横河CS3000系统结构和功能基础指导.pdfVIP

第一章 过程控制系统的进展和系统概念 控制生产过程的方法 随着时间不断地变化着。它开始地使用模拟调节器的单回路控制。现 在，使用数字信号的分散控制系统在过程 制领域一直在不断增长着。进而，在工厂中应用 的各种控制系统综合成一体的趋势也在不断向前发展（如 CIM：Computer Integrated Manufacturing 计算机集成制造系统*）。 第一章讲述控制系统的进展，当然系统的基础内容也将说明。 录 1.1 关键词条 1 1.2 调节器进行的过程控制2 1.3 过程 制功 3 1.4 过程 制系统4 1.5 过程 制系统的发展历史 5 1.6 综合生产控制系统 8 1.7 CENTUM CS 的系统概念 10 *译注：CIM 在中国称为CIMS （Computer Integrated Manufacturing System）机械制造和装配工业中从接 受定单到向用户交货全过程的计算机集成生产系统。近年来对化工、发电、炼油等过程工业也发展了与CIMS 类似的COPS （Computer Integrated Process System）技术。 TE 33G1B1094S 1-0 1.1 关键词条 下列各条为本章中将研究的内容 （1）调节器，指示调节器，PID 调节器 ················ 1.2 （2）反馈控制 ··························· 1.3 （3）顺序控制 ··························· 1.3 （4）直接数字控制（DDC） ····················· 1.4 （5）集中 制系统 ························· 1.5 （6）分散 制系统 ························· 1.5 （7）集中监视和分散控制 ······················ 1.5 （8）一体化生产 制系统 ······················ 1.6 （9）CS 系统概念 ························· 1.7 TE 33G1B10-94S 1 1.2 调节器进行的过程控制 图1.1 为使用模拟调节器的温度控制回路。操作者设定一个温度“给定值”，调节器自 动的调整操作变量，即输出（例中为调整控制蒸汽流量的阀门开度）以减小测得的“过 程变量”（温度）和目标值 “给定值”之间的偏差。这种调整操作变量以减小“过程变 量”和“给定值”之间偏差的过程称之为反馈 制。 指示调节器（PID）指示测得的 “过程变量”（远处贮槽中液体的温度），使用PID 算 法（P—比例，I— 分和D—微分）计算操作变量输出 （蒸汽流量），蒸汽流量的变化 将减小“过程变量”和“设定”温度间的偏差，也控制了贮槽中液体的温度。 1.1 使用模拟调节器的过程控制 图1.1 也可用图1.2来表示。 TE 33G1B10-94S 2 1.3 过程控制功能 直接控制生产过程的方法大体分为两大类：回路 制（包括反馈和前馈 制）和顺序 制。前者输入模拟测量信号，后者输入操作顺序和过程的状态信号。 l 反馈控制：控制动作直接校正过程变量 （如贮槽中液体温度）, 比较目标值（设定 值），使两者一致。 l 前馈 制：借助测量干扰量 （如环境温度）产生校正动作，在干扰尚未对过程产生 影响前直接作用于阀门。 l 顺序控制：根据预先指定的顺序，控制作用为一系列连续完成的控制步程. 在CENTUM CS 中，所有回路控制，包括前馈控制均归于 “反馈控制”类中。同样，它还 包括诸如电动机 制，电力分配控制。 TE 33G1B10-94S 3 1.4 过程控制系统 为完成图1.1 所示的温度控制，需要一个控制系统（即一种完成控制运