资源描述：
《过程控制第一章绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、过程控制一 生产过程自动化的发展概况和趋势1)过程控制定义2)自动化技术发展简介二 过程控制的任务和要求绪论8/5/20212过程控制一生产过程自动化的发展概况和趋势1.过程控制定义：通常是指石油,化工,电力,冶金,轻工,建材和核能等工业生产中连续或按一定周期进行的生产过程自动控制,它是自动化技术的重要组成部分．2.针对参数：温度,压力,流量,液位(物位),成分和物性8/5/20213过程控制3.工业生产对过程控制的要求①安全性 （最基本，最重要要求）在整个生产过程中，确保人身和设备的安全保证措施：参数越限报警,事故报警,联锁保护,在线故障预测和诊断,设计容错控制系统．②经济
2、性使生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少,即低成本高效率.通过实现生产过程局部或整体最优化来实现．③稳定性系统具有抑制外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力8/5/20214过程控制4.自动化技术发展概况(三个阶段)(1)第一阶段(经典控制理论)1)理论基础：传递函数(被控系统的数学描述)根轨迹法和频率法(对系统进行分析和综合)2)设计方法：将复杂的生产过程分解为若干个简单过程，实现单输入单输出的控制系统3)缺点：①只能满足于保持生产的稳定和安全，属于局部自动化范畴②依赖手工和经验8/5/20215过程控制简单控制系统方框图r---给定值(模拟,数字)e---偏差
3、(e=r-ym)u---调节器输出μ---执行器输出ym---被调量的测量信号D---干扰y---被调量实际值8/5/20216过程控制(2)第二阶段(现代控制理论)1)理论基础:状态空间分析方法,包括以最小二乘法为基础的系统辩识,以极大值和动态规划为主要方法的最优控制和以卡尔曼滤波理论为核心的最佳估计等．2)优点：①能够深入揭示系统内在的规律性,从局部控制进入到一定意义下的全局最优②在结构上已经从单环扩展到适应环,学习环．3)缺点:①由于当时计算机技术的限制,计算机控制处于试验阶段②现代控制理论与工程实际之间有较大差距:建模困难,性能指标不易确定,控制策略缺乏.现代控制理论
4、是人们对控制技术在认识上的一次质的飞跃,为实现高水平的自动化奠定了理论基础.同时,电子计算机的发展为实现工业自动化提供了重要的技术手段.出现了直接数字控制(DDC)系统和计算机监控系统．8/5/20217过程控制直接数字控制系统直接数字控制系统特点：①多输入多输出，在线实时控制②分时方式控制③灵活性、多功能性，控制由计算机完成．8/5/20218过程控制计算机监控系统8/5/20219过程控制(3)第三阶段(第三代控制理论)特点:①可靠性高，价格低．由于计算机，大规模集成电路技术的发展，使计算机功能更强，价格大幅度降低.在采用了冗余技术,软硬件自诊断功能等措施后，可靠性提高到
5、基本上能够满足工业控制的要求②多学科相互交叉,相互渗透.突破了局部控制,进入到全局控制.英文缩写DDC－－直接数字控制(DirectDigitalControl)DCS－－分布式/集散控制(DistributedControlSystem)CIPS－－计算机集成过程(生产)系统(ComputerIntegratedProduc-tionSystem)8/5/202110过程控制二 过程控制的任务和要求任务：在了解掌握工艺流程及生产过程的静态和动态特性的基础上，根据安全性，经济性，稳定性的要求，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．要求：安全性，经济
6、性，稳定性8/5/202111过程控制过程控制系统的设计步骤：加热炉控制流程图1)确定控制目标要设计过程控制系统，首先必须了解控制目标．对于给定的被控过程，可以根据具体情况提出各种不同的控制目标.本例中可以有几个目标:①在安全运行的条件下，保证热油出口温度稳定②在安全运行条件下，保证热油出口温度和烟气含氧量稳定③在安全运行条件下，保证热油出口温度稳定,而且加热炉热效最高8/5/202112过程控制2)选择测量参数(被调量)无论采用什么控制方案，都需要通过某些参数的测量来控制和监视整个生产过程．参数由目标确定．如需温度稳定，就肯定要检测温度参数．确定了参数，应选择合适的测量元件
7、和变送器．有些参数难以直接测量,则应通过测量与之成一定关系的另一些参数来获取3)操作量的选择一般情况下，操作量都是工艺规定的，设计中没有多大的选择余地．但在有多个操作量和被调量的情况下，用哪个操作量去控制哪个被调量还是需要认真选择的．4)控制方案的确定控制方案是随控制目标和控制精度要求而不同的,它是整个设计过程中的关键步骤8/5/202113过程控制①如果采用的是第一种方案，即：在安全运行的条件下，保证热油出口温度稳定．那么只要对炉子进行人工调整，使之不冒黑烟，不熄火，保证一定的安全性和经济性，然后采用
