【有容乃大苦守寒窖系列】过程装备控制技术及应用复习指导.ppt

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1、过程装备控制技术及应用机械工程学院：冯小康前言《过程装备控制技术及应用》课程是经全国高等学校化工类及相关专业教学指导委员会化工装备教学指导组讨论决定，确定为“过程装备与控制工程”专业的核心课程之一。本专业学生通过该课程的学习，可以将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机地结合在一起，培养学生成为掌握多学科知识与技能的复合型人才。该课程教材全书共分七章，理论课讲授学时为48学时，由于学时的限制，第七章的内容为选修内容，所以本课件中没有包括第七章的内容。本书内容丰富，涉及面广。在各章中选编了一些实例，并

2、附有习题与思考题，有利于对过程控制基础理论学习较少的读者掌握与应用，也有利于学生对本课程内容的学习、理解和掌握。目录第一章控制系统的基本概念第二章过程装备控制基础第三章过程检测技术第四章过程控制装置第五章计算机控制系统第六章典型过程控制系统应用方案第一章控制系统的基本概念1.1概述1.2控制系统的组成1.3控制系统的方框图1.4控制系统的分类1.5控制系统的过渡过程及其性能指标附录一：本章的重点和难点附录二：思考题与习题1.1概述过程装备控制是指在过程设备上，配上一些自动化装置以及适合的自动控制系统来代替操作人员的

3、部分或全部直接劳动，使设计、制造、装配、安装等在不同程度上自动地进行。这种利用自动化装置来管理生产过程的方法就是生产过程自动化。因此，过程装备控制是生产过程自动化最重要的一个分支。生产过程自动化是提高社会生产力的有力工具之一。它在确保生产正常运行，提高生产质量，降低能耗，降低劳动条件，减轻劳动强度等方面具有巨大的作用。自20世纪30年代以来，随着自动控制理论的不断发展以及电子计算机的出现，自动化技术已取得了惊人的成就，在工业生产和科学发展中起到关键的作用。当前，自动化装置已成为大型设备不可分割的重要组成部分。可以说

4、，如果不配置合适的自动控制系统，大型生产过程是根本无法运行的。实际上，生产过程自动化的程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。1.1.1生产过程自动化系统所包含的内容生产过程自动化系统包含如下四个部分的内容：（1）自动检测系统：要控制不断进行着各种物理化学变化的生产过程，首先必须随时了解生产过程中各工艺参数的变化情况。为此，必须采用各种检测仪表（如热电偶、热电阻、压力传感器等）自动连续地对各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位）进行测量，并将结果用仪表（如动圈仪表、电子电位差计等）指示记录下来供操作人员观察

5、、分析或将测量到的“信息”传送给控制系统，作为自动控制的依据。（2）信号连锁系统：信号连锁系统是一种安全装置。在生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响会导致某些工业变量超出允许的范围，使生产过程不能正常运行，严重时甚至会引起燃烧，爆炸等事故。为了确保安全生产，常对这些关键性变量设置信号报警或连锁保护装置。其作用是在事故发生前，自动地发出声光报警信号，引起操作员的注意以便及早采取措施。如工况已接近危险状态，信号连锁系统将启动：打开安全阀，切断某些通路或紧急停车，从而防止事故的发生或扩大。（3）自动操纵系统：这是一种根

6、据预先规定的程序，自动的对生产设备进行某种周期性操作，极大地减轻操作人员的繁重或重复性体力劳动的装备。例如，合成氨造气车间煤气发生炉的操作就是按照程序自动地进行的，如自动进行吹气、上吹、下吹制气、吹净等步骤，周期性地接通空气与水蒸气实现自动操纵。（4）自动控制系统：利用一些自动控制仪表及装置，对生产过程中某些重要的工艺变量进行自动调节，使它们在受到外界干扰影响偏离正常状态后，能够自动地重新回复到规定的范围内，从而保证生产的正常进行。1.1.2过程装备控制的任务和要求过程装备控制是工艺生产过程自动化的重要组成部分，它

7、主要是针对过程装备的主要参数，即温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等参数进行控制。工艺生产过程装备控制的要求是多方面的，最终可以归纳为三项要求：即安全性、经济性和稳定性。安全性，是指在整个生产过程中，确保人身和设备的安全，这是最重要也是最基本的要求。通常是采用越限报警，事故报警和连锁保护等措施加以保证。经济性，是指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少。也就时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

8、稳定运行的能力。过程装备控制的任务就是在了解，掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据上叙三项要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适的技术手段加以实现。因此可以说，过程装备控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪表仪器等相结合而构成的一门综合性应用科学。工业生产过程都是在一定的温度、压力、浓度、物位等工艺条件下进行的。为此，必须对这