过程控制工程

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1、过程控制工程过程控制是以过程控制系统为主体，控制理论为基础，化学工程与工艺和自动化仪表、计算机为手段。一、过程控制工程研究对象过程控制是控制理论在过程控制系统中的应用。以浓度单回路为例：过程控制是把控制理论工艺分析与仪表计算机相结合的一门综合学科过程控制对过程工业带来十分明显的效益，如在保证质量、提高质量、降低消耗、安全运行、改善劳动条件，提高管理水平。二、简单控制系统1。控制对象2。控制指标稳定性、快速性、准确性在受到扰动后被控变量应该平稳、迅速、准确地恢复到设定值定值系统：稳定、准确随动系统：快速、准确时域指标：衰减比：B/B14:1(定值系

2、统）10：1（随动系统）超调量：B/C余差：R-C回复时间：Ts3.PID算法连续的PID算法：离散的PID算法a.位置算法b.增量算法c.速度算法位置算法：u(k)=Kce(k)+Ki(e(0)+e(1)….e(k)+Kd(e(k)-e(k-1))增量算法：U(k)-U(k-1)=Kc(e(k)-e(k-1))+Kie(k)+Kd(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))3.P、I、D、及控制周期的选择三、常用的复杂控制系统1.串级控制系统两个控制器串接，一个控制器作为下个控制器的设定值的系统。如定量—流量系统适用对象：调节对象滞后时间太长，单

3、回路效果差，同时又存在中间变量。优点：1.迅速克服进入付回路的扰动。2.改善主控制器的对象特性。3.控制更精确。4.控制方式灵活，主控制器可切除2.前馈控制系统一般系统-----闭环控制-----偏差-----调节前馈系统---开环系统----补偿Y(s)=(Gf(s)+Gd(s)Gp(s))F(s)Gd(s)=-Gf(s)/Gp(s)前馈系统特点：1.必须测取干扰变量。2.是一种补偿控制3.前馈对模型要求高，一般不单独使用。一般：前馈----反馈控制如浓度—流量系统3.分程控制系统一个检测变量，控制多个执行机构常常使用的双阀控制：如：室内温度控

4、制系统流浆箱控制系统热泵控制系统4.解耦控制Xt(s)=It(s)G11(S)+Ih(S)G21(S)Xh(s)=It(s)G22(S)+Ih(S)G12(S)写成矩阵形式：Xt(s)=G11(S)，G21(S)It(S)Xh(s)=G22(S)，G12(S)Ih(S)输出：It(s)=Ut(s)D11(S)+Uh(s)D21(S)合并后：x(s)=G(S)D(S)*U(s)Ih(s)=Ut(s)D22(S)+Uh(s)D12(S)过程变量：PID回路的控制量采样，在本系统中为阀门阀位采样阀位输出值：PID回路的控制量输出，在本系统中为输出阀门阀

5、位阀位输出前值：PID回路的控制量的前次输出控制量设定：PID回路的检控量的设定数值根据工艺要求设定在控制回路画面中设定，不需要在监控画面中设定。控制量采样：PID回路的检控量的采样增益*：PID回路的增益系数,推荐0.8--1.2积分系数*：PID回路的积分系数,推荐0.05--0.5微分系数：在本系统中无意义,请务必设定为零偏差：PID回路本次计算的偏差偏差前值：上次计算的偏差偏差前前值：前两次计算的偏差du：PID回路计算的增量小偏差*：PID回路的小偏差参数（阀位偏差）小步长(0.01s)*：PID回路的相应小偏差时的输出步长参数，步长与

6、开关阀门的时间相对应。大偏差*：PID回路的大偏差参数（阀位偏差）。大步长(0.01s)*：PID回路相应大偏差时的输出步长参数。阀底*：PID回路控制阀门的阀位下限(阀门关闭时的阀位采样)阀顶*：PID回路控制阀门的阀位上限(阀门全开时的阀位采样)PID输出模式：当设定为位置输出时PLC检测阀位,增量输出时不检测阀位。PID控制方式：当设定为正作用时,表示阀门控制方向与控制量偏差方向相同,否则相反PID偏差控制：当设定为累计小偏差时,单次PID计算不足以产生输出的偏差量将逐次累计,直至产生输出,否则忽略