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第一章过程控制系统概述 19:15:35 2 过程控制与集散系统 生产过程: 是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程、 生产过程的总目标: 将原物料加工成预期的产品、 过程控制的任务: 了解工艺流程和动静态特性、 实现生产过程的控制目标、 过程控制的基本概念 1、1 第1章 过程控制系统概述 19:15:35 3 生产过程的要求:安全性,稳定性,经济性 (1)安全性:生产过程中,确保人身和设备安全 是最重要和最基本的要求、 (2)稳定性:系统抑制外部干扰、保持生产过程 长期稳定运行的能力、 (3)经济性:低成本高效益是过程控制的另一个目标、 工业过程能够分为:连续过程工业、离散过程工业和间歇过程工业、 过程控制主要是指连续过程工业的过程控制 过程控制与集散系统 第1章 过程控制系统概述 19:15:35 4 过程控制(Process control):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控制系统,都属于过程控制系统。 连续生产过程特征是: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。例如室内温度的控制。 过程控制与集散系统 第1章 过程控制系统概述 19:15:37 5 过程控制系统的组成与特点 1、2 过程控制系统的一般性框图 1、被控过程(或对象); 2、检测变送(用于生产过程参数检测的检测与变送仪表); 3、控制器; 4、执行器(机构)、 过程控制与集散系统 第1章 过程控制系统概述 19:15:37 6 名词术语: (1)被控参数(变量)y(t):被控过程内要求保持稳定的工艺参数,如温度、压力、流量、液位、成分等; (2)控制参数(亦称操作变量控制介质)q(t):使被控参数保持期望值的物料量或能量; (3)干扰量f(t):除被控参数外,作用于被控过程并引起被控参数变化的各种因数; (4)设定值r(t):与被控参数相对应的设定值; (5)反馈值z(t):被控参数经测量变送后的实际测量值; (6)偏差e(t):设定值与反馈值之差; (7)控制作用u(t):控制器的输出值。 第1章 过程控制系统概述 19:15:37 7 控制器(或称调节器)依照系统输出量测值与设定值的偏差,依照一定的控制算法输出控制量,对被控过程进行控制。 执行机构(如:调节阀)接受控制器(调节器)送来的控制信息调节被控量,达到预期的控制目标。 过程的输出信号通过检测与变送仪表,反馈到控制器的输入端,构成闭环控制系统。 第1章 过程控制系统概述 19:15:37 8 1、开环控制系统　　开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。 2、闭环控制系统　　闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系统给定值信号相反,则称为负反馈( Negative Feedback),若极性相同,则称为正反馈,一般闭环控制系统均采纳负反馈,又称负反馈控制系统。error)描述,它表示系统输出稳态值与期望值之差﹔快是指控制系统响应的快速性,通常用上升时间来定量描述。 闭环控制系统的例子特别多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统,眼睛便是传感器,充当反馈,人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。假如没有眼睛,就没有了反馈回路,也就成了一个开环控制系统。 3 、阶跃响应 　　阶跃响应是指将一个阶跃输入(step function)加到系统上时,系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能能够用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能正常工作,首先必须是稳定的,从阶跃响应上看应该是收敛的﹔准是指控制系统的准确性、控制精度,通常用稳态误差来(Steady-state) 　　　 第1章 过程控制系统概述 19:15:37 9 在此人的作用可分为三步: 眼看 脑想 手动 第1章 过程控制系统概述 例:图为人工控制室温。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。 19:15