《过程控制基础知识》PPT课件

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6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命ห้องสมุดไป่ตู้活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特

过程控制（关键质量控制点的识别及管控）
目的： 通过对生产过程中影响产品质量的各个因素 进行控制，保证生产作业按规定的方法和程 序在受控状态下进行，以满足客户和法规的 要求。
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过程控制（关键质量控制点的识别及管控）
明确职责 1 生产部负责生产现场使用文件和作业活动的正确性控制、 材料控制、产品标识、工序检验、生产设备的日常维护。 2 生产部设备组负责生产设备的定期检查、维修，工艺文件 的完善。 3 品管部负责生产过程的首检、巡检、成品检验工作。 4 业务部、仓管部参与生产安排工作。
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过程控制（关键质量控制点的识别及管控）
工作流程
细分工艺流程 (例： 来料检验，松布，裁剪，车缝肩缝，侧缝，上领，上袖，底摆袖口折光，扣烫，开袋，熨烫，中道检验，尾检，包 装等） 各组调机员分别负责调试各工序设备，保证设备满足工艺需要，产品符合要求； 确定每道工序的异常处理机制。 物料损耗超标时，填写《生产部补料申请》由生产部补料。 通过对生产过程中影响产品质量的各个因素进行控制，保证生产作业按规定的方法和程序在受控状态下进行，以满足客户和法规的要 求。 明确每道工序检验频率（ 每小时/一次，每个，每批等） 过程控制（关键质量控制点的识别及管控） 在生产加工完成后进行过程检验，由生产部作业员进行自检、全检； 巡检员按《工艺图纸》进行检验，检验合格后巡检员在《工序流程卡》填写相应内容后进行生产。 5 I 级，全检， 自检/周期检验等） 领料员与仓管员核对所领材料与《领料单》开列的材料名称、规格数量是否相符 。 明确每道工序检验频率（ 每小时/一次，每个，每批等） 明确每道工序责任人（IQC， IPQC，PQC， 操作工，仓管等） 所领材料在生产过程中发现质量问题，生产部填写《质量信息反馈单》提请品管部解决； 所领材料在生产过程中发现质量问题，生产部填写《质量信息反馈单》提请品管部解决； 过程控制（关键质量控制点的识别及管控） QA盖“合格”章或贴“合格证”，并在《成品入库单》上签字； 业务部根据合同的规定和客户的要求适时发出《订单评审表》到生产部、仓管部、采购\跟单作为生产依据。

《过程控制与自动化仪表》
1-4学时 第1章 自动控制系统基本概念 重点: 1．了解化工自动化的主要内容
2．理解控制系统的组成方块图
一、什么是过程控制？它的作用是什么？
过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、 轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周 期程序进行的生产过程的自动控制,它是自动化技术 的重要组成部分。它在现代化工业生产中，为实现 各种最优的经济技术指标、提高劳动生产率和经济 效益、改善劳动条件、保护劳动者的身体健康以及 保护生产环境等方面起着举足轻重的作用。
（2）经济型－－成本低（消耗的原材料、能量、人力 资源要少）、效率高（产量高、质量好）；
（3）稳定性－－较强的抑制外部干扰的能力和长期无故障运行 的能力；
（4）具体的技术指标：即系统的快速性、稳定性与准确性等指 标。
2、自控专业和工艺专业共同研讨确定被控参数（直接测量、 间接测量或称软测量等）；
3.建立被控过程的数学模型（包括控制通道模型与干扰通道模 型）； 4、选择控制参数（或控制介质）确定控制方案； 5、选择控制策略； 6、选择执行机构与调节阀；
4、 按系统的给定值信号特点分为 定值控制、随动控制、顺序控制等；
5、 按控制策略分为 PID控制、预测控制、推理控制、模糊控制、Smith预估控制
、自适应控制等；
七、过程控制系统的过渡过程
1.系统的静态和动态 在自动化领域内,把被调参数不随时间变化的平衡状 态称为系统的静态,而把被调参数随时间变化的不平 衡状态称为系统的动态.
例2 加热炉控制系统
控制目标：
1. 保证热油出口温度稳 定。
2 . 在保证热油出口温度 稳定的同时要求加热 炉热效率最高。
特点： 1.串级调节 2. 当某些参量不易测量时 ，可通过测量其他容易测 量的相关参量达到控制目 标； 3 燃油流量控制子系统。

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2.自动化仪表的发展
自动化仪表是一种“信息机器”，其主要功能是信息形式的转换 和表达，将输入信号转换成输出信号。信号可以按时间域或频 率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字 量形式。自动化仪表的发展一直适应着工业的需要，经历了自 力式、基地式、单元组合式、智能式和总线式几个发展阶段。 按照工作能源的不同，单元组合仪表还可分为电动单元组合仪 表(DDZ)和气动单元组合仪表(QDZ)两大类，它们都经历了Ⅰ型、 Ⅱ型、Ⅲ型3个阶段。智能仪表就是在普通的模拟仪表基础上增 加微处理器电路而形成的仪表。这里所谓的“智能”，是指现场 仪表具有普通模拟仪表拥有的信号变换、补偿、驱动等常规功 能以外，还具有一定的拟人智能的特性或功能，例如自适应、 自学习、自校正、自诊断和自组织等。
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1.传递函数
图1-13 环节的输入-输出关系
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2.框图变换 (1)框图的基本元素 (2)框图运算法则 (3)复杂框图的化简及应用
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2.框图变换
图1-14 简单控制系统框图
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(1)框图的基本元素 构成控制系统框图的基本元素包括信息、分支点、汇合点和 环节。 1)信息 2)分支点 3)汇合点 4)环节
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1.控制理论的发展
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学，它的发展 初期是以反馈理论为基础的自动调节原理。根据自动控制技术 发展的不同阶段，自动控制理论相应经历了从经典控制理论、 现代控制理论，到控制论、信息论、系统论等学科交叉的若干 发展阶段。 经典控制理论是指在20世纪40年代到50年代末期所形成的理论 体系，它主要是研究单输入单输出(SISO)线性定常系统的分析 和设计，其理论基础是描述系统输入-输出关系的传递函数，解 决SISO系统的稳定性问题。

46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
•8、你可以很有个性，但源自些时候请收 敛。•9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。

支撑结构设计
• 用支柱加固容器的支撑脚，可以 避免其挠曲。
• 用加强腹板加固支撑梁可以防止 其在承载时挠曲。
• 所有支撑梁的尺寸应保持一致， 以免因为支撑梁的挠度差异引起 重复性误差。
罐秤设计指导
加固容 器支撑
脚
支撑结构设计
• 当传感器安装在支撑梁的中间时
立柱
，在承受较重的载荷时产生的挠
度最大。
时间
放料
总重量=重量值1+重量值2+重量值3+...
过程称重控制系统
称重传感基器基本础知概识念
重量 = 重力
重力
现代电子称重系统 就
是建立在Hooke和 Newton定律基础之上 的。
称重传感器
称重传称感器重基传础感知器识原理
电阻应变传感器由弹性体， 电阻应变片，补偿元件，密封 材料等组成。
定量控制过程
物料净重
目标值 慢加值 快加值
定值控制
METTLER TOLEDO
Panther
时间
称重应用
配料
配料过程
物料总净重 加物料C 加物料B 加物料A
时间
顺序配料
AB C
MITSUBISHI
配料过程
物料总净重
连续配料
物料C 物料B 物料A
时间
MITSUBISHI
PLC
称重应用
检重分选
WEIGHTSMITTER 重量变送器 WM-0800
WEIGHTSMITTER
输出电流信号
重量变送器 重量信号
满秤量
20mA
输 重出 量电 值流
值
零点值
4 mA
Panther 称重控制终端

1.1 过程控制发展简介
过程控制经历了基地式仪表、单元组合仪表、计算机直接数字控制、集散控制、现场总 线和网络控制等几个时期，可将它们大致划分为三个阶段。 1.1.1仪表控制阶段
这个阶段分为基地式仪表和单元组合仪表两个时间段。
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20 世纪 40 年代前，过程工业生产处在初级阶段，许多作业流程靠手工、凭经验进行。 50年代前后，生产控制开始采用笨重的基地式仪表（Instruments on Base）随设备就地分散 安装，一套生产设备，一套体积不小的检测与控制仪表伴随，不同系统之间没有什么联系，测 量与控制内容大多是一些热工参量的定值控制，其目的是要保证产品质量和数量的稳定。
最大动态偏差maximumdynamicdeviation与超调在阶跃响应中响应曲线被控量随时间的变化规律偏离最终稳态值的最大幅度数值就是最大动态偏差通常是响应的第一个波峰与稳态值的距离如图12中最大偏差占响应曲线稳态值的百分比称为超调量overshoot显然最大动态偏差与超调量之间具有相同的物理含义区别是
Control）等。这对于提高产品质量和生产能力起到了积极的促进作用。
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1.1.3 网络过程自动化阶段
进入 20 世纪 80 年代以后，集散控制系统进一步发展，同时出现了具有一定智能的仪表 和执行机构。到 80 年代末、90 年代初期，现场总线控制系统（Field-bus Control Systems, FCS）问世，它突破了集散控制系统采用通信专用网络的局限，采用公开化、标准化的网络协 议，实现不同网络的互联互通；它保留集散控制系统的分散布置特点，将集中控制功能彻底下 放到现场，同时加强现场信息采集、数据计算和故障诊断等自治能力。它的基层网络不仅联接 现场检测与控制设备，而且沟通与上层网络的联系，进一步增强了生产现场的控制能力，提高 了系统的灵活性和可靠性。它主要由三部分组成：现场智能仪表、控制器和总线监督与组态计 算机组成。典型的现场总线产品有：Profibus 、基金会现场总线（Foundation Fieldbus, FF）、LonWorks 总线、CAN 总线（Control Area Network）和 HART总线（Highway Addressable Remote Transducer）。

替常规控制仪表，利用计算机强大的计算功能实现控制算法和程序控制。由于当时计算机在过
程工业生产上的应用处在初期，计算机在硬件和软件方面不完善，再加上过程控制的复杂性，
计算机直接数字控制的效果并不好，甚至出现过因计算机的故障而导致整个控制系统瘫痪的事
例。 20 世纪 70 年代中后期开始，控制系统工程师分析了计算机集中控制失败的原因，提出
的原则，将分布在生产范围内的各种控制装置、数据处理单元和操作管理设备连接在一起，实
现各环节独立分布与运作、系统间协调工作、信息共享的功能，共同完成控制、决策和管理的
任务。它具有组态方便、扩展容易、人机交互、可靠性和性价比高等特点。霍尼韦尔公司（
Honeywell Inc.）的 TDCS-2000、横河（Yokogawa）公司的 Centum 和西门子（Siemens
）公司的 Telepermm 等都是典型代表。
另外，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）也开始进入过程控
制领域。在控制方式和算法方面不仅有特殊而复杂的专门控制，如串级控制（Cascade
Control ）、比值控制（Ratio Control）、均匀控制（Equal Control）、前馈-反馈控制（
1.1.2 计算机控制阶段 这个阶段的过程控制包括计算机直接数字控制和集散控制两大块，时间上它们是连续的，
技术上有较大的跨越。
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20 世纪 60 年代后期和 70 年代初期，计算机技术开始在过程控制领域使用，出现了以
计算机为核心的直接数字控制系统（Direct Digit Control Systems, DDC）。具体用计算机代
第 1 章 绪论
过程（Process），这里是指生产或制造过程，是用物理或化学的方法将原料加工 成产品所经历的程序或阶段，它涉及步骤操作和设备运行两个方面。根据生产过程特点， 它可分为连续过程（Continuous Process）和间歇过程（Batch Process）。前者不间断 地作业，后者按预定顺序有间断地实施。