过程控制讲义课件(全套)
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化工自动化过程控制系统PPT课件
典型过程控制系统设计思路剖析
控制系统整体架构设计
01
包括硬件选型、网络拓扑、软件平台等方面的考虑。
控制策略制定
02
根据工艺流程和控制要求,选择合适的控制算法,如PID、模糊
控制等。
人机界面设计
03
提供直观、易用的操作界面,方便操作人员监控和调整过程参
数。
关键参数设置和调整技巧分享
控制器参数整定
通过经验法、试凑法或自动整定等方法,获取合适的控制器参数 ,以保证系统稳定性和控制精度。
学员心得体会分享
01
02
03
04
通过课程学习,对化工自动化 过程控制有了更深入的了解和
认识
掌握了自动化控制系统的基本 原理和过程控制策略,能够分
析和解决实际问题
通过实验和案例分析,加深了 对理论知识的理解和应用
提高了自己的实践能力和综合 素质,为未来的学习和工作打
下了坚实的基础
行业发展趋势预测
化工自动化过程控制将越来越 普及,成为化工行业的重要发 展方向
控制精度不足问题
检查测量仪表精度、控制器性能等,优化控制算法或采用更先进的 控制策略,提高控制精度。
通信故障排查与处理
检查通信线路、接口设备等是否正常工作,修复或更换故障部件,确 保通信畅通。
06
过程控制系统运行维护与故障 诊断
《过程控制》课件
工业网络与安全问题挑战
工业网络安全挑战
随着工业自动化和信息化的发展,工业控制系统越来 越多地通过网络进行数据交换和远程控制,这使得工 业控制系统面临网络安全威胁和攻击的挑战。
数据安全挑战
工业控制系统中的数据涉及到企业的核心机密和生产 安全,一旦泄露或被篡改,将给企业带来巨大的经济 损失和安全风险。
详细描述
在电力生产过程中,自动化控制系统通过对 发电机组、输电线路、变电站等设备的监测 和调节,实现电力生产的稳定和安全。这有 助于确保电力供应的可靠性和稳定性,减少
设备故障和事故的发生。
05
过程控制面临的挑战与解 决方案
控制精度与稳定性挑战
要点一
控制精度挑战
在过程控制中,由于各种原因(如传感器误差、执行器故 障等),控制系统的输出可能无法精确地跟踪设定值,导 致控制精度下降。
要点二
稳定性挑战
在某些情况下,控制系统可能受到外部干扰或内部参数变 化的影响,导致系统稳定性下降,甚至出现振荡或发散。
复杂过程与非线性系统挑战
复杂过程挑战
许多实际的过程控制系统具有非线性、时变、不确定性 和耦合等特性,这使得对系统的建模和控制变得非常复 杂和困难。
非线性系统挑战
非线性系统在控制过程中表现出复杂的动态行为,如跳 跃、分岔和混沌等,这使得传统的线性控制方法难以应 对。
详细描述
《过程控制工程》课件
02
过程控制系统的基本组 成
控制器
控制器是过程控制系统的核心,用于 接收来自传感器的输入信号,并根据 设定值与实际值的偏差产生控制输出 。
控制器的类型包括比例控制器、积分 控制器和微分控制器等,它们通过不 同的控制算法来调整执行器的输出, 以实现系统的稳定和优化。
执行器
执行器是过程控制系统的执行机构,根据控制器的输出信号来调节被控对象的参 数。
执行器分为电动、气动和液压等类型,根据被控对象的特性选择合适的执行器, 以实现精确的控制效果。
传感器
传感器是过程控制系统中的测量元件,用于检测被控对象的 参数并将其转换为电信号或数字信号。
传感器的类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等 ,它们的选择直接影响系统的测量精度和控制效果。
过程单元
过程单元是受控对象,是实际生产过 程中的设备或装置。
过程单元的特性决定了控制系统的复 杂性和控制策略的多样性,了解和掌 握过程单元的特性对于控制系统设计 和优化至关重要。
03
过程控制系统的基本原 理
反馈控制原理
总结词
反馈控制原理是过程控制工程中的核心原理,它通过比较实际输出与期望输出的偏差,调整系统输入以减小偏差 。
详细描述
反馈控制原理基于负反馈机制,通过传感器检测系统输出,并将其与期望输出进行比较,产生一个误差信号。控 制器根据误差信号调整系统输入,以减小实际输出与期望输出之间的偏差。这种控制方式具有快速响应、抗干扰 能力强等优点。
过程控制系统及工程课件(PPT 45张)
T T 1 1 o 1 i T T cG 1 cG 2i 1 i 1 1 1 1 1 K F 2 cG m 2 2
单程、逆流管式换热器静态特性基本表达式
16.2
换热器的特性
仿真分析(静态放大倍数): T1i → T1o : 式11-8 T2i → T1o : 式11-9
对物料进行加热或冷却的设备称为传热设备 16.1.1传热设备的类型 传热方式: 传导、对流、辐射 物流接触关系: 直接接触式,间壁式、蓄热式
热量交换形式: 无相变的热量交换、有相变的热量交换 结构形式:列管式、蛇管式、夹套式、套管式 一般传热设备(以上) 特殊传热设备:加热炉、锅炉、蒸发器等
16.2 一般传热设备的控制
优点:控制平稳,对出口气相压力没有影响 缺点:控制不灵活,另外要保证液位不能过高,防止汽带液 气氨 T-L串级控制系统
TC 图16-16
液氮
16.3.3 冷凝冷却器的控制
② 控制汽相流量 控制灵活,但出口压力波 动,若 直接进入压缩机,对压缩机有影响 气氨 TC
LC 液氮
第
11章
传热设备的控制
16.1 概述 16.2 传热设备的特性
T 1 1 0 1 T Gc Gc 1 1 i 1 1 1 1 1 K F 2 Gc 2 2 T 1 1 0 T Gc Gc 1 2i 1 1 1 1 1 K F 2 G 2c 2
过程装备与控制工程课件
紧急处理措施
在故障发生时,采取紧急处理措施,防止事故扩大。
故障预防与改进
对故障进行总结和归纳,采取预防措施,改进设备设计、制造和运行管理。
06
案例分析与实践操作
典型过程装备的控制案例分析
案例一
反应釜控制系统的案例分析
案例二
离心机控制系统的案例分析
案例四
压缩机控制系统的案例分析
案例三
换热器控制系统的案例分析
特点
该学科强调工程实践与理论知识的结合,注重培养学生的创新思维和实际操作 能力,以满足现代工业生产对于高效、安全、环保等方面的要求。
学科发展历程
01
起源
过程装备与控制工程学科起源于20世纪初的化工机械行业,随着工业生
产的发展和技术的不断进步,该学科逐渐形成了独立的体系。
02
发展
在20世纪中叶以后,计算机技术的引入为该学科注入了新的活力,使得
参数优化
根据性能测试结果,对控制系统参 数进行优化,提高系统性能。
03
02
性能测试
对控制系统的性能进行测试,如响 应速度、稳定性等。
故障诊断与排除
对控制系统可能出现的故障进行诊 断和排除。
04
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
过程装备的控制算法
控制算法的基本概念
指用于实现控制策略的数学模型或计算方法。
在故障发生时,采取紧急处理措施,防止事故扩大。
故障预防与改进
对故障进行总结和归纳,采取预防措施,改进设备设计、制造和运行管理。
06
案例分析与实践操作
典型过程装备的控制案例分析
案例一
反应釜控制系统的案例分析
案例二
离心机控制系统的案例分析
案例四
压缩机控制系统的案例分析
案例三
换热器控制系统的案例分析
特点
该学科强调工程实践与理论知识的结合,注重培养学生的创新思维和实际操作 能力,以满足现代工业生产对于高效、安全、环保等方面的要求。
学科发展历程
01
起源
过程装备与控制工程学科起源于20世纪初的化工机械行业,随着工业生
产的发展和技术的不断进步,该学科逐渐形成了独立的体系。
02
发展
在20世纪中叶以后,计算机技术的引入为该学科注入了新的活力,使得
参数优化
根据性能测试结果,对控制系统参 数进行优化,提高系统性能。
03
02
性能测试
对控制系统的性能进行测试,如响 应速度、稳定性等。
故障诊断与排除
对控制系统可能出现的故障进行诊 断和排除。
04
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
过程装备的控制算法
控制算法的基本概念
指用于实现控制策略的数学模型或计算方法。
热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)
按测量体积流量和质量流量分
体积流量计:流量计检测件的输出信号与管道中流体的平均 流速或体积流量成一定关系,是反映真实体积流量的流量计。考 虑温度和压力补偿。 质量流量计:流量计检测件的输出信号直接反映流体的质量 流量。
2.2.2常用的流量计
差压式流量计(*)
测风速装置(如右图)
转子流量计 容积式流量计 涡轮流量计 电磁流量计 涡街流量计
测量范围
镍铬-镍硅,K分度,WRNK 测量范围: -40~1000℃ 铂铑10-铂,S分度,WRPK 测量范围: 0~1100℃
2.1.4温度变送器
作用
将热电阻的电阻信号或热电偶的mV信号转换为4-20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等。
一体化温度变送器的优点
热工过程自动控制培训
内容:1.电厂热工过程自动控制 2.自动化仪表 3.数字控制系统
2015.11
1.电厂热工过程自动控制
1.1热工过程自动控制的目的
电厂热工过程的自动控制主要是对锅炉、 汽轮机及其辅助设备运行的自动控制,控制的 目的是使机组自动适应工况的变化而且保持在 安全、经济的条件下运行。
1.电厂热工过程自动控制
常用的液位计
玻璃管式液位计:适用于开口 容器;小于2米;气相和液相的 颜色不同。
2.3.2差压式液位测量仪表
现场管理与生产过程控制课件PPT(40张)
主题2:GMP对生产控制的要求
主题2:GMP对生产控制的要求
第一百九十九条 生产开始前应当进行检查,确
保设备和工作场所没有上批遗留的产品、文件或与本 批产品生产无关的物料,设备处于已清洁及待用状态。 检查结果应当有记录。
生产操作前,还应当核对物料或中间产品的名称、 代码、批号和标识,确保生产所用物料或中间产品正 确且符合要求。
(三)产品和包装材料是否正确;
(四)打印信息是否正确;
(五)在线监控装置的功能是否正常。
样品从包装生产线取走后不应当再返还,以防止产品混淆或
污染。
主题2:GMP对生产控制的要求
第二百一十四条 因包装过程产生异常情况而需要重新包装产品 的,必须经专门检查、调查并由指定人员批准。重新包装应当有 详细记录。
或是现场管理标识中? 生产过程中出现的异常情况如何与质量体系管
理衔接?
过程控制的目的
为了确保产品质量满足质量标准要求,对生产 过程中影响产品质量的各个因素进行控制。
过程控制的基础:工艺规程
工艺流程及要求 各工序需要的设备 工艺参数 生产环境要求 检验步骤及标准 所有工艺规范必须经过工艺验证,合格后方可用
计 动量态标:识 每: 班校 生验 产合 ,格 关键/有区效域期(/停主用要/检指验的不是合无格菌等操。作区域) 第检二查百 复零核七人条员是生待产用人分员装还容是器Q在A分人装员前?应当保持清洁,避免容器中有玻璃碎屑、金属颗粒等污染物。 Q(A五检)查在的线重监点控之装一置:的实功际能操是作否与正S常OP。规定的符合
《过程控制系统概述》PPT课件
• 定值控制系统的特点: 在于恒定,要求克服干扰,使系统的被控参数能稳、
准、快地保持接近或等于设定值。 • 随动(伺服)控制系统:
主要目标是跟踪,即稳、准、快地跟踪设定值。
电气信息学院测控系
y
r
y1
y3
0
ts
图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线
电气信息学院测控系
y() t
• 1.衰减比和衰减率
衰减比: 等于两个相邻同向波峰值之比。是衡量 振荡过程衰减程度的指标。
早期dcs的重点在于控制dcs以分散作为关键字但现代发展更着重于系统信息综合管理今后综合又将成为其关键字向实现控制体系运行体系计划体系管理体系的综合自动化方向发展通过由网络局域网和广域网或者串并行通信实现设备互连和资源网络化共享实施从最底层的实时控制优化控制上升到生产调度经营管理以至最高层的战略决策形成一个具有柔性的高度自动化的管控一体化系统
《工业生产过程控制》,何衍庆,化工出 版社,2007;
《过程控制系统》,俞金寿,机械工业出 版社,2021;
《过程控制工程》,王树青,化工出版社 ,2021;
电气信息学院测控系
成绩评定与学习要求
一、成绩评定 (1)平时成绩 30%
出勤率、作业、课堂表现、实验等。 (2)考试成绩 70%
二、学习要求 (1)坚持听课,避免与考研的冲突; (2)掌握系统的原理; (3)勤于思考,灵活应用; (4)及时复习、总结。
准、快地保持接近或等于设定值。 • 随动(伺服)控制系统:
主要目标是跟踪,即稳、准、快地跟踪设定值。
电气信息学院测控系
y
r
y1
y3
0
ts
图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线
电气信息学院测控系
y() t
• 1.衰减比和衰减率
衰减比: 等于两个相邻同向波峰值之比。是衡量 振荡过程衰减程度的指标。
早期dcs的重点在于控制dcs以分散作为关键字但现代发展更着重于系统信息综合管理今后综合又将成为其关键字向实现控制体系运行体系计划体系管理体系的综合自动化方向发展通过由网络局域网和广域网或者串并行通信实现设备互连和资源网络化共享实施从最底层的实时控制优化控制上升到生产调度经营管理以至最高层的战略决策形成一个具有柔性的高度自动化的管控一体化系统
《工业生产过程控制》,何衍庆,化工出 版社,2007;
《过程控制系统》,俞金寿,机械工业出 版社,2021;
《过程控制工程》,王树青,化工出版社 ,2021;
电气信息学院测控系
成绩评定与学习要求
一、成绩评定 (1)平时成绩 30%
出勤率、作业、课堂表现、实验等。 (2)考试成绩 70%
二、学习要求 (1)坚持听课,避免与考研的冲突; (2)掌握系统的原理; (3)勤于思考,灵活应用; (4)及时复习、总结。
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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。
3
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。
➢ 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。
8
1.3 过程控制系统的组成
4—调节阀
3—温度调节器 2— 温度变送器
饱和蒸汽
1—热电阻
加温 过热蒸汽温度控制系统控制流程图
9
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。
计算机过程控制系统框图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
计算机代替模拟调节 器 计算机过程控 制系统
15
1.3 过程控制系统的组成
例3 集散控制系统(DCS)
(1)过程输入-输出接口 (2)过程控制单元 (3)数据高速通路 (4)CRT操作站 (5)管理计算机(-上位机)
集散控制系统基本组成框图
16
1.3 过程控制系统的组成
(1) 过程输入—输出接口:它是带有微处理器的智能装置, 主要用于采集过程信息(模拟量和数字量),故又称其为 数据采集站。它能完成数据采集与预处理,对实时数据 作进一步的加工,提供CRT操作站的显示与打印。同时, 在有管理计算机的情况下,它可以用模拟量与开关量的 方式向过程终端输出计算机的控制指令。
12
1.3 过程控制系统的组成
转炉供氧量控制系统
控制流程图
控制过程:
采用节流装置1来测量氧气流量,并 送至流量变送器(FT)2,再经开方器3 后作为流量调节器(FC)4的测量值, 其测量值与供氧量的给定值进行比较 得到偏差,调节器按此偏差输入信号 以PID某种控制规律进行运算并输出 控制信号去控制调节阀5的开度,从 而改变供氧量的大小,以满足生产工 艺要求。
过程控制
第一章
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. 课程内容简介
绪论
2
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。
11
1.3 过程控制系统的组成
例2 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 氧时间就可以控制冶炼钢水的含碳量,于是就可以获 得不同品种的钢。
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。
4
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。
5
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。 例如:发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统
10
1.3 过程控制系统的组成
过热蒸汽温度控制系统控制框图
➢ “过程”(又称对象)―被控制的装置或设备 ➢ y(t)―被控参数:过热蒸汽的温度 ➢ f(t)―扰动作用 ➢ q(t)―操纵变量(控制参数) ➢ μ(t)―称为控制作用 ➢ 测量变送器―将y(t)成比例地转换为测量信号z(t) ➢ x(t)―给定值
7
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。
13
1.3 过程控制系统的组成
转炉供氧量控制系统框图
控制系统均由测量元件、变送器、调节器、调节阀和 被控过程等环节构成。如果把测量元件、变送器、调 节器和调节阀统称为过程检测控制仪表,则一个简单 的过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两 部分组成的。
14
1.3 过程控制系统的组成
计算机过程控制系统
17
1.3 过程控制系统的组成
(2) 过程控制单元(基本控制器,控制站):它相当于若 干台常规调节器,能完成常规调节器的全部运算与控 制功能,通过软件组态能灵活地构成满足各种不同控 制要求的复杂控制系统。它接受现场的各种信号,并 进行转换,再通过内部微处理器进行各种运算处理, 输出转换为DC4—20mA或接点信号,去操作各类执行 器,实现自动控制。过程控制单元是集散控制系统的 核心。
转炉供氧量控制系统 集散控制系统(DCS)
6
1.3 过程控制系统的组成
例1 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。
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。
3
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。
➢ 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。
8
1.3 过程控制系统的组成
4—调节阀
3—温度调节器 2— 温度变送器
饱和蒸汽
1—热电阻
加温 过热蒸汽温度控制系统控制流程图
9
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。
计算机过程控制系统框图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
计算机代替模拟调节 器 计算机过程控 制系统
15
1.3 过程控制系统的组成
例3 集散控制系统(DCS)
(1)过程输入-输出接口 (2)过程控制单元 (3)数据高速通路 (4)CRT操作站 (5)管理计算机(-上位机)
集散控制系统基本组成框图
16
1.3 过程控制系统的组成
(1) 过程输入—输出接口:它是带有微处理器的智能装置, 主要用于采集过程信息(模拟量和数字量),故又称其为 数据采集站。它能完成数据采集与预处理,对实时数据 作进一步的加工,提供CRT操作站的显示与打印。同时, 在有管理计算机的情况下,它可以用模拟量与开关量的 方式向过程终端输出计算机的控制指令。
12
1.3 过程控制系统的组成
转炉供氧量控制系统
控制流程图
控制过程:
采用节流装置1来测量氧气流量,并 送至流量变送器(FT)2,再经开方器3 后作为流量调节器(FC)4的测量值, 其测量值与供氧量的给定值进行比较 得到偏差,调节器按此偏差输入信号 以PID某种控制规律进行运算并输出 控制信号去控制调节阀5的开度,从 而改变供氧量的大小,以满足生产工 艺要求。
过程控制
第一章
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. 课程内容简介
绪论
2
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。
11
1.3 过程控制系统的组成
例2 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 氧时间就可以控制冶炼钢水的含碳量,于是就可以获 得不同品种的钢。
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。
4
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。
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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。 例如:发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统
10
1.3 过程控制系统的组成
过热蒸汽温度控制系统控制框图
➢ “过程”(又称对象)―被控制的装置或设备 ➢ y(t)―被控参数:过热蒸汽的温度 ➢ f(t)―扰动作用 ➢ q(t)―操纵变量(控制参数) ➢ μ(t)―称为控制作用 ➢ 测量变送器―将y(t)成比例地转换为测量信号z(t) ➢ x(t)―给定值
7
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。
13
1.3 过程控制系统的组成
转炉供氧量控制系统框图
控制系统均由测量元件、变送器、调节器、调节阀和 被控过程等环节构成。如果把测量元件、变送器、调 节器和调节阀统称为过程检测控制仪表,则一个简单 的过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两 部分组成的。
14
1.3 过程控制系统的组成
计算机过程控制系统
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1.3 过程控制系统的组成
(2) 过程控制单元(基本控制器,控制站):它相当于若 干台常规调节器,能完成常规调节器的全部运算与控 制功能,通过软件组态能灵活地构成满足各种不同控 制要求的复杂控制系统。它接受现场的各种信号,并 进行转换,再通过内部微处理器进行各种运算处理, 输出转换为DC4—20mA或接点信号,去操作各类执行 器,实现自动控制。过程控制单元是集散控制系统的 核心。
转炉供氧量控制系统 集散控制系统(DCS)
6
1.3 过程控制系统的组成
例1 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。