[第9讲] 自动化仪表及过程控制 第九章 新型过程控制系统

第一章绪论本章提要1.过程控制系统的基本概念2.过程控制的发展概况3.过程控制系统的组成4.过程控制的特点及分类5.衡量过程控制系统的质量指标授课内容第一节过程控制的发展概况1.基本概念过程控制系统-----指自动控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) 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。

(P3)2.过程控制的重要性z进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。

过程控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控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、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。

3.过程控制的发展概况z19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。

z19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控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：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控制系统结构------单输入、单输出系统；被控参数------温度、压力、流量和液位参数；控制目的------保持这些参数的稳定，消除或者减少对生产过程的主要扰动；理论-----频率法和根轨迹法的经典控制理论，解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。

z19世纪60年代(综合自动化阶段)：过程控制发展的第二个阶段，工厂企业实现车间或大型装置的集中控制。

主要特点：检测和控制仪表-----采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)；过程控制系统结构------多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统；控制目的------提高控制质量或实现特殊要求；理论-----除经典控制理论，现代控制理论开始应用。

附件4广东省高等教育自学考试《工业自动化仪表与过程控制》课程（课程代码：02299）考试大纲目录Ⅰ课程性质与设置目的的要求Ⅱ课程内容与考核目标第一章绪论一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第二章被控过程的数学模型一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第三章检测变送仪表一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第四章过程控制仪表一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第六章单回路控制系统的设计一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第七章提高控制质量的控制系统一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第八章满足特定要求的过程一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第九章先进控制系统一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求Ⅲ有关说明与实施要求一、本课程的性质及其在专业考试计划中的地位二、本课程考试的总体要求三、自学方法指导四、关于命题考试的若干要求附录：题型举例Ⅰ课程性质与设置目的要求《自动化仪表与过程控制》是广东省高等教育自学考试工业自动化（独立本科段）专业必考的专业课，是为了培养和检验自学应考者对自动化仪表与过程控制系统的基本概念、基本原理、基本知识与基本技能的理解而设置的一门基础专业课。

《自动化仪表与过程控制》这门课程设置的宗旨是为了适应企业广泛兴起和迅速发展的企业信息化、现代化需要，为了满足社会对现代化过程控制系统的技术人才和管理人才以及市场服务人才的迫切需要。

相对于其他课程，自动化仪表与过程控制具有明显的实践性、科学性与操作性特征，其典型特点内在地决定了该课程明显有别于其他的课程，因此，在考试命题中应充分体现本课程的性质和特点。

设置本课程的目的要求是：使自学应考者能够较全面、系统地学习掌握自动化仪表与过程控制系统的概念、基本原理和基本分析方法，掌握过程控制系统的建模理论、设计方法，明确过程控制系统的被控制对象、被控量、调节器和执行器以及检测装置等主要环节，以保证过程控制系统达到工业要求的动态和静态性能指标；同时，较为娴熟地运用相关的基本知识和技能，培养理论知识扎实、实际操作能力过硬的技术人才和管理人才。

《自动化仪表与过程控制》练习题及参考答案、填空题1、过程控制系统一般由控制器执行器被控过程和测量变送等环节组成。

2、仪表的精度等级又称准确度级，通常用引用误差 作为判断仪表精度等级的尺度。

3、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n、超调量C和过渡过程时间t s ；静态质量指标有稳态误差eSS 。

4、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用或相对真值约定真值来代替。

5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀动调节阀三大电动调节阀和—液类。

&过程数学模型的求取方法一般有机理建模试验建模和混合建模。

7、积分作用的优点是可消除稳态误差（余差），但引入积分作用会使系统稳定性下降。

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为和变比值控制三种。

并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。

10、随着控制通道的增益K 。

的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最系统的余差减小，最大偏差减小。

口、从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。

12、建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计 13、控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、讯速和可靠。

14、控制阀的选择包括结构材质的选择、□径的选择、流量特性的选择吊正反作用的选择。

15、防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。

16、如果对象扰动通道增益K f 增加，扰动作用增强，系统的余差增大，最大偏差增大。

17、在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是通过旁路控制。

二、名词解释题】、衰减比答：衰减比n定义为:n=——B2衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。

为保证系统足够的稳定程度，一般取衰减比为4:110:1。

2、自衡过程答：当扰动发生后，无须外加任何控制作用，过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。

称该类被控过程为自衡过程。

单闭环比值控制值控制双闭环比 9、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器3、分布式控制系统答：分布式控制系统DCS，又称为集散控制系统，一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。

化工自动化及仪表第九章1. 引言本章主要介绍化工自动化及仪表的第九章内容。

在化工生产过程中，自动化技术的应用日益广泛。

仪表是自动化系统中的核心组成部分，负责对化工过程进行监测和控制。

本章将重点介绍化工自动化系统的组成、仪表的分类及其工作原理。

2. 化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由以下几个部分组成：2.1 控制中心控制中心是化工自动化系统的核心，负责对整个系统进行监控和控制。

它通常由计算机和控制器等设备组成，能够实时获取和处理化工过程中的数据，并根据事先设定的控制策略进行相应的操作。

2.2 信号传输网络信号传输网络是将控制中心和仪表之间的信号进行传输的通道。

常用的信号传输方式包括有线传输和无线传输。

有线传输主要采用电缆，而无线传输主要采用无线电波传输。

2.3 仪表设备仪表设备是化工自动化系统中最关键的组成部分，用于对化工过程进行监测和控制。

常见的仪表设备包括压力传感器、温度传感器、流量计、液位计等。

这些仪表设备能够将经过转换的信号传输给控制中心，实现对化工过程的监控和控制。

2.4 执行机构执行机构是负责对化工过程进行实际操作的设备，如阀门、泵等。

它们接收来自控制中心的信号，根据信号的指令进行相应的动作，以实现对化工过程的控制。

3. 仪表的分类根据仪表的功能和特点，可以将仪表分为以下几类：测量仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行测量，如温度、压力、流量等。

它们能够准确地获取并显示参数的数据，为控制中心提供有关化工过程的重要信息。

3.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程进行控制，如调节温度、压力、流量等。

它们能够根据控制中心提供的信号，控制执行机构的运行，从而实现对化工过程的精确控制。

保护仪表用于对化工过程进行安全保护，如检测阀门是否正常、管道是否泄漏等。

它们能够及时发现潜在的风险并采取相应的措施，避免事故的发生。

3.4 记录仪表记录仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行记录和保存。

它们能够将参数的变化情况记录下来，并以图表或曲线的形式展示，为分析和评估化工过程提供依据。