过程控制仪表第1章_绪论

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1、1过程控制仪表教材：向婉成，《控制仪表与装置》机械工业出版社参考教材：1.林德杰，《过程控制仪表及控制系统》机械工业出版社，20092.侯志林，《过程控制与自动化仪表》机械工业出版社，20023.施仁，《自动化仪表与过程控制》电子工业出版社，2003总学时：32，授课：28学时，实验：4学时联系电话：0731-82655377(o),13677396690电子邮箱：cswangli@mail.csu.edu.cn2课程介绍《过程控制仪表》是由化工自动化，化工过程控制发展而来的；是自动化专业、电气工程专业、测控专业等的核心课程。

2、《过程控制仪表》是一门应用性学科。它以工艺过程分析、仪表和计算机为两翼，以控制原理为基础，用于工业生产过程的控制系统设计、分析和应用的综合性工程应用课程，是自动化、电气工程专业、测控等专业为了培养适应飞速发展的现代自动化技术而开设的一门非常重要的专业选修课程。3通过学习过程控制仪表课程，要求了解过程控制系统的概念、基本原理和基本分析方法。为设计调试自动控制系统打下坚实的基础。了解控制系统组成，即明确过程控制系统的被控制对象、被控量、调节器和执行器以及检测装置等主要环节。掌握过程检测控制仪表如变送器、调节器、执行器、防爆安全栅等

3、的工作原理、特点和应用场合。学习要求4第1章绪论2学时第2章变送器10学时第3章防爆安全栅4学时第4章模拟式调节器6学时第五章数字调节器4学时第7章执行器2学时课程安排5第一章绪论控制仪表和装置是自动控制系统的重要设备(硬件)，对生产过程进行自动控制，使工艺参数符合期望值。因此他们是实际生产过程自动化的重要工具。本章主要内容：过程控制与系统过程控制仪表的分类模拟信号制及供电方式全数字控制仪表装置间的通信方式6过程控制是指连续生产过程的自动控制。石油、化工、水利、电力、冶金、轻工、纺织、制药、建材、核能、环境工程等许多领域的自动

4、控制系统，都属于过程控制系统。连续生产过程的特征是：生产过程中的各种流体，在连续（或间歇）的流动过程中进行着物理化学反应、物质能量的转换或传递。1.1过程控制系统的组成：例如室内温度的控制。图1为人工控制室温。§1-1过程控制与系统7在此人的作用可分为三步：眼看脑想手动送风回风恒温室温度计阀门图1室温人工控制示意图8眼看——用传感器或变送器将温度信号转换为控制器可接受的信号。脑想——控制器将输入的实测温度信号和要求值进行比较（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

5、于人的经验和注意力，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。图2为室温自动控制系统，自动化仪表代替了人。9回风恒温室23送风热水M回水41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TCTT10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控制器温度检测调节阀加热器及房间+e实测值－图3过程控制系统原

6、理方框图11过程控制系统实例根据国家有关规定，必须对污水进行处理，使其酸碱度PH=7，才能排入江河湖泊，为此，组成图5所示的PH控制系统。图5PH控制系统1-贮液罐2-PH变送器3-PHC调节器4-调节阀12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－图4过程控制系统原理方框图过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。13由上述两个过程控制系统实例可见，过程控制系统由检测元件、变送器、调节器、调节阀和电子计算机

7、（也可以看作一台仪表）及被控过程组成。若将检测元件、变送器、调节器、调节阀和电子计算机看作过程测量控制仪表，则一个简单的过程控制系统由被控过程和过程测量控制仪表两部分组成。过程控制系统的组成141.2过程控制的特点过程控制系统具有以下特点：1．控制对象复杂、控制要求多样2．控制方案丰富3．控制对象大多属于慢过程4．大多数工艺要求定值控制5．大多使用标准化的检测、控制仪表及装置1.3过程控制的发展概况过程控制的发展历程，就是过程控制装置（自动化仪表）与系统的发展历程。1.3.1过程控制装置与系统的发展过程1．仪表化与局部自动化阶

8、段1520世纪50～60年代，一些工厂企业实现了仪表化与局部自动化，这是过程控制发展的第一个阶段。这个阶段的主要特点是：检测和控制仪表主要采用基地式仪表和部分单元组合仪表（多数是气动仪表），组成单输入-单输出的单回路定值控制系统，对生产过程的热工参数，如温度、压力、流量和液位