过程控制与自动化仪表(绪论).ppt

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1、过程控制与自动化仪表主要内容绪论检测仪表调节器执行器和防爆栅调节对象的特性及实验测定单回路调节系统设计及调节器参数整定复杂调节系统主要内容绪论检测仪表调节器执行器和防爆栅调节对象的特性及实验测定单回路调节系统设计及调节器参数整定复杂调节系统绪论过程控制发展概况过程控制系统组成与分类过程控制特点及性能指标过程控制（Processcontrol）是指用控制手段对连续生产过程的某些物理参数进行自动控制。采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置、计算机等对整个生产过程进行自动检测、监督和控制。石油、化工、水利、电力、冶金、轻工、纺织

2、、制药、建材、核能、环境工程等许多领域的自动控制系统，都属于过程控制系统。过程控制定义过程控制与运动控制的关系自动控制专业课过程控制运动控制过程控制研究冶金、化工、石油、电力等工业过程中的温度、压力、流量、液位、成份PH值等六大参数的控制运动控制研究速度、位置控制，如电机调速、航天、机器人等过程控制发展概况炼油钢铁煤气污水处理电力石化过程控制的发展简况仪表化与局部自动化阶段（20世纪50～60年代）综合自动化阶段（20世纪60-70年代中期）全盘自动化阶段（20世纪70年代中期至今）过程控制发展概况仪表化与局部自动化阶段

3、（50～60年代）系统结构大多为单输入-单输出的单回路定值控制系统。过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合式仪表，大多为气动仪表。保持温度、压力、流量、液位等工艺参数的稳定，确保生产安全运行。分析和综合的理论基础为经典控制理论。过程控制发展概况基地式仪表一般与检测装置、显示装置一起组装在一个整体内同时具有检测、控制与显示的功能结构简单、价格低廉、使用方便通用性差，信号不易传递一般应用于简单控制系统过程控制发展概况压力控制器温度控制器综合自动化阶段（60-70年代中期）工业生产过程出现了一个车间甚至于一个工厂的综合自动

4、化。过程检测控制仪表是单元组合仪表和组装式仪表。逐步采用数字计算机以及以微处理器为基础的集散控制系统，出现了DDC和SPC。各种复杂的控制系统的出现（如串级控制、前馈—反馈复合控制、Smith预估控制以及比值、均匀、选择性控制等）。分析和综合的理论基础发展到了现代控制理论。过程控制发展概况单元组合仪表流量传感器流量控制器执行器全盘自动化阶段（70年代中期至今）实现了过程控制最优化与现代化的集中调度管理相结合智能仪表（如数字调节器、可编程控制器等），电动单元仪表实现了本质安全防爆；定值控制－>最优控制、自适应控制；单变量－

5、>多变量；仪表控制－>计算机分布式控制。计算机集成过程控制系统CIPS，计算机集成制造系统CIMS，集散控制系统DCS，现场总线控制系统FCS，企业资源规划ERP。经典控制+现代控制+智能控制过程控制发展概况集中管理，分散控制基于数字控制仪表和计算机与网络技术DCS，DistributedControlSystemFCS，FieldbusControlSystem由智能仪表构成的现场总线控制系统控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能仪表便可实现生产过程的检测、控制开放的、标准化的通信网络过程控制系统组成过程控制系统组成：被

6、控过程（Process）过程检测控制仪表（Instrumentation）被控过程是指运行中的多种多样的工艺生产设备过程检测控制仪表包括：测量变送元件（Measurement）控制器（Controller）执行机构（ControlElement）过程控制系统组成与分类图1为人工控制室温。为保证恒温室温符合要求，操作人员要随时观察温度计的指示值，并随时判断和决定如何操作阀门来保证恒温要求，然后进行操作。人的动作分三步：眼看脑想手动图1室温人工控制示意图送风回风恒温室温度计阀门实例眼看——用传感器将温度信号转换为控制器可接受

7、的信号。脑想——控制器将输入的实测温度信号和要求值比较（相减求偏差),并按偏差值计算出控制量。手动——人工阀门换成控制阀，按控制信号自动改变开度。人工控制受制于经验和注意力，控制不精确。而自动控制按设定好的方案进行计算控制，可以做到精确的、恰当的控制。过程控制系统：为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的一个整体。图2为室温自动控制系统，自动化仪表代替了人。图2室温自动控制系统示意图1—热水加热器；3—控制器；2—传感变送器；4—执行器回风恒温室23送风热水M回水41TCTT

8、在讨论控制系统工作原理时，为清楚地表示自动控制系统各组成部分的作用及相互关系，一般用原理框图来表示控制系统。如图2的室温控制系统是由温度变送器、控制器、电动调节阀和加热器及房间组成。给定值被控变量干扰f控制器变送器调节阀加热器及房间+e实测值－用通用名称表示为：给定值被控变量干扰f控制器变送器执行器被控对象+e实测值