过程控制绪论(邵裕森版).ppt

-1 过程控制 第一章 绪论 本章主要内容 1. 过程控制的基本概念 2. 过程控制的任务 3. 过程控制系统的组成 4. 过程系统的分类 5. 过程控制的特点 6. 过程控制的发展状况 7. 过程控制系统的性能指标 8. 课程内容简介 1.1 过程控制的基本概念 1. 工业自动化： 利用各种自动化装置对工厂或企业的生产设备或生产过程进行的自动监测,自动调节,自动控制,自动显示及管理等。 工业自动化涉及的范围极广，可分为：生产过程自动化、电气传动自动化、电力系统自动化、生产管理自动化、楼宇自动化等等。 生产过程自动化是其中的重要分支。它主要针对温度、压力、流量、液位（或物位），成分和物性等参数的控制问题进行研究。 1.1 过程控制的基本概念 2. 何谓过程: 将原料(物质)接收过来,利用能源进行诸如加热、冷却等处理,使其发生化学的或物理的变化,最终生产出所需要的物质或能源的系统。 3. 过程控制： 为了按所希望的效率，质量和产量生产出产品，将过程内各部分的变量控制在所希望的值．即完成对诸如温度，压力，流量，液位（物位）等参数量的生产过程的自动调节。 1.2 过程控制的任务 4. 过程控制的任务： 　　在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性基础上，根据生产工艺的要求，应用控制理论对系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。值得指出的是，为适应当前生产对控制的要求愈来愈高的趋势，必须充分注意现代控制技术在过程控制中的应用，因此可以说，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。 1.3 过程控制系统的组成 　过程控制系统：通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、成分、粘度、湿度和pH值(酸碱度或氢离子浓度)等这样一些过程变量的系统。 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。例如：发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统；转炉供氧量控制系统；集散控制系统(DCS) 1.3 过程控制系统的组成 例1如室内温度的控制 图1为人工控制室温。假设在冬季，室内加温是通过热水加热器，将送风加热后源源不断送往恒温室。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。 1.3 过程控制系统的组成 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。 1.3 过程控制系统的组成 1.3 过程控制系统的组成 1.3 过程控制系统的组成 例2 发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统 锅炉是电力、冶金、石油化工等工业部门不可缺少的动力设备，其产品是蒸汽。发电厂从锅炉汽鼓（汽包）中出来的饱和蒸汽经过过热器继续加热成为过热蒸汽。过热蒸汽的温度是火力发电厂生产工艺的重要参数。 过热蒸汽温度控制是保证汽轮机组（发电设备）正常运行的一个重要条件。通常过热蒸汽的温度应达到460℃左右再去推动汽轮机做功。 1.3 过程控制系统的组成 每种锅炉与汽轮机组都有一个规定的运行温度，在这个温度下运行，机组的效率最高。如果过热蒸汽的温度过高，会使汽轮机的寿命大大缩短；如果温度过低，当过热蒸汽带动汽轮机作功时，会使部分过热蒸汽变成小水滴，小水滴冲击汽轮机叶片，会造成生产事故。所以必须对过热蒸汽的温度进行控制。 过热器之前或中间部分串接一个减温器，通过控制减温水流量的大小来控制过热蒸汽的温度。 1.3 过程控制系统的组成 1.3 过程控制系统的组成 控制过程： 本系统采用DDZ-Ⅲ 型电动单元组合仪表。系统中过热蒸汽温度采用热电阻温度计1来测量，并经温度变送器2（TT)将测量信号送至调节器（TC)3的输入端，与过热蒸汽温度的给定值进行比较得到其偏差，调节器按此输入偏差以某种控制规律进行运算后输出控制信号，以控制调节阀4的开度，从而改变减温水流量大小，达到控制过热蒸汽温度的目的。 1.3 过程控制系统的组成 1.3 过程控制系统的组成 例3 转炉供氧量控制系统 转炉是炼钢工业生产过程中的一种重要设备。熔融的铁水装入转炉后，可以通过氧枪供给转炉一定的氧气量，在氧气的作用下，铁水中的碳逐渐氧化燃烧，从而使铁水中的含碳量不断地降低，控制吹氧量和吹氧时间就可以控