过程控制复习.ppt

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1、过程控制的任务和要求什么是过程控制？过程控制是工业自动化中最重要的一个分支，它主要针对所谓六大参数，即温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等参数的控制问题。生产对过程控制的要求主要归纳为三点：1.安全性在整个生产过程中，确保人身和设备的安全，这是最重要的也是最基本的要求；现代企业必须把符合国家制定的环境保护法作为生产安全性的重要组成部分。12.经济性旨在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少，也就是要求生产成本低而效率高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为了满足上述

2、三个要求，在理论上和实践上都还有许多课题有待研究。二、过程控制的任务和要求2过程控制的任务是：在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，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。所以说过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。过程控制的任务和要求3过程控制系统的设计和实现步骤：1、确定控制目标：可根据具体情况提出各种不同的控制目标2、选择测量参数：通过某些参数的测量

3、来控制和监视整个生产过程3、操作量的选择：大多情况下没有多大选择余地，如有多个操作量和被调量的情况下，必须认真选择由哪个操作量去控制哪个被控量4、控制方案的确定：与控制目标有密切关系，控制策略随控制目标和控制精度要求而不同，是整个设计过程中的关键步骤5、选择控制算法：控制方案决定了控制算法6、执行器的选择：根据操作量的工艺条件和对调节阀流量特性的要求来选择合适的调节阀47、设计报警和联锁保护系统：关键参数应有越限报警，报警系统的作用是在于及时梯形操作人员密切注意监视生产状况，以便采取措施减少事故的发生；联锁保

4、护系统是指当生产出现严重事故时，为保证设备、人身安全，使各个设备按一定次序紧急停止运转的系统。8、控制系统的调试和投运：控制系统安装完毕后，应随着生产过程进行试运行，按控制要求检查和调整各控制仪表和设备的工作状况，包括调节器参数的整定等，依次将全部控制系统投入运行。二、过程控制的任务和要求5为什么要研究被控对象的动态特性？因为控制系统的设计方案都是依据被控对象的控制要求和动态特性进行的，调节器参数的整定也是根据对象的动态特性来进行的。第一章生产过程的动态特性§1-1过程控制系统的性能指标过程控制系统在运行中有

5、两种状态：稳态和动态何为稳态？此时系统没有受到任何外来干扰，同时设定值保持不变，因而被调量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。何为动态？当系统受到外来干扰的影响或者在改变了设定值后，原来的稳态遭到了破坏，系统中各组成部分的输入输出量都相继发生了变化，尤其是被调量也将偏离原稳态值而随时间变化，这时系统就处于动态。6结论：要评价一个过程控制系统的工作质量，只看稳态是不够的，还应该考核它在动态过程中被调量随时间变化的情况。过程控制系统的性能指标评价控制系统的性能指标要根据工业生产过程对控制的要求来制定，这

6、种要求可概括为：稳定性、准确性和快速性上述三方面的要求在时域上体现为若干性能指标,包括：单项性能指标:如衰减比(及衰减率)、最大动态偏差(及超调量)、残余偏差、调节时间(及振荡频率)等。综合性能指标：如误差积分、绝对误差积分、平方误差积分、时间与绝对误差乘积积分7过程控制系统的性能指标81.对象的动态特性是不振荡的对象的阶跃响应通常是单调曲线，被调量的变化比较缓慢。对象的幅频特性M(ω)和相频特性φ(ω),随着频率的增高都向下倾斜。被控对象的动态特性2.对象动态特性有迟延由于迟延的存在，调节阀动作的效果往往需

7、要经过一段迟延时间后才会在被调量上表现出来。迟延的主要来源是多个容积的存在，容积的数目可能有几个直至几十个。93.被控对象本身是稳定的或中性稳定的。有些被控对象，当调节阀开度改变致使原来的物质或能量关系遭到破坏后，随着被调量的变化不平衡量愈来愈小，因而被调量能够自动地稳定在新的水平上。这种特性称为自平衡，具有这种特性的被控对象称为自衡过程。如果对于同样大的调节阀开度变化，被调量只需稍改变一点就能重新恢复平衡，就说该过程的自平衡能力强。自平衡能力的大小用对象静态增益K的倒数衡量,称为自平衡率：被控对象的动态特性

8、103.被控对象本身是稳定的或中性稳定的。有些被控对象，当调节阀开度改变致使原来的物质或能量关系遭到破坏后，不平衡量不因被调量的变化而改变，因而被调量将以固定的速度一直变化下去而不会自动地在新的水平上恢复平衡。这种对象不具有自平衡特性，称为非自平衡过程。这种系统是中性稳定的，就是说，它需要很长的时间，被调量才会有很大的变化。不稳定的过程是指原来的平衡一旦被破坏后，被调量在很短的时间内就发生很大的变化