过程装备与控制工程--第1章PPT文档格式.ppt

1、用自动化装置来管理生产过程的方法就是生产过程自动化。是生产过程自动化。过程装备控制是生产过程自动化的最重要分支之一。生产过程自动化是衡量工业企业现代化水平的一个重要标生产过程自动化是衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。志。4过程装备控制技术与应用 1.1.1生产过程自动化系统所包含的内容生产过程自动化系统所包含的内容自动检测系统自动检测系统自动检测系统自动检测系统:采用各种检测仪表自动连续对各种工艺参数采用各种检测仪表自动连续对各种工艺参数采用各种检测仪表自动连续对各种工艺参数采用各种检测仪表自动连续对各种工艺参数进行测量，并将测量结果记录供操作人员观察与分析或将测进行测量，并将测量结果记录

2、供操作人员观察与分析或将测进行测量，并将测量结果记录供操作人员观察与分析或将测进行测量，并将测量结果记录供操作人员观察与分析或将测量获得的信息传送给控制系统，作为自动控制的依据。量获得的信息传送给控制系统，作为自动控制的依据。信号联锁系统：是一种安全系统。包括信号报警和联锁保护信号联锁系统：包括信号报警和联锁保护 自动操纵系统：根据预先规定的程序，自动地对生产设备进自动操纵系统：根据预先规定的程序，自动地对生产设备进行各种周期性操作的装置。行各种周期性操作的装置。自动控制系统：利用自动化装置，对生产过程某些重要的工自动控制系统：利用自动化装置，对生产过程某些重要的工艺变量进行调节，使它们在受到

3、外界因素影响偏离正常状态艺变量进行调节，使它们在受到外界因素影响偏离正常状态艺变量进行调节，使它们在受到外界因素影响偏离正常状态艺变量进行调节，使它们在受到外界因素影响偏离正常状态时能回复到规定的时能回复到规定的时能回复到规定的时能回复到规定的 范围内。范围内。5过程装备控制技术与应用 1.1.2 过程装备控制的任务和要求过程装备控制的任务和要求过程装备控制是针对过程装备的主要参数过程装备控制是针对过程装备的主要参数过程装备控制是针对过程装备的主要参数过程装备控制是针对过程装备的主要参数,即温度、即温度、即温度、即温度、压力、流量、液位、成分和物性参数进行控制。压力、流量、液位、成分和物性参数

4、进行控制。过程装备控制要求：安全性、经济性和过程装备控制要求：安全性、经济性和 稳定性。稳定性。自动控制系统的要求：稳、准、快。控制的任务：在了解、掌握工艺流程和生产过程的控制的任务：在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适的技术手段加以实现的技术手段加以

5、实现的技术手段加以实现的技术手段加以实现6过程装备控制技术与应用 1.2 控制系统的组成控制系统的组成1.2.11.2.1过程装备的控制过程装备的控制过程装备的控制过程装备的控制 锅炉水位控制锅炉水位控制锅炉水位控制锅炉水位控制装置控制要求：汽包水位保持在一定范围内装置控制要求：汽包水位保持在一定范围内人工控制与自动控制的区别与对应关系人工控制与自动控制的区别与对应关系人工控制与自动控制的区别与对应关系人工控制与自动控制的区别与对应关系7过程装备控制技术与应用 1.2.2 1.2.2 控制系统的组成控制系统的组成控制系统的组成控制系统的组成两大部分：被控对象与全套自动控制装置两大部分：被控对象

6、与全套自动控制装置被控对象被控对象被控对象被控对象:工艺变量需要控制的生产设备和机器工艺变量需要控制的生产设备和机器工艺变量需要控制的生产设备和机器工艺变量需要控制的生产设备和机器.测量元件和变送器：测量需控制的工艺参数并将其测量元件和变送器：测量需控制的工艺参数并将其转化为一个特定信号的仪器。转化为一个特定信号的仪器。调节器（控制器）：对偏差信号按一定规律运算出调节器（控制器）：对偏差信号按一定规律运算出控制信号，并传送给执行器。控制信号，并传送给执行器。执行器：接受调节器的信号，自动改变阀门开度，执行器：接受调节器的信号，自动改变阀门开度，从而改变输送量。从而改变输送量。8过程装备控制技术

7、与应用 1.3 控制系统的方框图控制系统的方框图图中的每一个方框代表控制系统的一个组成部分，称为图中的每一个方框代表控制系统的一个组成部分，称为图中的每一个方框代表控制系统的一个组成部分，称为图中的每一个方框代表控制系统的一个组成部分，称为“环节环节环节环节”。环节具有单向性，即任何环节只能由输入得。环节具有单向性，即任何环节只能由输入得到输出，不能逆行。从整个系统来看，给定值信号和干到输出，不能逆行。从整个系统来看，给定值信号和干扰信号是输入信号，被测变量或其测量值是系统的输出扰信号是输入信号，被测变量或其测量值是系统的输出扰信号是输入信号，被测变量或其测量值是系统的输出扰信号是输入信号，被

8、测变量或其测量值是系统的输出信号。方框图中的圆圈称为信号。方框图中的圆圈称为“加法器加法器加法器加法器”，用于信号相加，用于信号相加，用于信号相加，用于信号相加或相减，当两个信号相减，即或相减，当两个信号相减，即或相减，当两个信号相减，即或相减，当两个信号相减，即e=e=ysys-ymym,又称为比较元又称为比较元又称为比较元又称为比较元件。件。9过程装备控制技术与应用 被控变量：需要控制的工艺参数被控变量：需要控制的工艺参数.给定值给定值给定值给定值（或设定值或设定值或设定值或设定值）：对应于生产过程中被控变量的期对应于生产过程中被控变量的期望值望值.测量值：测量值：由检测元件的到的被控变量

9、的实际值。操纵变量（或控制变量）：受控于调节阀，用以克服受控于调节阀，用以克服 干扰影响，具体实现控制作用的变量成为操作变量，干扰影响，具体实现控制作用的变量成为操作变量，它是调节阀的输出信号。它是调节阀的输出信号。干扰（或外界扰动）：引起被控变量偏离给定值的，引起被控变量偏离给定值的，除操作变量以外的各种因素除操作变量以外的各种因素。偏差信号偏差信号偏差信号偏差信号e e：给定值与测量值的差，在反馈系统中，给定值与测量值的差，在反馈系统中，调节器是根据偏差信号的大小来控制操作变量的。调节器是根据偏差信号的大小来控制操作变量的。控制信号：控制器将偏差按一定规律计算得到的量控制器将偏差按一定规律

10、计算得到的量。10过程装备控制技术与应用 1.4 控制系统的分类控制系统的分类1.4.1 1.4.1 按给定值的特点划分按给定值的特点划分按给定值的特点划分按给定值的特点划分1.1.定值控制系统：给定值是不变的定值控制系统：给定值是不变的2.2.随动控制系统随动控制系统随动控制系统随动控制系统（或称自动跟踪系统或称自动跟踪系统或称自动跟踪系统或称自动跟踪系统）：给定值是一个不断变化的信号给定值是一个不断变化的信号给定值是一个不断变化的信号给定值是一个不断变化的信号,而且这种变化不是而且这种变化不是而且这种变化不是而且这种变化不是预先规定好的预先规定好的预先规定好的预先规定好的,给定值的变化是随

11、机的给定值的变化是随机的给定值的变化是随机的给定值的变化是随机的.3.3.程序控制系统：程序控制系统：给定值也是一个不断变化的信号给定值也是一个不断变化的信号给定值也是一个不断变化的信号给定值也是一个不断变化的信号,但这种变化是一但这种变化是一但这种变化是一但这种变化是一个已知的时间函数个已知的时间函数个已知的时间函数个已知的时间函数,即给定值按一定的程序变化即给定值按一定的程序变化即给定值按一定的程序变化即给定值按一定的程序变化.11过程装备控制技术与应用 1.4.2 1.4.2 按系统输出信号对操纵变量的影响来分按系统输出信号对操纵变量的影响来分按系统输出信号对操纵变量的影响来分按系统输出信号对操纵变量的影响来分1.1.闭环控制闭环控制闭环控制闭环控制2.2.开环控制开环控制开环控制开环控制1.4.3 1.4.3 按系统复杂程度分按系统复杂程度分按系统复杂程度分按系统复杂程度分1.1.简单控制系统简单控制系统简单控制系统简单控制系统（单回路系统