化工仪表及自动化 第00章 引言

《化工仪表及自动化 第00章 引言》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工仪表及自动化2007年3月李学聪13380039580leexuecong@yahoo.com.cn1化工仪表及自动化课程安排（30学时）讲课：28考试：2成绩评定：考试：70%出勤：15%作业：15%2何为(过程)自动化？如何来构筑一个控制系统自动化技术、自动化仪表的简要发展过程本课程的主要知识点第0章引言30.1何为(过程)自动化在工艺设备上，配备一些自动化装置，用它们来代替操作人员的（部分）直接劳动，使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行，也即：用自动化装置来管理设备（生产过程），使之正常运行。从工艺的眼光来看换一种说法：所谓自动化是使工艺参数保持在需要的值或者状

2、态上，或者使生产过程按照一定的程序或者步骤运行，保证生产过程运行在最佳状态(理解)最高目标从控制的眼光来看4所谓“自动控制”是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到预期的状态或满足预期的性能要求。为什么要实现自动控制？原因一：代替人的劳动，减轻劳动强度，提高生产效率。原因二：炼油、化工、冶金、电力、生物、制药等工业过程的生产规模越来越向大型化、复杂化方向发展，各种类型的自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。50.2如何来构筑一个控制系统？谁需要控制控制

3、什么什么时候需要控制拿什么来控怎么来控怎么构成一个自控回路如何把控制结果显示出来如果一个对象有很多很多控制回路怎么办？6测量仪表设定值控制器人工操作自动控制(Automaticcontrol)进料口H出料口玻璃管液位计70.3自动化技术的简要发展过程控制理论仪表控制系统（自动化装置）8控制理论的简要发展过程自动控制的本质：是指应用自动化仪器仪表、自动控制装置代替人，自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到预期的状态或满足预期的性能要求。控制问题的本质：就是要求基于对象内在的动力学本质和规律，运用适当的数学工具求取问题的解。“控制”这一

4、概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，作为自动控制科学的核心的控制理论与技术也自然而然地在人们征服自然与改造自然的历史中发展起来。9经典控制理论1868年J.C.Maxwell解决了蒸汽机调速器的精度和稳定性之间的矛盾，他所发表的“论调节器”是目前比较公认的第一篇控制理论论文。1877年E.J.Routh和1895年A.Hurwitz创造性地提出了称为Routh稳定性判据，它是最基础的稳定性分析工具之一。1932年Nyquist提出了“Nyquist稳定性判据”。1945年Bode建立了控制系统的频域设计方法（Bode图法）。之后，经过Wienner、Nichols等人的

5、杰出贡献，终于形成了经典的反馈控制和频域理论，并于20世纪50年代趋于成熟。经典控制理论建立在传递函数基础上的，主要针对线性定常、SISO对象，基于反馈控制的主导思想，完成控制系统的镇定任务。经典控制理论最辉煌的成果首推PID控制规律，对于无时间延迟的SISO系统极为有效。直到目前，在工业过程控制中仍然被广泛应用（90％以上）。10现代控制理论由于工业生产过程也向着大型化、连续化的方向发展。导致（a）控制系统渐趋复杂：在整体结构上，表现为非线性、不确定性、无穷维、多层次等；在被处理的信息上，表现为信号的不确定性、随机性、不完全性等。（b）控制要求越来越高，除了实现单纯的稳定控制

6、以外，控制器的设计往往还要追求最佳的性能要求。经典控制理论已无法满足解决多变量、非线性、不确定性以及最佳性能要求等问题的需要，这在客观上促使现代控制理论得以建立和发展。11现代控制理论Pontryagin提出的“极大值原理”Bellman提出的动态规划理论Kalman滤波及其能控、能观和反馈镇定理论Lyapunov稳定性理论现代控制理论发展的基础现代控制理论主要研究分支有：自适应控制鲁棒控制非线性控制大系统理论模糊控制神经网络控制预测控制……12经典控制理论和现代控制理论的关系对于经典控制理论、现代控制理论以及智能控制理论而言，并非意味着相互的否定和排斥，它们之间有着共同发展、

7、互相渗透、相互结合的发展关系。需要提出的是，在当今的过程控制领域中，几乎有90％以上的控制回路仍然沿用经典的PID控制算法或PID控制算法的变形，并能够获取比较满意的控制效果。13仪表的简要发展过程常见的测控参数：T、P、L、F、A（五大参数）（？）测控仪表的分类：变送器（传感器）、执行器、控制器控制器：常规调节器、智能调节器、计算机系统14基地式仪表只具备简单测控功能，其信号一般仅在本仪表内起作用，各测控点间的信号难以相互沟通，操作人员只能通过巡视生产现场来了解生产状况。（目前已淘汰）单元