过程控制系统的基本概念

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1、过程控制装备适用于自动化、化学、轻工等专业的学生学习；以及工厂工程技术人员、生产操作人员的培训。承德石油高等专科学校电气电子系自动化教研室2015年3月上次课程重点内容回顾：1、过程工业，过程工业是以流程性物料为主要处理对象，具有连续性生产过程特点的各种工业之总称。最传统、典型的过程工业：化肥、石油化工、生物化工、制药、农药、染料、食品、炼油、轻工、热电、核工业、公用工程、矿物加工等都属于过程工业。上次课程重点内容回顾：2、生产过程自动化，是指石油、化工、电力、冶金、轻工等工业部门以连续性物流为主要特征的生产过程的自动控制，主要解决各种生产过程中的温度

2、、压力、流量、液位（或物位）、以及成分（或物性）等参数的自动监测和控制问题。用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制（ProcessControl）。课程学习的主要目的：通过课程学习掌握过程控制系统的组成、原理及各环节的作用；能了解过程工业生产对象的基本特性及其对控制质量的影响；掌握生产过程常见参数的测量方法及仪表原理、特点，在此基础上能合理地选择过程控制系统中使用的自动化仪表；掌握简单过程控制系统的设计、投运及参数整定熟悉并了解过程工业中应用广泛的过程控制装备的构成和控制方法；能根据工艺和过程控制两方面的要

3、求和自控设计人员共同讨论、拟订合理可行的各种自动控制方案。上次课程重点内容回顾：学习要求：1、每人准备一作业本2、及时复习，独立完成作业3、答疑：A317教学计划：展示单元一过程控制系统的基本概念§1.1概述一、生产过程自动化系统所包含的内容二、过程控制装备的任务及要求§1.2过程控制系统的组成*一、控制系统的概念二、控制系统的分类三、过程控制系统的发展单元一过程控制系统的基本概念§1.3控制系统的过渡过程及其性能指标一、控制系统的过渡过程二、控制系统的性能指标*§1.4过程控制系统的两种表示形式一、方框图二、管道及仪表流程图*熟练掌握过程控制的概念、

4、组成和分类；熟练掌握过程控制系统的两种表示形式；掌握生产过程自动化系统所包含的内容和过程装备控制的任务和要求；掌握控制系统的过渡过程及其性能指标；熟悉过程控制系统的分类方式；了解自动控制系统的发展趋势。本单元重点掌握内容本次课作业题1、简述过程控制的概念。2、过程控制系统主要有哪些单元组成？3、什么是负反馈？技能提高部分：1、能绘制系统方框图2、能识读简单的管道仪表流程图§1.1概述一、生产过程自动化系统所包含的内容二、过程控制装备的任务及要求一、生产过程自动化系统所包含的内容一般包括自动检测、自动信号连锁保护、自动操纵和自动控制等内容。1.自动检测系

5、统，如图所示利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的，称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录，起到人的眼睛的作用。图1-1热交换器自动检测系统示意图2.自动信号和联锁保护系统生产过程中的一种安全装置对生产过程关键参数设置越限报警或连锁保护作用：报警、连锁保护当关键工艺参数超过了允许范围，在事故即将发生以前，信号系统就自动地发出声光信号告诫操作人员注意，并及时采取措施。如工况已到达危险状态时，联锁系统立即自动采取紧急措施，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车，以防止事故的发生和扩大。3.自动操纵及自动开停车系统自动操

6、纵系统是一种根据预先规定的步骤（程序），自动地对生产设备进行某种周期性操作。如合成氨造气车间煤气发生炉的操作自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。4.自动控制系统是利用自动控制仪表及装置构成的闭环系统，对生产过程中某些重要的工艺变量进行自动调节。在工艺变量受到外界干扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，自动控制系统能自动地控制而回到规定的数值范围内。二、过程控制装备的任务及要求1.过程装备控制的任务：主要针对过程装备的主要参数进行控制。主要参数包括：温度T（temperature）；压力P（pressure）；流量F(

7、flow)；物位L（level)；成分A(analysis)等2工业生产对过程控制装备的要求：可以归纳为三项：即安全性、经济性和稳定性。安全性是最重要也是最基本的要求。指在整个生产过程中，确保人身和设备的安全。采用措施：越限报警、事故报警，连锁保护等随着控制技术和计算机技术的不断发展，在线故障预测和诊断、容错控制等技术的引入，进一步提高了系统的安全性。经济性是要求生产成本低而效率高。随着市场竞争加剧和能源的匮乏，经济性已越来越受到各方面的重视。稳定性是指系统应具有抵抗外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力。影响稳定运行的因素是多方面的。如：在生产过程

8、中，原材料成分变化；反应器内催化剂老化；换热器表面结垢等§1.2过程控制系统的组成一、控制系统