过程控制系统

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《过程控制系统》课程简介

过程控制系统
(ProcessContro1System)
总学时：40学时理论40学时
学分：2.5
课程主要内容：
《过程控制系统》课程是电气工程与自动化专业的一门专业主干课程，具有很强的实践性。

主要内容包括单回路控制系统的方案设计、调节参数整定以及控制系统的投运：为提高控制品质或满足特殊操作要求的复杂过程控制系统及应用中的有关问题;对典型案例的学习，掌握对各典型单元操作静、动态特性的分析方法，和与之相匹配的典型控制方案的设计等三大部分。

通过本课程的学习，要使学生在掌握控制理论和过程检测与控制仪表等知识的基础上，用工程处理的方法去解决控制系统的分析、设计与研究方面的问题。

先修课程：自动控制理论、微机原理、过程检测与控制仪表、微机控制等。

适用专业：电气工程与自动化
教材：
邵裕森.过程控制工程.北京：机械工业出版社，2006年1月。

教学弁考书：
[1]金以慧.过程控制.北京：清华大学出版社，1993年4月。

[2]蒋慰孙.过程与控制.北京：化学工业出版社，1996年10月。

[3]邵裕森.过程控制及仪表（修订版）.上海：上海交大出版社，1995年3月。

过程控制系统PCS(Process Control System)的介绍及应用

过程控制系统PCS(ProcessContro1System)的介绍及应用过程控制系统(ProcessContro1System,PCS)是在自动化技术的支持下对生产过程进行实时监测、控制和优化的一种系统。

PCS通过传感器、执行器、计算机和网络等技术手段，对现场各种参数进行实时监测、分析和控制，以确保产品质量、提高生产效率和降低成本。

以下是PCS的介绍及应用。

1.过程控制系统的基础功能核心模块：输入模块、控制模块和输出模块这三个模块是过程控制系统的基础。

其中输入模块主要负责采集现场的数据，如温度、压力、流量等；控制模块则对这些数据进行处理、分析，并制定相应的控制策略；输出模块则将控制信号传送给执行器，如阀门、电机等，来实现对生产过程的控制。

2.过程控制系统的应用2.1化工行业化工行业中存在许多高危作业环节，PCS可以帮助企业降低生产事故风险。

例如，作为一个严格遵循生产规范要求的工业领域，PCS能够在化学反应过程中确保反应的安全性，从而防止不必要的人员伤害和财产损失。

3.2石油行业在石油工业中，过程控制系统也发挥着至关重要的作用。

由于石油生产环境复杂，PCS可以通过对石油采集、加工、储存等环节的实时监测，精准掌握各个环节的生产数据，提高生产效率和节约成本。

4.3电力行业电力行业是一个需要高度自动化技术支持的领域，PCS通常被用来监测、控制和优化发电机组的运行状态。

例如，在燃气发电机组中，使用PCS能够实现自动控制温度、压力和电压等参数，以提高发电效率和减少排放。

5.4制药行业制药行业需要严格遵守安全、卫生、环保等法规标准，PCS在制药过程中的应用非常重要。

例如，通过对药品生产过程进行实时监测和控制，PCS能够确保药品的生产量和质量达到最佳效果，同时满足药品的安全标准。

6.5食品行业食品行业也是PCS的一个重要应用领域。

在生产食品过程中，PCS可以对温度、湿度、氧气等多项参数进行实时监测和控制，提高食品的生产效率和质量，并且确保生产过程符合卫生安全标准。

过程控制系统第1章

1.1控制理论与过程控制系统的发展状况（续）

1970年左右起，为了解决大规模复杂系统的优化与控制问题，现代控制理论和系统理论相结合，逐步发展形成了大系统理论（Mohammad，1983）。
核心思想是系统的分解与协调，多级递阶优化与
控制（Mesarovie，1970）正是应用大系统理论的典范。大系统理论仍未突破现代控制理论的基本思想与框架，除了高维线性系统之外，它对其它复杂系统仍然束手无策。
③操纵变量：受控制器操纵的用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量（流过控制阀介质的流量）。 ④扰动：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量变化的因素（使被控变量偏离
图7-4 锅炉汽包水位控制
操纵变量：水的流量扰动：水压力、蒸汽压力
⑤设定值：工艺参数所要求保持的数值 ⑥偏差：被控变量设定值与实际值之差
蒸汽汽包
给水
操作人员所进行的工作有三方面:
①检测
用眼睛观察玻璃管液位计液位的高低,并通过神经系统告诉大脑. 大脑根据眼睛看到的液位高度 , 加以思考分析 , 然后根据操作经验,经思考决策后发出命令。根据大脑发出的命令 , 通过双手去改变阀门开度.
②运算、命令 ③执行
2 自动控制
自动化装置的三个部分分别是： ①测量元件与变送器
控制变压器活动触点的位置即改变了输入电压，则通过电阻丝的电流将产生变化，使恒温箱得到不同的温度。被控变量是恒温箱的温度，经热电偶测量并与设定值比较后，其偏差经过放大器放大，控制电动机的转向，然后经过传动装置，移动变压器的活动触点位置。结果使偏差减少，直到温度达到给定值为止。
随动控制系统
1.2.4 控制系统的分类

过程控制系统

过程控制系统是指自动控制系统的被控量是温度、流量、压力、液位等这样一些过程变量的系统。

过程控制主要是温度、压力、流量、液位等四种参数的控制问题。

定值控制系统：将系统被控量的设定值保持某一定值（或在某一很小范围内不变）的控制系统称为定值控制系统。

随动控制系统：随动控制系统是被控量的设定值随着时间任意变化的控制系统。

程序控制系统：程序控制系统被控量的设定值是按预定的时间程序变化的。

过程控制系统的品质指标：衰减比：第一、二两个周期的振幅B1与B2的比值，称为衰减比，既n=B1/B2动态偏差：扰动发生后，被控量偏离稳定值或设定值的最大偏差称为动态偏差。

调整时间Tc：系统受到扰动后平衡状态被破坏，经控制器作用后，被控量返回到允许的范围之内。

通常在稳定值的5%（或2%）以内，达到新的平衡状态所经历的时间，称为调整时间T c。

静态偏差：经控制器控制以后，系统被控量将在规定的小范围内波动，被控量与最大稳定值或设定值之差称为静态偏差或残余偏差，简称余差。

热电偶基本定律有均质导体定律、中间温度定律和中间导体定律。

两线制是指现场变送器和控制室仪表联系仅用两根导线。

投运：就是通过适当的步骤使主、副控制器先经手动调整好参数及工作状态，然后转到自然工作状态中。

冷端温度补偿：冷端温度冰浴法、计算修正法、补偿电桥法软手动操作指的是调节器的输出电流与手动输入电压成积分关系。

硬手动操作指的是调节器的输出电流与手动输入电压成比例关系。

无平衡切换是指在自动、手动切换时，无需事先调平衡，可以随时切换至所需位置。

自平衡能力是当对象受到干扰后，平衡状态被破坏，不需要外加任何控制作用，能依靠对象自身达到新的平衡状态的能力。

当对象受到干扰作用后，平衡状态被破坏，不能依靠它自身能力达到平衡状态的性质，称为无自平衡能力。

无扰动切换是指在切换时调节器的输出不发生变化，对生产过程无扰动。

气动执行机构有正作用和反作用两种形式。

当输入气压信号增加时推杆向下移动的叫正作用式执行机构。

过程控制系统概述

过程控制系统概述杨峰电信学院06自动化3班学号：40604010321所谓过程控制（Process Control）是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。

一﹑过程控制的特点随着生产过程的连续化﹑大型化和不断强化, 随着对过程内在规律的进一步了解,以及仪表﹑计算机技术的不断发展, 生产过程控制技术近年来发展异常迅速.所谓生产过程自动化, 一般指工业生产中(如石油﹑化工﹑冶金﹑炼焦﹑造纸﹑建材﹑陶瓷及热力发电等)连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制.凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数(如温度﹑压力﹑流量等)进行的自动控制统称为过程控制.生产过程的自动控制, 一般要求保持过程进行中的有关参数为一定值或按一定规律变化. 由于被控参数不但受内﹑外界各种条件的影响, 而且各参数之间也会相互影响, 这就给对某些参数进行自动控制增加了复杂性和困难性. 除此之外, 过程控制尚有如下一些特点:1. 被控对象的多样性.对生产过程进行有效的控制, 首先得认识被控对象的行为特征, 并用数学模型给以表征, 这叫对象特性的辨识. 由于被控对象多样性这一特点, 就给辨识对象特性带来一定的困难.2. 被控对象存在滞后.由于生产过程大多在比较庞大的设备内进行, 对象的储存能力大, 惯性也大. 在热工生产过程中, 内部介质的流动和热量转移都存在一定的阻力, 因此对象一般均存在滞后性. 由自动控制理论可知, 如系统中某一环节具有较大的滞后特性, 将对系统的稳定性和动态质量指标带来不利的影响, 增加控制的难度.3. 被控对象一般具有非线性特点.当被控对象具有的非线性特性较明显而不能忽略不计时, 系统为非线性系统, 必需用非线性理论来设计控制系统, 设计的难度较高. 如将具有明显的非线性特性的被控对象经线性化处理后近似成线性对象, 用线性理论来设计控制系统, 由于被控对象的动态特性有明显的差别, 难以达到理想的控制目的.4. 控制系统比较复杂.控制系统的复杂性表现之一是其运行现场具有较多的干扰因素. 基于生产安全上的考虑, 应使控制系统具有很高的可靠性.由于以上特点, 要完全通过理论计算进行系统设计与控制器的参数整定至今乃存在相当的困难, 一般是通过理论计算与现场调整的方法, 达到过程控制的目的.二﹑过程控制系统的组成过程控制系统的组成, 一般可用如下框图表示被控参数（变量）y(t ) ;控制（操纵）参数（变量）q(t) ;扰动量f(t) ;给定值r(t) ;当前值z(t); 偏差e(t) ;控制作用u(t)三、过程控制系统的分类按系统的结构特点来分反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统（前馈-反馈控制系统）按给定值信号的特点来分定值控制系统，随动控制系统1.反馈控制系统偏差值是控制的依据，最后达到减小或消除偏差的目的。

过程控制系统

煤焦油加氢预处理氨水液位控制
离心机至高空安全处
V1104
L T
LIC 1001
F.C
氨水泵
返回
调节器的“正”“反”作用如果将调节器的输入信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的调节器，称为“正作用”调节器；反之，调节器的输出信号随偏差的增加而减小的称为“反作用”调节器。
控制系统的分类
开环控制系统控制系统的输出信号（被控变量）不反馈到系统的输入端，因而也不对控制作用产生影响的系统，称为开环控制系统。开环控制系统分为2种。一种是按设定值进行控制。另一种是按扰动量进行控制，即所谓的前馈控制。
闭环控制系统系统的输出（被控变量）通过测量变送环节，又返回到系统的输入端，与给定信号比较，以偏差的形式进入调节器，对系统起控制作用，整个系统构成了一个封闭的反馈回路，这种控制系统称为闭环控制系统，或成反馈控制系统。
V1101
P-8
串级控制系统中主、副调节器的正反作用副调节器的作用方向与简单控制系统中调节器的正反作用的选择方法相同。主调节器的作用方向可按：当主、副变量增大（减小），调节阀的动作方向一致的，则主调节器选“反作用”。反之，主调节器选 “正作用”。
原料油缓冲罐液位控制系统中副回路阀门为“F.C”，“+A” 调节阀开大，流量变大“+B” +A*+B=“+”，副调节器为反作用。主回路当流量，液位增大时，调节阀都应减小开度，作用方向一致。则主调节器为“反作用”。
简单控制系统

简单控制系统的组成简单控制系统又称单回路反馈控制系统。由一个被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一只调节阀所组成的单回路闭合控制系统。简单控制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，能满足一般生产过程的控制要求，因而应用很广泛。它尤其适用于被控对象纯滞后小，时间常数小，负荷和干扰变化比较缓慢，或者对被控变量要求不太高的场合。简单控制系统常用被控变量来划分，最常见的是温度、压力、流量、液位和成分等5种控制系统。

过程控制系统的组成

过程控制系统的组成
过程控制系统通常由以下组成部分构成：
1. 传感器和执行器：传感器用于感知物理量，如温度、湿度、压力、流量、浓度等，执行器用于实现相应控制动作，如电机、阀门、变压器、分离器等。

2. 控制器：控制器是过程控制系统中的核心部分，负责接收传感器的数据，根据预设的控制算法进行计算，产生控制信号并通过执行器实现控制。

3. 数据采集与处理系统：数据采集与处理系统主要负责传感器数据采集、信号调节、滤波处理、数据存储等工作。

4. 人机界面：人机界面是实现人机交互的部分，用于实时监测和控制过程控制系统的运行状态，包括显示、控制、报警等功能。

5. 通信网络：通信网络用于实现过程控制系统与其他系统之间的数据传输和通信，如PLC、DCS、SCADA等系统。

6. 电源与安全装置：电源与安全装置负责过程控制系统的电源供应和安全保障，如UPS电源、防爆设备、保护开关等。

过程控制系统概述

⑴ 单回路控制系统
原料（混合）
TC M
TT
T
冷却液输出
产品冷却液
⑵ 串级控制系统
原料（混合）
TC1
外给
TT1
T
冷却液输出
TC2
M
TT2
T′
产品冷却液
㈡、管式加热炉温度控制 1.管式加热炉原理
出口
炉膛 T 燃料
原料油
2.控制方案
⑴ 单回路控制系统 T TT 出口
TC M 燃料炉膛
原料油
⑵ 串级控制系统
2.局限性：
⑴、不可能针对每一个干扰都设计并应用一套独立的前馈控制系统。 ⑵、对不可测的干扰无法实现前馈控制。 ⑶、前馈控制调节规律难以实现。
五、前馈控制的几种形式 1.单纯前馈控制控制系统 ⑴ 换热器温度控制
FC
FT
M
∑
TC
TT
⑵ 锅炉汽包液位控制
LT
FT1
FT1
M
FC ∑ LC
※
前馈控制一般不单独使用（因为达不到预期效果），实际上常与反馈控制混合使用，即组成前馈—反馈控制系统。
TC1 外给 TT1 T 出口
TC2
M 燃料
TT2 T′ 炉膛
原料油
㈢、锅炉主蒸汽温度控制
1.锅炉原理
2.控制方案
⑴ 单回路控制系统
饱和蒸汽 T′ T 过热蒸汽
TT
给水减温水
M
TC
给定
⑵ 串级控制系统
饱和蒸汽
T′ T 过热蒸汽
TT2
TT1
给水
给定
M TC2 TC1
外给
减温水
二、串级控制系统典型方框图
3.2.2 简单控制系统设计

过程控制系统设计

❖ 具体步骤:
1．根据工艺要求和控制目标确定系统变量 2．建立数学模型 3．确定控制方案 4．选择硬件设备 5．选择控制算法，进行控制器设计 6．软件设计
设备安装、调试与整定、运行
❖ 3-2 确定控制变量与控制方案根据稳定性、安全性和经济性原则确定控制目标
❖ 1．被控变量在定性地确定目标以后，需要用工业过程的被控变量来定量地表示控制目标被控变量也是工业过程的输出变量
❖ 检测部件一般宜采用定型产品，设计过程控制系统时，根据控制方案选择测量仪表和传感器选型原则：
❖ （1）可靠性原则可靠性是指产品在一定的条件下，能长期而稳定地完成规定功能的能力。是测量仪表和传感器的最重要选型原则。
❖ （2）实用性原则完成具体功能要求的能力和水平。根据工艺要求
考虑实用性，既要保证功能的实现，又应考虑经济性，并非功能越强越好。
❖
模拟量控制回路较少，开关量较多的过程控制系统宜采用PLC控制。
❖ 测量仪表和传感器的选型原则
一个简单的控制系统就是由被控对象、检测部件（测量仪表和传感器）和执行机构组成
❖ 自动控制系统中检测部件的作用相当于人的感觉器官，它直接感受被测参数的变化，提取被测信息，转换成标准信号供显示和作为控制的依据
2．输入变量
有两类：
控制（或操作）变量，扰动变量。
研究调节阀的流量特性对于选用调节阀有重要意义。
研究调节阀的流量特性对于选用调节阀有重要意义。
②旁路阀逐渐开启，旁路流量增加，则B值减小，可调比下降；
（2）实际可调比
在实际使用中，调节阀前后的压降是随管道阻力的变化而改的。
把控制器比喻为自动调节系统中的“头脑”,则调节阀就是自动调节系统的“手脚”。

过程控制系统

图0.1 锅炉汽包示意图
图0.1所示是工业生产中常见的锅炉汽包示意图。
锅炉是生产蒸汽的设备，几乎是工业生
产中不可缺少的设备。保持锅炉汽包内的液（水）位高度在规定范围内是非常重要的，若水位过低，则会影响产汽量，且锅炉易烧干而发生事故；若水位过高，生产的蒸汽含水量高，不仅会影响蒸汽质量，还可能溢出水。这些都是危险的。因此对汽包液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施。其液位是一个重要的工艺参数。
自动化技术的前驱，可以追溯到我国古代，如指南车的出现。至于工业上的应用，一般以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。工业自动化的萌芽是与工业革命同时开始的，这时的自动化装置是机械式的，而且是自力型的。随着电动、液动和气动这些动力源的应用，电动、液动和气动的控制装置开创了新的控制手段。
有人把直到20世纪30年代末这段时期的控制理论称为第一代控制理论。第一代控制理论分析的主要问题是稳定性，主要的数学方法是微分方程解析方法。这时候的系统（包括过程控制系统）是简单控制系统，仪表是基地式、大尺寸的，满足当时的需要
绪论
生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制。电力拖动及电机运转等过程的自动控制一般不包括在内。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。过程控制是自动控制学科的一个重要分支
过程控制系统可分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。前者在生产过程自动化中应用最早，已有六十余年的发展历史，这是本书要介绍的主要内容。后者是自20世纪70 年代发展起来的以计算机为核心的控制系统，这部分内容将在《计算机过程控制》课程中予以专门介绍，因此不再纳入本书的讨论范围。

过程控制系统

过程控制系统第一章&第二章1.过程控制系统：为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或计算机构成的总体，称为过程控制系统。

2.过程控制系统的组成：系统输出、受控过程的输入、外部扰动、受控过程、广义过程、控制器。

3.过程控制系统的分类：a)按过程控制系统的结构特点来分类i.反馈控制系统 ii.前馈控制系统 iii. 前馈-反馈控制系统b)按给定信号的特点来分类i. 定制控制系统 ii. 程序控制系统 iii. 随动控制系统4.过程建模数学模型a). 机理建模法 b). 实验建模法5.过程输入量与输出量之间的信号联系，称为“通道”；控制作用与受控参数之间的信号联系，称为“控制通道”；扰动作用与受控参数之间信号联系，称为“扰动通道”。

6.自衡特性：在扰动作用破坏平衡工况后，被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性。

表示。

7.有自衡能力的单容过程的数学模型，都可用传递函数G(s)=&'()*8.题2-4、2-6（P29）什么是过程的自平衡能力？第三章1.一次仪表：测量体将被测参数成比例地转换为另一便于计量的物理量，所用的仪表叫做一次仪表。

2.二次仪表：显示被计量的物理量的仪表。

3.准确度等级：任何自动化仪表均有一定误差。

常用仪表精度等级：0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等（工业常用0.5~4.0）。

4.热电偶测温计a)测温原理：热电效应b)补偿导线：用两根不同的金属丝，它在0----100摄氏度温度范围和所连接的热电偶具有相同的热电性能，其材料是廉价金属，用它将热电偶的冷端延伸出来。

c)冷端补偿：为了消除冷端温度变化对测量精度的影响。

i.计算矫正法 ii. 补偿电桥桥5.热电阻温度计a)工作原理：利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的。

b)特点：性能稳定、测量精度高、测量范围宽、同时还不需要冷端温度补偿，一般可在—270~900ºC 范围内使用。

过程控制系统的组成和分类

过程控制系统的组成和分类过程控制系统（Process Control System）由一系列硬件和软件组成，它们协同工作以监测和控制制造过程中的各种变量。

控制系统通常包括传感器、执行器、控制器、通信设备和操作界面等组件。

过程控制系统主要分为以下几类：1.基于PLC的控制系统可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字化的工业控制器，以逻辑操作实现自动化控制，广泛应用于制造业中。

PLC控制系统通常由多个可编程控制器、I/O模块、通信模块等构成，具有模块化、可扩展、高可靠性等特点。

2.集散式控制系统（DCS）集散式控制系统（Distributed Control System，DCS）是一种大型工业控制系统，通常由多个分布式控制节点、多个I/O模块、通信网络等组件构成。

DCS控制系统能够方便地实现过程控制和数据采集，适用于需要实现复杂控制的生产工艺。

3.计算机集成制造系统（CIM）计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing，CIM）是一种将计算机技术与制造工艺相结合的控制系统。

CIM控制系统包含了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺计划（CAPP）等多个模块，实现了制造流程的自动化、信息化和集成化控制。

4.人机交互控制系统（HMI）人机交互控制系统（Human Machine Interface，HMI）主要由操作终端和控制器组成。

HMI控制系统通过触摸屏、鼠标、键盘等设备提供操作界面，方便操作人员对制造过程进行控制和监测。

HMI控制系统适用于制造过程的小批量生产和多品种生产。

总而言之，过程控制系统的组成和分类十分丰富，不同类型的控制系统适合不同的工业生产场景。

随着人工智能、物联网等技术的发展，过程控制系统的应用也将不断发展和创新。

过程控制-第一章

被控过程在输入量作用下，其平衡状态被破坏后，没有人和仪器干预，依靠自身能力，不能恢复其平衡状态，这种特性称为无自平衡能力。
过程控制二、建模的目的和要求
➢ 设计过程控制系统和整定调节器参数 ➢ 指导设计生产工艺设备 ➢ 进行仿真试验研究 ➢ 培训运行操纵人员，等等要求：准确可靠；但并不意味着愈准确愈好。鲁棒性实时性要求。往往需要做很多近似处理，比如线性化、模型降阶处理等。
dh
A
R dt
hKuRu
令： A=C，容量系数 T=RC，时间常数 K=KuR，放大倍数
TdhhKu dt
对应的传递函数为：
G( s ) H( s ) K U( s ) Ts 1
过程控制
该对象对应的方框图：
过程控制
U(s)
Qi(s)
1
Ku
+－
Cs
Qo(s)
1
R
H(s)
G(s)H(s) KuC 1S KuR K U(s) 11 1 RCS1 Ts1 CSR
过程控制
Q1(s)
－
Q2(s)
H1(s)
1
1
c1s
R2
Q2(s)
1
－ c2s
Q3(s)
1 R3
对象框图
过程控制
H2(s)111过程来自制G(s) H2(s)
C1s R2 C2s
Q1(s) 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C1s R2 C2s R3 C1s R2 C2s R3
R3
C1R2s C2R3s C2R3s C1R2s 1
过程控制
1、数学模型定义被控过程的数学模型（动态特性），是指过程在各输入量（包括控制量与扰动量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。

过程控制系统的基本概念

第十章过程控制系统的基本概念
一、过程控制系统
二、过程控制系统的组成三、控制系统方框图
四、过程控制系统的系统
自动控制：就是在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(控制装置)，使机器、设备或生产过程(控制对象)的某个工作状态或参数(被控量)按照预定的规律自动地运行。
文本本次讲课到此结束谢谢您的聆听
自动控制系统的未来发展前景：现代化工厂向规模集约化方向发展时，生产工艺对控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等方面提出了越来越高的要求。传统的DCS系统已经不能满足现代工业自动化控制的设计标准和要求。随着工业自动化控制理论、计算机技术和现代通信技术的迅速发展，自动控制系统的未来发展方向将向智能化、网络化、全集成自动化等方向发展。
自动控制系统：是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
过程控制系统：以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
1
二、控制系统的组成
对象：被控制的装置或设备，其输出即为被控量；检测元件及变送器：检测元件的功能是感受并测出被控量的大小，变送器的作用则是检测元件测出的被控量变换成控制器所需要的信号形式；控制器：它将检测元件或变送器送来的信号与被控变量的设定值信号进行比较得出偏差信号，根据这个偏差信号的大小按一定的运算规律计算控制信号u，然后将控制信号传送给执行器。执行器：其作用是接受控制器发出的控制信号u，直接改变操纵量q(例如电流、重油、煤气等的量)，即调整能量或物料的平衡，使被控量回复至设定数值。
2010年服务工作总结
三、控制系统方框图
四、过程控制系统的分类

过程控制系统

分析可知，以风量作控制参数为最佳选择。
§2-3 执行器选择
0、概述
1. 作用
•在自动控制系统中，接受调节器的指令；
•经执行机构将其转换为相应的角位移或直线位移；
•去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或
物料。
2.
组成
执行机构调节机构
3. 类型
薄膜机构－－应用最广
快开特性：适于要求快速开、闭的控制系统。
抛物线特性：介于直线特性与对数特性之间，弥补了直线特性小开度时控制性能差的缺点。
三、控制阀作用方式的选择
(一)、气开气关方式的选择
• 选气开还是气关式，由生产工艺的要求决定。 1、从生产的安全出发 2、从保证产品质量考虑 3、从降低原料和动力的损耗考虑 4、从介质特点考
过程控制系统
第一章绪论第二章单回路控制系统第三章串级控制系统
第一章绪论
1、过程控制的概念
凡是采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。
2、过程控制的特点
过程控制的目的：保持过程中的有关参数为一定值或按一定规律变化。
过程控制的特点：
1、被空对象的多样性 2、普遍存在滞后 3、特性往往具有非线性
一般希望控制通道克服扰动的应使扰动作用点位置远离被控量能力要强，动态响应应比扰动通道快,要突出干扰作用,应使扰动作用点位置远离被控量。
(三).实例讨论
例1：喷雾式乳粉干燥设备的控制。
1.控制要求：干燥后的产品含水量波动要小。
2.被控参数选择：干燥器里的温度
3.控制参数的选择 (三种方案如图所示)
8、调节器输出：根据偏差值、经一定算法得到的输出值。

过程控制系统的分类

过程控制系统的分类
根据处理的对象和过程的性质，过程控制系统可以分为以下几类：
1.工艺过程控制系统：用于控制各种工艺过程的系统，如炼油、化工、冶金等。

该系统涉及到大量的物理和化学变化，需要对流量、压力、温度、浓度等参数进行实时监测和控制。

2.环境控制系统：用于控制环境中的水质、空气质量、噪声、辐射等，保障环境质量。

该系统需要对环境参数进行实时监测，并对污染源、噪声源等进行控制。

3.电力控制系统：用于控制电力生产、输送、分配等过程的系统。

该系统需要对电力质量、负荷、电压等进行实时监测和控制。

4.交通运输控制系统：用于实现交通运输的安全、顺畅、高效，包括交通信号控制、公共交通调度、路况监测等。

5.安防控制系统：用于保障人身和财产安全，包括监控、报警、门禁等。

6.医疗卫生控制系统：用于医院、诊所等医疗卫生机构中对患者、药品、设备等进行监管和控制。

7.其他控制系统：如水利控制系统、气象控制系统、火灾控制系统等，根据控制
对象和过程的性质而定。

过程控制系统

《过程控制系统》课程简介

过程控制系统PCS(Process Control System)的介绍及应用

过程控制系统 第1章

过程控制系统

过程控制系统概述

过程控制系统

过程控制系统的组成

过程控制系统概述

过程控制系统设计

过程控制系统

过程控制系统

过程控制系统的组成和分类

过程控制-第一章

过程控制系统的基本概念

过程控制系统

过程控制系统的分类

过程控制系统第1章