过程控制_第一章
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第一章过程控制系统概述1.五大参量:温度、压力、流量、物位(液位)、成分2.过程控制系统的组成:控制器,执行器,被控过程和测量变送等组成;除被控对象外都是变送单元。
过程控制系统由两大部分组成:过程仪表和被控对象过程控制系统由三大部分组成:检测变送单元,控制器,被控对象。
系统中的名词术语:1)被控过程:生产过程中被控制的工艺设备或装置(即从被控参数检测点至调节阀之间的管道或设备)。
2)检测变送器:检测量转换为统一标准的电信号。
3)调节器(控制器):实时地对被控系统施加控制用。
4)执行器:将控制信号进行放大以驱动调节阀。
5)被控参数:被控过程内要求保持稳定的工艺参数。
6)控制参数:使被控参数保持期望值的物料量或能量。
7)设定值:被控参数的预定值。
8)测量值:测量变送器输出的被控参数值。
9)偏差:设定值与测量值之差。
10)扰动作用:作用于被控对象并引起被控变量变化的作用。
11)控制作用:调节器的输出(控制调节阀的开度)。
控制器,执行器和检测变送环节称为过程仪表;过程控制系统由过程仪表和被控过程组成。
3.性能指标:包含了对控制系统的稳定性、准确性和快速性三方面的评价。
稳态误差ess:描述系统稳态特性的唯一指标(静态指标)。
衰减比n:n<1,表示过渡过程为发散振荡;n=1,表示过渡过程为等幅振荡;n>1,表示过渡过程为衰减振荡。
一般为4:1-10:1,4:1为理想指标,也是用来调试的。
前馈,反馈控制特点(1)反馈控制系统:根据系统被控参数与给定值的偏差进行工作;是按照偏差进行调节,达到减小或消除偏差的目的;偏差值是系统调节的依据;可以有多个反馈信号;属于闭环控制系统。
(2)前馈控制系统:根据扰动大小进行控制,扰动是控制的依据;控制及时;属于开环控制系统;实际生产中不采用第二章过程检测仪表控制器输出:1.电动仪表:4-20mA,DC(远距离);1-5V,DC(短距离)气动仪表:20-100Kpa(100m)直流电流4-20mA,空气压力20-100Kpa为通用标准信号。
第一 章 过 程控制基 本概念教学要求:了解过程控制的发展概况及特点;掌握过程控制系统各 部分作用,系统的组成;图绘制方法,认识常见图形符号、文字代号;管道及仪表流程图;掌握静态、动态及过 ,学会计算品质指标。
点:自动控制系统的 组成及各部分的功能; 负反馈概念;控制系统的基本控制要求及质量指标。
难 点:常用术语物理意义(操纵变量与扰动量区别);根据控制系统要求绘制方框图; 静态,过渡过程概念。
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掌握控制系统的基本 控制要求(稳定、快速、准确 ); 掌握渡过程概念; 掌握品质指标的定义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n 型和电动n 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。