过程闭合回
路，又称闭环控制系统。最基本的过程控制结构形式。
（2）前馈控制系统根据扰动大小进行控制，扰动是控制依据。前馈控制没有被控参数的反馈，也称开环控制系统。最终无法检测控制效果，故很少单独使用。
（3）前馈一反馈复合控制系统是将反馈与前馈控制系统相结合构成的复合控制系统，它综合了前馈控制对特定扰动及时进行补偿的优势；有保持了反馈控制能够克服
多种扰动对系统被控参数的影响、使被控参数在稳态时能准确稳定在设定值的特点。
六、系统阶跃响应的单项性能指标：
（1）衰减比n、衰减率（2）最大动态偏差A和超调量（3）残余偏差C （4）调节时间Ts和振荡频率w
系统阶跃响应的综合性能指标：
（1）偏差积分IE （2）绝对偏差积分IAE （3）平方偏差积分ISE
（4）时间与绝对偏差乘积积分ITAE
第一章课后题；
1- 1 过程控制哪些特点？见第1页二题。
为什么说过程控制多属慢控制过程参数控制？答：在流程工业中，常用一些物理量来表征生产过程是否正常。例如石化、冶金、电力、轻工、建材、制药等生产过程中，这些物理量多半是以温度、压力、流量、液位、成分等参数表示，被控过程大多数具有大惯性、大滞后等特点，因此~。
1 —2什么是过程控制系统？
答：通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分。
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。
典型控制系统由哪几部分组成？
答：调节器、执行器、被控过程、测量变送四个环节。
第二章检测仪表
2- 1检测仪表的基本技术指标
（1）绝对误差检测仪表的指示值X与被测量真值Xt之间存在的差值。
△ =x-xt
（2）基本误差（引用误差或百分误差）（描述仪表最大精确等级）
基本误差（符号见13页）=最大绝对误差△ max /仪表量程*100% 仪表
量程=测量上限-测量下限
（3）精确度国家统一规定的仪表精确度等级系列。
常用精确度等级：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、
2.5、4.0.等。
注意：如果某台测温仪表的基本误差为+1.0%，则认为该仪表的精度等级符合1.0级。（去掉正负号和百分号后就是精确度等级）如果为+1.3%,则认为符合1.5级.（相
近的等级，标准等级中没有，取大的等级）见书14页例1例2
热电偶的基本定律有哪几条？
（1）均质导体定律（2）中间导体定律（3）中间温度定律
热电偶冷端温度补偿措施：（1）查表法（2）仪表零点调整法（3）冰浴法（4）补偿电桥法
几种弹性元件的形状：单圈弹簧管、多圈弹簧管、膜片、膜盒、波纹管。
弹性式压力计在使用时，为保证测量精度和弹性元件的使用寿命，被测压力下限应不低于量
程的1/3 ;上限应不高于3/4 （被测压力变化缓慢时）或2/3 （被测压力变化频繁时）。
椭圆齿轮流量计对介质的要求？特别适合于高粘度流体的测量。同时要求被测流体中不能有固体颗
粒。否则很容易将齿轮卡住或引起严重磨损。
电磁流量计对介质的要求：常用于测量导电液体流量，被测液体的导电率应大于水的导电率，不能测量油类或气体的流量。优点是不设有任何节流器件，因此可以测量各种高粘度的导电液体，特别适合测量含有纤维和固体颗粒的流体。精度达到0.5 级。
课后题：
2-21 椭圆齿轮流量计对介质的要求？
2- 22 电磁流量计对介质的要求
第三章控制仪表
控制规律;: 指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
基本控制规律：位式控制(断续控制) 、比例控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制。即P 、PI 、PD、PID 调节。
Kp ：放大倍数或增益，它的大小决定比例作用的强弱，系数越大，比例作用越强。比例度P：控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比。
比例度P 的物理意义：使控制器的输出变化满量程时(就是控制阀从全关到全开或相反) ，相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。P=1/Kp ,P越小，Kp越大，控制能力越强。
比例控制的优点; 控制及时、反应灵敏、偏差越大、控制力度越大、但控制结果存在余差。
DDZ-川型仪表的特点
(1) 现场传输信号为DC4~20mA控制室联络信号为DC 1~5 V,信号电流与电压的转换
电阻为250欧。信号优点是电气零点不是从零开始，而是从4mA开始，容易识别
断电、断线等故障。同样,因为最小电流不为零,为现场变送器实现两线制创造了条件。现
场变送器与控制室仪表仅用两根线联系，DC 4~20mA既反映了信号又
为现场总线提供了能源,避免强电进入现场,有利于安全防爆。
( 2) 广泛采用集成电路,仪表的电路简化、精度高、可靠性提高、维修工作量较小。
( 3) 整套仪表可构成安全火花型防爆系统。
调节器的正、反作用？
正作用：偏差=测量值-给定值反作用偏差=给定值-测量值
P83页输出电路V0的计算重点题。
PID 运算算式：
位置式和增量式公式会写。见P90 页。
SPLC的数字控制算法
（1）微分先行的PID 算法（2）比例微分先行的PID 控制算法（3）带可变型设定值滤波器的PID 算法（4）采样PI 算法（5）批量PID 算法
组态概念：利用标准功能模块组成系统的工作，在数字控制系统中成为“组态”。
生产商预先将控制中常用的运算控制功能编制成各种标准功能程序模块，每个模块相当于单元组合式仪表中的一块仪表的功能。用户根据控制需要，将程序模块用指令连接起来，就完成了编程。
课后题
3- 1 什么是控制器的控制规律？有哪些？
控制规律;: 指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。基本控制规律：位式控制（断续控制）、比例控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制。即P 、PI 、PD、PID 调节。
3-12 DDZ-III 型控制器的软手动和硬手动的区别？各用在什么条件下？
软手动：调节器的输出随时间按一定的速度增加或减少；若手离开操作板键，则当时的信号值被保持。
硬手动：调节器的输出量大小完全决定于硬手动操作杆的位置。
3- 13 什么是控制器的无扰动切换？为了实现它，在设计PID 电路是采取了哪些措施？
调节器进行状态转换后，输出值不发生跳动，即状态转换无冲击。
3-15 什么是调节器的正作用、反作用？在电路中是如何实现的？
正作用：偏差=测量值-给定值反作用偏差=给定值-测量值，2）运放输入端的
切换开关实现的。
3-18 给出实用的PID数字表达式，数字仪表中常有哪些改进型PID算法？
PID 运算算式：
位置式和增量式公式会写。见P90 页。
SPLC的数字控制算法
（2）微分先行的PID算法（2）比例微分先行的PID控制算法（3）带可变型设定值滤波器的PID 算法（4）采样PI 算法（5）批量PID 算法
第四章执行器及安全栅
气动调节阀由执行机构和调节机构（阀）两部分组装构成。
薄膜式执行机构：有正作用和反作用两种方式。
（ 1 ）正作用：当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下移动的叫正作用执行机构；
（2）反作用：当信号压力增大时，阀杆向上移动的叫反作用执行机构；
阀门的固有流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性。 常用的三种固有流量特性：
（ 1） 直线流量特性：指调节阀的相对流量与相对开度成直线关系。
（ 2） 等百分比（对数）流量特性：指调节阀的相对流量与相对开度成 对数关
系。
（ 3） 快开特性：在阀门开度较小时，流量变化迅速，随着开度增大， 流量很快
达到最大值。
调节阀的工作流量特性
在实际的工艺装置上， 调节阀由于和其他阀门、 设备、管道等串联使用， 两端的压
差随流量变化而变化，这时的流量特性称为
~。 调节器的气开式与气关式：
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀。
气开、气关的选择原则： 从工艺生产安全考虑，一旦控制系统发生故障、信号 中断时，调节阀的开关状态应能保证工艺设备和操作人员的安 全。
课后题
4- 4 什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀理想流量特性有哪些？
阀门的固有流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性。 常用的三种固
有流量特性：
1 直线流量特性：指调节阀的相对流量与相对开度成直线关系。
2 等百分比 （对数） 流量特性： 指调节阀的相对流量与相对开度成对数关系。
3 快开特性：在阀门开度较小时，流量变化迅速，随着开度增大，流量很 快
达到最大值。
调节阀的工作流量特性
在实际的工艺装置上， 调节阀由于和其他阀门、 设备、管道等串联使用， 两端
的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称为 ~。
4- 8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀。
气开、气关的 选择原则：从工艺生产安全考虑，一旦控制系统发生故障、信
号中断时，调节阀的开关状态应能保证工艺设备和操作人员的 安全。
阀门
阀门
4-
9如图所示，蒸汽加热器对物料进行加热。 为保证控制系统发生故障时， 加热器的耐
热材料不被烧坏，试确定蒸汽管道上调节阀的气开、气关形式。 气开式调节阀。 4-18安全防爆控制系统指构成该系统的所有设备都应该是安全防爆的设备吗？为什么？ 答：不一定，定义中包括危险现场仪表与非危险场所仪表的线路连线之间设置了安全栅。
第五章被控过程的数学模型
建立被控过程数学模型的基本方法：
机理法和实验测试法。 机理法建模的步骤：
(1) 根据建模过程和模型使用目的做出合理假设
(2) 根据被控过程内在机理建立数学模型
(3) 简化
大题;P129页5.3.2.1 单容过程建模
P133 页5.323 单容温度过程建模
到134页结束 被控过程建模(辨别)的任务： 一是确定模型的结构；二是确定模型结构中的参数。 课后题：
5- 3建立被控过程数学模型的目的是什么？各有什么要求和局限性?
1) 方法：机理法和测试法。
解答:
5- 9 对图5-40所示的液位过程，输入量为
箱截面为A ,并设R2、R3为液阻。 写出液位过程的微分方程图；
h(s)/Q1(S), (1) 并写出放大倍数 Q1，流出量为Q2 Q3,液位h 为被控参数，水
(2)画出液位过程框图； (3)求出传递函数 K 和时间常数T 的表达式。 (1) d h
--■: Q3 = A
dt
h Q 3
R 2
h
R 3
(2)框图如图:
H(s)
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 PID 控制的基本原理 1．PID 控制概述 当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。反馈理论包括三个基本要素：测量、比较和执行。测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和控制系统的响应。反馈理论及其在自动控制中应用的关键是：做出正确测量与比较后，如何用于系统的纠正与调节。 在过去的几十年里，PID 控制，也就是比例积分微分控制在工业控制中得到了广泛应用。在控制理论和技术飞速发展的今天，在工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID 结构，而且许多高级控制都是以PID 控制为基础的。 PID 控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成，它的基本原理比较简单，基本的PID 控制规律可描述为： G(S ) = K P + K1 + K D S (1-1) PID 控制用途广泛，使用灵活，已有系列化控制器产品，使用中只需设定三个参数（K P ，K I和K D ）即可。在很多情况下，并不一定需要三个单元，可以取其中的一到两个单元，不过比例控制单元是必不可少的。 PID 控制具有以下优点： （1）原理简单，使用方便，PID 参数K P、K I和K D 可以根据过程动态特性变化，PID 参数就可以重新进行调整与设定。 （2）适应性强，按PID 控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是PID 控制。PID 应用范围广，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过适当简化，也可以将其变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，就可以进行PID 控制了。 （3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。但不可否认PID 也有其固有的缺点。PID 在控制非线性、时变、偶合及参数和结构不缺点的复杂过程时，效果不是太好； 最主要的是：如果PID 控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数作用都不大。 在科学技术尤其是计算机技术迅速发展的今天，虽然涌现出了许多新的控制方法，但PID 仍因其自身的优点而得到了最广泛的应用，PID 控制规律仍是最普遍的控制规律。PID 控制器是最简单且许多时候最好的控制器。 在过程控制中，PID 控制也是应用最广泛的，一个大型现代化控制系统的控制回路可能达二三百个甚至更多，其中绝大部分都采用PID 控制。由此可见，在过程控制中，PID 控制的重要性是显然的，下面将结合实例讲述PID 控制。 1.1.1 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳定误差。比例控制器的传递函数为： G C (S ) = K P (1- 2) 式中，K P 称为比例系数或增益（视情况可设置为正或负），一些传统的控制器又常用比例带（Proportional Band，PB），来取代比例系数K P ，比例带是比例系数的倒数，比例带也称为比例度。 对于单位反馈系统，0 型系统响应实际阶跃信号R0 1(t)的稳态误差与其开环增益K 近视成反比，即： t→∞
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
【统计过程控制】统计过程控制的四个基本原理 作者：盈飞无限关键词：统计过程控制 导语：统计过程控制，即：Statistical Process Control，简称SPC。作为一种先进方法论，统计过程控制主要对制造流程进行测量、控制与品质改善。在此基础上产生的专门质量管理工具——SPC软件，也被广泛应用于制造业的质量改进中。 传统的质量管理，主要是通过纸笔记录进行数据采集，企业负责人或者说质量主管主要靠“猜”。这种方法对人的经验过度依赖，非常不利于质量管理的效果。统计过程控制将在实时生产过程中获得的以产品或其他形式存在的质量参数绘制在事先确定好控制限的图表上，从而帮助企业对生产的过程进行实时的管控与分析，效果显著。下面文章将具体介绍统计过程控制的四个基本原理，帮助读者更好地学习、了解这种先进的质量管理方法。 1、统计过程控制原理之过程 所谓过程指的是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合。过程的性能取决于供方和顾客之间的沟通、过程设计及实施的方式、动作和管理方式等。过程控制系统的其他部分只有它们在帮助整个系统保持良好的水平或提高整个过程的性能时才有用。 2、统计过程控制原理之有关性能的信息 通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息。但是与性能有关的最有用的信息还是以研究过程本质以及其内在的变化性中得到的。过程特性（如温度、循环时间、进给速率、缺勤、周转时间、延迟以中止的次数等）是我们关心的重点。我们要确定这些特性的目标值，从而使过程操作的生产率最高，然后我们要监测我们与目标值的距离是远还是近，如果得到信息并且正确地解释，就可以确定过程是在正常或非正常的方式下运行。若有必要可采取适当的措施来校正过程或刚产生的输出。若需要采取措施，就必须及时和准确，否则收集信息的努力就白费了。 3、统计过程控制原理之对过程采取措施 通常，对重要的特性（过程或输出）采取措施从而避免它们偏离目标值太远是很经济的。这样能保持过程的稳定性并保持过程输出的变差在可接受的界限之内。采取的措施包括变化操作（例如：操作员培训、变换输入材料等），或者改变过程本身更基本的因素（例如：设备需要修复、人的交流和关系如何，或整个过程的设计——也许应改变车间的温度或湿度）。
一、二次回路的定义 由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路 二次回路在词典中的解释：在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。 二、二次回路的组成 指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。 三、二次回路的分类 1、按电源性质分 交流电流回路---由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。 交流电压回路---由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。
直流回路---使用所变输出经变压、整流后的直流电源。 蓄电池---适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。 2、按用途区分 测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路、操作电源回路。 操动回路---包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。 信号回路---包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。 四、二次回路识图 常用的继电保护接线图包括：继电保护的原理接线圈、二次回路原理展开图、施工图（二次回路又称背面接线图、盘面布置图）。 1、看图 A、"先看一次，后看二次"。一次：断路器、隔离开关、电流、电压互感器、变压器等。了解这些设备的功能及常用的保护方式，如变压器一般需要装过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等，掌握各种保护的基本原理；再查找一、二次设备的转换、传递元件，一次变化对二次变化的影响等。 B、"看完交流，看直流"。指先看二次接线图的交流回路，以及电气量变化的特点，再由交流量的"因"查找出直流回路的"果"。一般交流回路较简单。
郑州大学 全日制博士学位研究生培养方案 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 培养单位名称：化工与能源学院 郑州大学研究生院 2013年6月8 日
郑州大学化工与能源学院 全日制博士学位研究生培养方案 一、学科名称、代码 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 二、专业简介 化工过程机械学科属于动力工程及工程热物理一级学科，面向化工、石油化工、炼油与天然气加工、轻工、核电与火电、冶金、环境工程、食品及制药等流程工业，以机械、过程、控制一体化的连续复杂系统为研究对象，主要研究流程工业中处理气、液和粉体等物质所必需的高效、节能、安全、环保的设备和机器及其关键技术。本学科是一个专业面广，为国民经济多个行业服务的涵盖机械、化工、控制、信息、材料和力学等多个学科的交叉型学科。其主要理论基础是固体力学、流体力学、热力学、传热学、传质学、化工过程原理和控制理论等学科。本学科与其一级学科中的其它二级学科有着相同的学科基础和内在联系，并和其它一级学科如机械工程、化学工程与技术、食品科学与工程、材料科学与工程、环境科学与工程等学科相互交叉与渗透。本学科所对应的本科专业为过程装备与控制工程。 郑州大学化工过程机械2005年获得博士学位授予权。 目前该学科拥有过程传热与节能河南省重点实验室、换热设备河南省工程实验室、工业节能技术与装备河南省高校工程技术研究中心、生态化工河南省高校工程技术研究中心等科研平台基地。近几年本学科主持承担或完成了许多国家级和省部级科研项目以及中石化、
河南煤业化工集团、中国平煤神马集团等大型企业相关课题，取得了突出成绩，获得了国家科技进步二等奖2项、国家科技进步三等奖2项以及20多项省部级科技成果奖。经过多年的建设与发展，目前该学科具有国家教学名师1名，学科已经形成了一支年龄、学历、职称结构合理，研究力量雄厚，充满朝气与创新精神的“学科带头人＋创新团队”的学科队伍。学科的科研环境、科研条件和人才培养条件优越，学科管理规范，为博士研究生的培养提供了良好的环境和条件。 三、培养目标 博士研究生必须认真学习掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观；热爱祖国，品行端正，具有严谨求实的科学态度、勇于创新的工作作风和良好的科研道德；身心健康。 博士研究生应掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；了解本学科有关研究领域国内外的学术现状和发展趋势；熟练掌握本学科的现代实验方法和技能；掌握科学研究的基本技能和方法；具有独立从事高水平科学研究的能力，并能够做出具有创造性的成果；至少熟练掌握一门外国语；达到《中华人民共和国学位条例》规定的博士学位学术水平。 四、修业年限 博士研究生的基本学制为以 4 年为基础的弹性学制。硕博连读研究生的基本学制为6 年（含硕士阶段2 年）。博士研究生申请学位最长年限为8 年，即自研究生入学之日起到校学位委员会讨论通过其学位论文的时间为8 年。 五、专业与研究方向 研究方向为：
编号：AQ-JS-07376 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 化工安全工艺流程解析 Analysis of chemical safety process
化工安全工艺流程解析 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 一、工艺流程内容 工艺流程主要内容包括两个方面：一是生产流程中各个生产过程的具体组成、顺序和组合方式，达到加工原料以制取所需产品的目的；二是工艺流程图，图解的形式表示出的生产过程中原料经过各个单元操作过程制得产品，物料和能量发生的变化及其流向，以及采取了哪些化工过程和设备，通过图解形式表示的化工管道流程和仪表控制流程。工艺流程分析中要解决流程及装置的整体安全性问题。 (1)整个流程的组成工艺流程反映了由原料到产品的全过程，应确定采用多少生产过程或工序来构成全过程，并确定每个单元过程的具体任务(即物料通过时要发生什么物理变化、化学变化以及能量变化)，以及每个生产过程或工序之间如何连接如何平衡以及如何实现安全运行。
(2)每个过程或工序的组成应采用多少和由哪些设备来完成这一生产过程，以及各设备之间应如何连接，并明确每台设备的作用和它的主要工艺参数，只有在保证单元、设备安全的基础上，才能保证整个装置和工艺的安全性。 (3)操作条件为了使每个过程、每台设备都能起到预定作用，应当确定整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达到和保持的操作条件。操作运行过程的安全可靠必须依靠对异常现象和事故案例的分析基础。 (4)控制方案为了正确实现并保持各生产工序和每台设备的操作条件，以及实现各生产过程之间、各设备之间的正确联系，确保工艺及设备的安全运行，需要确定正确的控制方案、选用合适的控制仪表和控制技术。 (5)确定安全生产措施遵照国家的有关规定，结合以往的经验教训，对所设计的化工装置在开车、停车、长期运转以及检修过程中，可能存在的不安全因素进行认真分析，制订出切实可行的安全措施，例如设置防火、防爆措施(设置安全阀、防爆膜、阻火器和事故贮槽
《过程控制原理及应用》阶段练习题—2 第二章过程装备控制基础 2.4 什么是单回路控制系统？什么是反馈、负反馈、正反馈？为什么通常的自动控制系统都是负反馈控制系统？ 2.5 在控制系统的设计中，被控变量的选择应遵循哪些基本原则？ 2.6 在控制系统的设计中，如何选择操纵变量？ 2.7 在控制系统的设计中，对被控变量的测量会带来哪些滞后？各是由什么原因引起的？ 2.8 什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？ 2.9 比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用的强弱？并分别说明 它们对控制质量的影响。 2.10 调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？简介之。 2.11图2-1是聚合釜温度和流量的串级控制系统， （1）画出该控制系统的方框图。 （2）指出该系统的主﹑副对象，主﹑副变量，主﹑副调节器各是什么？ （3）当冷却水压力突然增大时，该系统是如何实现其控制作用的？ 图2-1 聚合釜温度与流量的串级控制系统示意图 2.12 某液位的阶跃响实验测得如下数值：
当其阶跃扰动量为Δu＝20%时，试求： （1）画出液位过程的阶跃响应曲线； （2）确定液位过程中的K ﹑T ﹑τ（设该过程用一阶惯性加纯滞后环节近似描述）。 2.13 为什么说串级控制系统的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统？ 2.14 什么是前馈控制系统？为什么控制系统中不单纯采用前馈控制，而是采用前馈－反馈控制系统？ 2.15 为什么前馈调节器不能常用常规的调节器？ 2.16 比值控制系统有哪些类型？对单闭环比值控制系统，当主流量和副流量分别有波动时，控制系统是如何实现控制过程的？ 2.17 选择性控制系统有哪些类型？各有什么特点？ 2.18 均匀控制系统设置的目的是什么？它有哪些特点？ 2.19 什么是分程控制系统？它区别于一般控制系统的最大特点是什么？ 2.20 分程控制系统应用于哪些场合？
过程控制工程知识点复习 一.过程控制系统及其分类 1.过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入 单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 2.过程控制有三种图表示分别是系统框图控制流程图工艺流程图我们应当学会识 别。 控制流程图 系统框图
工艺流程图 3.过程控制系统的分类 按结构特点分为反馈控制系统（闭环）前馈控制系统（开环）前馈-反馈控制系 统（复合控制系统）复合控制系统 按信号特点分定值控制系统（给出给定值）程序控制系统（按一定规律变化如空调温度随时间变化定值变化11：00给25°c 12：00给28°c）随动控制系统（如比值控制） 二.过程建模 被控过程是指正在运行的多种被控制的生产工艺设备，如锅炉，精馏塔，化学反应器等等，被控过程的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（控制量与扰动）作用下相应输出量变化函数关系的数学表达式。 过程的数学模型有两种 1.非参数模型，如阶跃响应曲线脉冲响应曲线频率特性曲线是用曲线表示的 2.参数模型，如微分方程传递函数脉冲响应函数状态方程差分方程是用数学 方程式表示的。 机理法建模 机理法建模又称为数学分析法建模或理论建模。
自平衡能力：即过程在输入量的作用下其平衡状态被破坏后无需人或仪器的干 预，依靠过程自身能力逐渐恢复达到另一新的平衡状态 试验法建模 试验法建模是在实际的生产过程中，根据过程输入，输出实验数据，通过过程辨 识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。特点是不需要深入了解过程机理 但必须设计合理实验。 三.过程测量及变送 测量误差 测量误差是指测量结果与被测量的真值之差，测量误差反应了测量结果的可靠度。 绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差，在工程上，通常把高一等级精度的标准仪器测得的值作为真值（实际值）此时的绝对误差是指用标准仪表（高精度）与测量仪表（低精度）同时测量同一值是，所得两个结果之差。 相对误差：相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比的百分数，它比绝对误差更具有说明测量结果的精度。相对误差分为实际相对误差和标称相对误差和引用相对误差 引用相对误差δ=（（绝对误差）/（仪表量程））*100%=（（x-x0）/（a-b））*100% x仪表测量值x0仪表测量真值a仪表上限b仪表下限 实际相对误差为绝对误差与真值之比的百分数标称相对误差为绝对误差与仪表指示值之比的百分数 四.简单过程控制系统 对过程控制设计的一般要求1.安全性2.稳定性3.经济性 （单回路）过程控制系统的设计步骤 1.根据工艺参数合理选择性能指标 2.选择合理的控制参数和被控参数 3.合理的选择和设计控制器 4.兼顾被控参数的测量与变送器执行器的选择 控制方案设计 1.合理选择被控参数Y（s） 2.合理选择被控参数Q（s） 3.合理设计（选择）控制（调节）规律Wc（s） 4.被控过程参数的测量与变送Wm（s） 5.控制执行器的选择Wv（s） 过程控制系统在运行中有两种状态，一种是稳态，一种是动态 阶跃响应的性能指标 1.余差（静态偏差）C 过渡过程后给定值与被控参数稳态值之差 2.衰减率衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标 ψ=(B1-B2)/B1=1-B2/B1 为保持系统足够的稳定度，一般取ψ=0.75-0.9 3.最大偏差A（超调量σ） 最大偏差是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差 σ=（y（tp）-y（∞））/ y（∞）*100% 这个值表示被控参数偏离给定值的程度，衡量性能的重要指标 4.过渡时间ts 从受扰动开始到进入新的稳态值+-5%范围内的时间，衡量快速性的指标，该值约小
《过程控制原理及应用》阶段练习题—3答案 第三章 过程检测技术 3.1 解：（1）取ΔI 为绝对误差， δI 为相对误差， δIr 为示值相对误差，q 为引用误差。相 应各值如下表所示： （2）由于 q max =q 1=2.0 因此该仪表的精度等级为2。 3.2 解：该仪表的最大引用误差为： 国家规定的精度等级中没有0.6级仪表，而该仪表的最大引用误差超过了0.5级仪表的允许误差，故该台仪表的精度等级应为1.0级。 3.3 解 ： 测量所允许的最大误差为 Δt max =500×2.5%=12.5℃ 1.5级仪表测量范围上限只有100 ℃，直接排除之。 2.0级仪表所允许的最大误差为 Δt max,2=（550+50）×2.0%=12℃ 2.5级仪表所允许的最大误差为 Δt max,3=（500+100）×2.5%=15℃ 故只有2.0级满足Δt max,2＜Δt max 的情况。因此，测量500℃左右的温度， 应选2.0级量程是-50~550 ℃的仪表。 3.4 解：因为压力有波动，故仪表上限应大于最大工作压力的3/2，即 MPa N 5.1)2/3(1=?> %6.0500 3%100max max ±=±=??=N x δ
为了满足测量精度的要求，被测压力的最小值不应低于满量程的1/3，即 MPa N 1.237.0=?< 故应选择量程范围为0~1.6MPa 的压力表。 工艺允许的引用误差最大值为： %25.1%1006 .102.0=?=允δ 故应选择精度等级为1.5级的压力计。 3.5 答：弹簧管式压力计主要是由压力感受元件和放大指示机构构成，其中压力感受元件是一根弯曲成约270°圆弧的扁圆形或椭圆形截面的空心金属管；放大指示机构是由拉杆、齿轮以及指针组成。当通入被测压力后，扁圆或椭圆形截面的弹簧管有变圆的趋势，并迫使弹簧管的自由端发生相应的弹性变形，这个变形借助于拉杆，经齿轮传动机构予以放大，最终由固定于小齿轮上的指针将被测值在刻度盘上指示出来。在弹性范围内，弹簧管自由端的位移与被测压力近似成线性关系，因此通过测量自由端的位移可直接测得相应的被测压力的大小。 3.6 答：压力测量仪表的选用主要考虑以下三个方面：仪表类型、仪表量程范围和仪表精度。仪表类型的选择主要考虑被测介质的性质、现场工作环境以及是否有特殊要求（如是否需要信号远传，自动记录或报警）；仪表量程是根据被测压力的大小来确定；仪表精度根据生产上所允许的最大测量误差来确定。 3.7 答：热电偶测温仪表是利用热电效应原理来测温的。由两种不同的导体组成闭合回路时，如果两接触点的温度不同，回路中将产生热电动势，该热电动势与导体材料和两接触点的温度有关。当两种导体材料固定以后，如果一个接触点的温度为已知，另一接触点的温度即可由热电动势算出。因此，测出回路的热电动势，即可得到另一接触点的温度，即待测温度。 热电偶测温是将一端温度，即冷端温度作为恒定值。在实际应用过程中，冷端温度大多是变化的，从而给测量带来误差。为了保证测量的准确性，就需要对冷端温度进行补偿，使热电偶的冷端温度保持恒定。常用的冷端温度补偿的方法有恒温法、示值修正法、补偿电桥法等。 3.8 答：热电阻测温仪表是利用金属导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的性质来测量温度的。
化工过程安全管理 化工过程（chemical process）伴随易燃易爆、有毒有害等物料和产品，涉及工艺、设备、仪表、电气等多个专业和复杂的公用工程系统。加强化工过程安全管理，是国际先进的重大工业事故预防和控制方法，是企业及时消除安全隐患、预防事故、构建安全生产长效机制的重要基础性工作。为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）和《国务院关于坚持科学发展安全发展促进安全生产形势持续稳定好转的意见》（国发〔2011〕40号）精神，加强化工企业安全生产基础工作，全面提升化工过程安全管理水平，现提出以下指导意见： 一、化工过程安全管理的主要内容和任务 （一）化工过程安全管理的主要内容和任务包括：收集和利用化工过程安全生产信息；风险辨识和控制；不断完善并严格执行操作规程；通过规范管理，确保装置安全运行；开展安全教育和操作技能培训；严格新装置试车和试生产的安全管理；保持设备设施完好性；作业安全管理；承包商安全管理；变更管理；应急管理；事故和事件管理；化工过程安全管理的持续改进等。 二、安全生产信息管理 （二）全面收集安全生产信息。企业要明确责任部门，按照《化工企业工艺安全管理实施导则》（AQ/T3034）的要求，全面收集生产过程涉及的化学品危险性、工艺和设备等方面的全部安全生产信
息，并将其文件化。 （三）充分利用安全生产信息。企业要综合分析收集到的各类信息，明确提出生产过程安全要求和注意事项。通过建立安全管理制度、制定操作规程、制定应急救援预案、制作工艺卡片、编制培训手册和技术手册、编制化学品间的安全相容矩阵表等措施，将各项安全要求和注意事项纳入自身的安全管理中。 （四）建立安全生产信息管理制度。企业要建立安全生产信息管理制度，及时更新信息文件。企业要保证生产管理、过程危害分析、事故调查、符合性审核、安全监督检查、应急救援等方面的相关人员能够及时获取最新安全生产信息。 三、风险管理 （五）建立风险管理制度。企业要制定化工过程风险管理制度，明确风险辨识范围、方法、频次和责任人，规定风险分析结果应用和改进措施落实的要求，对生产全过程进行风险辨识分析。 对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源（以下统称“两重点一重大”）的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术，一般每3年进行一次。对其他生产储存装置的风险辨识分析，针对装置不同的复杂程度，选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析（FMEA）、HAZOP技术等方法或多种方法组合，可每5年进行一次。企业管理机构、人员构成、生产装置等发生重大变化或发生生产安全事故时，要及时进行风险辨识分析。企业要组织所
1过程控制的任务和要求 要求三项：安全性经济性稳定性，过程控制的任务就是在了解掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。 2常用过程控制系统分为哪几类 三类1.反馈控制系统（根据被控参数与给定值的偏差进行控制的）2.前馈控制系统（根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据）3.前馈-反馈控制系统（前馈控制的主要优点是能迅速及时克服主要扰动对被控量的影响，而前馈反馈能控制利用的反馈控制克服其他扰动，能够使被控量迅速而准确的稳定在给定值上，提高系统的控制质量） 1过程控制系统在运行中状态有几种?过程控制系统时域性能指标包括哪些？它们分别反应系统哪些方面性能？ 两种，一种是稳态，此时系统没有收到任何外来干扰，同时设定值保持不变，因而被调量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。一种是动态，当系统收到外来干扰的影响或者在改变了设定值之后原来的稳态受到破坏，各部分输入输出都发现变化。 时域性能指标（衰减比和衰减率，最大动态误差和超调量，残余偏差，调节时间和振荡频率）衰减比是衡量一个振荡过程的衰减程度的指标，它相当于两个相邻的波峰值之比。 衡量震荡频率过程衰减程度的另一个指标是衰减率，指的是每经过一个周期，波动幅度衰减的百分数。 最大动态误差和超调量最大动态误差是指设定阶跃响应中，过度过程开始后第一个波峰超过其新稳态值的幅度，最大动态偏差占被调量稳态变化幅度的百分比称为超调量 残余偏差是指过渡结束之后被调量新的稳态值Y（∞）与新设定值r之间的差值，它是控制系统稳态准确性的衡量指标 调节时间和振荡频率调节时间是从过渡过程开始到结束所需的时间过渡过程的振荡频率也可以作为衡量控制系统快速性的一个指标那你。 2什么是被控过程的特性？什么是被控过程的数学模型？目前研究过程数学模型的主要方法有哪些？ 指被控过程是否容易控制。数学模型乃是事物行为规律的数学描述。根据所描述的是事物在稳态下的行为规律还是在动态下的，被控系统数学模型的划分 1.按系统的连续性划分（连续系统模型，离散系统模型） 按模型的结构划分为[输入输出模型（可按时域划分为时域表达—阶跃响应，脉冲响应；频域表达—传递函数），状态空间模型] 机理法建模，用机理法建模就是根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程，机理法建模的首要条件是生产过程的机理必须已经为人们所充分掌握，并且可以比较准确地加以数学描述 测试法建模，一般只用于建立输入输出模型。它是根据工业过程的输入和输出的实测数据进行某种数学处理的模型。 3如何判断一个过程是自衡过程还是无自衡过程？ 自衡过程指的是系统中存在着对所关注的变量的变化有固定负反馈作用，该作用总是力图恢复系统的平衡，在出现扰动后，过程能靠系统自身的能力达到新的平衡状态的性质称为自平衡特性，自衡过程具有一定范围内的自平衡，反之，不存在固定反馈作用的且自身无法恢复平衡的，为无自衡过程 4工业过程动态特性的特点是什么？ 1.对象的动态特性是不振荡的 2.对象的动态特性有延迟 3.被控对象本身是稳定的或中性的 4.被控对象往往具有非线性特征
二次线路控制图 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
1.二次线路控制图 常规电动机起动、停止需用两个按钮，在多点控制中，则需按钮引线较多。利用一个按钮多点远程控制电动机的起停，则可简化控制线路又节省导线。如图所示，其工作原理是：起动时．按下按钮AN，继电器1J线圈得电吸合，1J常开触点闭合，交流接触器C线圈通电，C吸合并自锁．电动机起动。C的常开辅助触头闭合，常闭辅助肋头断开．这时，继电器2J的线圈因1J的常闭触点已断开而不能通电，所以2J不能吸合。松开按钮AN，因C已自锁，所以交流接触器C仍吸合，电动机继续运转。但这时1J因AN放松而断电释放，其常闭触点复位，为接通2J作好准备。在第二次按下按钮AN，这时继电器1J线圈通路被C常闭触头切断，所以U不会吸合，而2J线圈通电吸合。2J吸合后，其常闭触点断开，切断C线圈电源，C断电释放，电动机停转。 2.接触器控制电机线路 具有自锁功能的电机控制线路，如图所示，当起动电动机时合上电源开关HK，按下起动按钮酗，接触器C线圈获电，C主触点闭合使电动机M运转；松开QA，由于接触器C常开辅助触点闭合自锁，控制电路仍保持接通，电动机M继续运转。停止时，按TA接触器C 线圈断电．C主触点断开，电动机M停转，同时自保持辅助触点分断。具有自锁的正转控制线路的重要特点是它具有欠压与失压(零压)保护作用。 有很多生产机械因负载过大、操作频繁等原因，使电动机定子绕组中长时间流过较大的电流，有时熔断器在这种情况下尚未及时熔断，以致引起定子绕组过热，影响电动机的使用寿命．严重的甚至烧坏电动机。因此，对电动机还必须实行过载保护。本线路具有热继电保护功能，当电动机过载时．主回路热继电器RJ所通过的电流超过额定电流值，使RJ 内部发热，其内部双金屑片弯曲，推动RJ常闭触点断开，接触器C的线圈断电释放，电
《化工传递过程原理》课程教学大纲 课程名称：化工传递过程原理/Chemical Transfer Process(中文/英文) 课程类别：专业课 学时/学分：32/2.0 开课单位：化学与制药工程系 开课对象:化学工程与工艺专业（本科） 选定教材：《化工传递过程基础》，陈涛，北京，化学工业出版社，2008。 参考书：《动量，热量与质量传递原理》，威尔特（美），北京，化学工业出版社，2005。 一、课程性质、目的和任务 《化工传递过程原理》是针对化学工程与工艺方向的必修课。是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（"三传"）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂给学习带来一定的困难，但可运用"三传"的类似关系进行研究理解，使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。 本课程的教学目的是了解和掌握三传现象的机理及其数学描述，建立微分方程。确定边界条件从而分别求出过程的解析、数值解或转化为准数关联式，培养学生分析和解决化学工程中传递问题的能力，为在工程上进一步改善各种传递过程和设备的设计、操作及控制过程打下良好的理论基础。具体为包括动量传递、热量传递和质量传递过程、非牛顿流体中的传递现象、粘弹性及广义牛顿流体连续性方程和运动方程及其应用、边界层方程及其应用、湍流理论评价、能量方程、对流传热的解析、温度边界层、平壁和楔形强制层流传热的数学描述、湍流传热的解析计算、自然对流的传热过程等。 二、课程内容的基本要求 本课程系统论述了化学工程中“三传”的基本原理，数学模型和求解方法，传递速率的理论计算，“三传”的类比及传递理论的工程应用等内容，全书共分三篇，共12章。 1、绪论。传递过程概论，阐述流体流动导论，了解三传的类似性和衡算方法。 2、第一篇（第2章~第5章）。动量传递，包括动量传递概论与动量传递微分方程，动量传递方程的若干解，边界层流动和湍流。了解平壁间的稳态平行层流，掌握圆管与套管环隙中的稳态层流及
第一章绪论 一、过程中的有关参数：温度、压力、流量、物位、成分、湿度、ph值和物性。（终点记住前四个就好了） 二、过程控制系统相对于其他系统还具有以下特点： （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方式（5）过程控制系统由规范化的 过程检测控制仪表组成。 三、简单过程控制系统：由被控过程、过程检测控制仪表（包括测量元件、变送器、调节器、执行器）两部分构成。 四、气动仪表标准信号：0.02~0.1MPa的气动信号。 电动仪表：电流4~20ma 五、过程控制系统的分类（简答，特点） 1，按设定值的形式不同划分 （1）定值控制系统最常见的一种控制系统。在工控过程中，大多数场合要求被控参数恒定或在设定值附近小范围之内，以保持生产过程平稳进行。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因素就是扰动信号。 （2）随动控制系统随动系统就是使被控参数准确而及时地跟随设定值的变化而变化。 （3）程序控制系统在程序控制系统中，被控参数的设定值按预定的时间程序变化，被控参数自动跟随设定值。即设定值按程序自动改变，系统按设定程序 自动运行，直到整个程序运行完为止。 2，按系统的结构特点分类 （1）反馈控制系统反馈控制系统是按照被控参数与设定值的偏差进行调节，达到减小或消除偏差的目的，偏差值是系统调节的依据。它由被控参数的反馈 通道过程闭合回路，又称闭环控制系统。最基本的过程控制结构形式。 （2）前馈控制系统根据扰动大小进行控制，扰动是控制依据。前馈控制没有被控参数的反馈，也称开环控制系统。最终无法检测控制效果，故很少单独使 用。 （3）前馈—反馈复合控制系统是将反馈与前馈控制系统相结合构成的复合控制系统，它综合了前馈控制对特定扰动及时进行补偿的优势；有保持了反馈控 制能够克服多种扰动对系统被控参数的影响、使被控参数在稳态时能准确稳 定在设定值的特点。 六、系统阶跃响应的单项性能指标： （1）衰减比n、衰减率（2）最大动态偏差A和超调量（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w 系统阶跃响应的综合性能指标：
过程控制基本概念 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著。 生产过程自动控制（简称过程控制）-------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。 §1.1 过程控制的发展概况及特点 一、过程控制的发展概况 在过程控制发展的历程中，生产过程的需求、控制理论的开拓和控制技术工具和手段的进展三者相互影响、相互促进，推动了过程控制不断的向前发展。纵观过程控制的发展历史，大致经历了以下几个阶段： 20世纪40年代： 手工操作状态，只有少量的检测仪表用于生产过程，操作人员主要根据观测到 的反映生产过程的关键参数，用人工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。 20世纪40年代末～50年代： 过程控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统 过程检测：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动Ⅰ型和电动Ⅰ型）； 部分生产过程实现了仪表化和局部自动化 控制理论：以反馈为中心的经典控制理论 20世纪60年代： 过程控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。 自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）成为主流产品 60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控 制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。 控制理论：出现了以状态空间方法为基础，以极小值原理和动态规划等最优控制 理论为基本特征的现代控制理论,传统的单输入单输出系统发展到多 输入多输出系统领域，、型、型 20世纪70～80年代： 微电子技术的发展，大规模集成电路制造成功且集成度越来越高（80年代初一片硅片可集成十几万个晶体管，于是32位微处理器问世），微型计算机的出 现及应用都促使控制系统发展。 过程控制系统：最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制 自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主要构成单元的智能控制装置。 集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器(PLC) 、工业PC机、 和数字控制器等，已成为控制装置的主流。 集散控制系统实现了控制分散、危险分散，操作监测和管理集中。 控制理论：形成了大系统理论和智能控制理论。模糊控制、专家系统控制、模式 识别技术 20世纪90年代至今：信息技术飞速发展 过程控制系统：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。
1. 现代化工生产的特点是什么？ 2.化工装置紧急状态有哪几种？ 3.化学工业安全措施有哪些？ 4. 什么是化工行业的危险性？ 5.什么是人机工程学？ 6. 人机工程学主要研究内容是什么？ 7.什么是劳动心理学？ 8.目前化工安全技术有哪些新进展？ 9.火灾、爆炸、毒物泄漏等引起重大事故的危险根源是什么？ 10.造成重大工业事故的可能性及后果的严重度与哪些因素有关？ 11.什么是重大危险源？ 12.重大危险源与重大事故隐患的区别是什么？ 13.重大危险源包括哪几类？ 14. 什么化学危险物质？ 15. 化学危险物质按其危险特性，可分为哪几大类？ 16. 化学物质危险可划分为哪几个类别？ 17.毒性物质按其物理状态可分为哪几类？ 18. 什么是毒性物质的临界限度？ 19. 什么是最小致死剂量？ 20. 什么是半致死剂量？ 21. 致死剂量的单位是什么？ 22.毒性物质的毒性等级分为哪几类？ 23. 毒性物质的危险等级分为哪几类？ 24.什么是反应物质的氧差额？ 25. 反应物质的氧差额的意义是什么？ 26. 温度对蒸汽压有什么影响？可能带来的危险性有哪些？ 27. 相变化引起的体积变化可能带来的危险有哪些？ 28. 气体或蒸汽的密度对安全性的影响主要有哪些？ 29.液体的密度差异对安全性主要有哪些影响？ 30. 化工厂定位一般应遵循的基本原则有哪些？ 31工厂布局的基本任务是什么？ 33. 原料及成品储放区规划应注意什么问题？ 34. 辅助及公用工程区规划应注意什么问题？ 35. 厂内交通路线的规划应注意什么问题？ 36. 什么是防火间距？ 37.防火间距计算方法是什么？ 38. 防火间距的确定原则是什么？ 39.氧含量降到多少人会晕倒，降到多少以下时人会死亡？ 40.什么是燃烧？ 41. 燃烧特点是什么？ 42. 燃烧条件（燃烧三要素）是什么？ 43. 物质按燃烧性质可分为哪几类？ 44. 液体的火险的标志是什么？ 45. 什么是闪燃？
绪论 生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。过程控制是自动控制学科的一个重要分支。 一、过程控制的定义和任务 1.过程控制的基本概念 (1)自动控制。在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态的物理参数(状态变量)尽可能接近人们的期望值(即设定值)的过程，称为自动控制。 (2)过程控制。对生产过程所进行的自动控制，称为过程控制。或者说凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。 (3)过程控制系统。为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成的控制总体，称为过程控制系统。 2.过程控制的研究对象与任务 过程控制是自动化的一门分支学科，是对过程控制系统进行分析与综合。综合是指方案设计。 3.过程控制的目的 生产过程中，对各个工艺过程的物理量或称工艺变量有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表征生产过程，对产品的产量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品:加热炉出口温度的波动不能超出允许范围，否则将影响后一工段的效果:化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接影响产品的质量和产量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。例如，用蒸汽加热反应器或再沸器，如果在蒸汽总压波动剧烈的情况下，要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难:中间储槽的液位高度与气柜压力，必须维持在允许的范围之内，才能使物料平衡，保持连续的均衡生产。有些工艺变量是决定安全生产的因素。例如，锅炉汽包的水位、受压容器的压力等，不允许超出规定的限度，否则将威胁生产安全。还有一些工艺变量直接鉴定产品的质量。例如，某些混合气体的组成、溶液的酸碱度等。近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此，减小工业生产对环境的影响也己纳入了过程控制的目标范围。综上所述，过程控制的主要目标应包括以下几个方面: ①保障生产过程的安全和平稳； ②达到预期的产量和质量； ③尽可能地减少原材料和能源损耗: ④把生产对环境的危害降低到最小程度。 由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标记之一。 4.过程控制的特点 生产过程的自动控制，一般是要求保持过程进行中的有关参数为一定值或按一定规律