过程控制系统学习
《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。
过程控制系统实验心得5篇
过程控制系统实验心得5篇a;随着计算机控制装置在控制仪表基础上发展起来以后，自动化控制手段也越来越丰富。
其中有在工业领域有着广泛应用的智能数字仪表控制系统、智能仪表加计算机组态软件控制系统、计算机DDC控制系统、PLC控制系统、DCS分布式集散控制系统、有FCS现场总线控制系统等。
下面就是带来的过程控制系统实验心得，希望能帮助大家!过程控制系统实验心得1转眼之间，两个月的实习期即将结束，回顾这两个月的实习工作，感触很深，收获颇丰。
这两个月，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过我自身的不懈努力，我学到了人生难得的工作经验和社会见识。
我将从以下几个方面总结过程装备与控制工程岗位工作实习这段时间自己体会和心得：一、努力学习，理论结合实践，不断提高自身工作能力。
在过程装备与控制工程岗位工作的实习过程中，我始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法，切实做到用理论武装头脑、指导实践、推动工作。
思想上积极进取，积极的把自己现有的知识用于社会实践中，在实践中也才能检验知识的有用性。
在这两个月的实习工作中给我最大的感触就是：我们在学校学到了很多的理论知识，但很少用于社会实践中，这样理论和实践就大大的脱节了，以至于在以后的学习和生活中找不到方向，无法学以致用。
同时，在工作中不断的学习也是弥补自己的不足的有效方式。
信息时代，瞬息万变，社会在变化，人也在变化，所以你一天不学习，你就会落伍。
通过这两个月的实习，并结合过程装备与控制工程岗位工作的实际情况，认真学习的过程装备与控制工程岗位工作各项政策制度、管理制度和工作条例，使工作中的困难有了最有力地解决武器。
通过这些工作条例的学习使我进一步加深了对各项工作的理解，可以求真务实的开展各项工作。
二、围绕工作，突出重点，尽心尽力履行职责。
在过程装备与控制工程岗位工作中我都本着认真负责的态度去对待每项工作。
虽然开始由于经验不足和认识不够，觉得在过程装备与控制工程岗位工作中找不到事情做，不能得到锻炼的目的，但我迅速从自身出发寻找原因，和同事交流，认识到自己的不足，以至于迅速的转变自己的角色和工作定位。
2024过程控制系统复习摘要剖析
2024过程控制系统复习摘要剖析过程控制系统是一种控制工程领域的重要技朶，主要用于监测和调节工业生产过程中的物理、化学参数，以确保生产过程稳定、高效、安全。
随着工业自动化水平的不断提高，过程控制系统在工业生产中的应用越来越广泛。
2024年，过程控制系统的复习内容主要包括过程控制基础知识、PID控制器、过程控制系统的设计与调试等方面。
在这些内容中，PID控制器是过程控制系统中最常用的控制器之一，掌握PID控制器的原理和调节方法对于工程师来说非常重要。
首先，过程控制系统的基础知识是学习过程控制系统的关键。
过程控制系统由传感器、执行器、控制器和系统组成，传感器用于监测物理、化学参数，将参数转换成电信号传输给控制器；控制器根据输入的信号，通过执行器对过程进行调节，以实现期望的控制目标。
控制系统的设计需要考虑参数的选择、稳定性、鲁棒性等因素，以保证系统的可靠性和性能。
其次，PID控制器是过程控制系统中常用的控制器之一、PID控制器通过对误差信号进行积分、微分和比例运算，来实现对过程的控制。
比例项可以调节系统的静态响应；积分项可以消除系统的稳态误差；微分项可以抑制系统的震荡。
PID控制器的参数调节对于控制系统的稳定性和性能至关重要，需要通过实验或计算方法来确定最佳的参数值。
最后，设计和调试过程控制系统是工程师在工作中经常遇到的挑战。
过程控制系统的设计需要根据具体的工艺流程和控制目标来确定系统框架、传感器、执行器等关键组件，同时考虑到系统的容错性和可靠性。
在系统调试阶段，工程师需要对传感器、执行器、控制器等组件进行测试，调节控制参数以及优化控制算法，以确保控制系统的正常运行和优秀性能。
总的来说，过程控制系统作为工业自动化领域的关键技朶之一，需要工程师不断学习和掌握相关知识，以适应工业生产环境的不断变化和挑战。
通过对过程控制系统的基础知识、PID控制器、系统设计与调试等内容的深入理解和掌握，工程师可以提高对系统的控制能力和工作效率，为工业生产的稳定、高效、安全做出贡献。
过程控制知识点(精编)
(一)概述1.过程控制概念：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。
2.学科定位：过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表知识相结合而构成的一门应用学科。
3.过程控制的目标：安全性，稳定性，经济性。
4.过程控制主要是指连续过程工业的过程控制。
5.过程控制系统基本框图：6.过程控制系统的特点:1)被控过程的多样性2)控制方案的多样性,包括系统硬件组成和控制算法以及软件设计的多样性。
3)被控过程属慢过程且多属参数控制4)定值控制是过程控制的主要形式5)过程控制有多种分类方法。
过程控制系统阶跃应曲线：7.衰减比η：衡量振荡过程衰减程度的指标，等于两个相邻同向波峰值之比。
即：8.衰减率ϕ：指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数，即：衰减比常用表示。
9.最大动态偏差y1：被控参数偏离其最终稳态值的最大值。
衡量过程控制系统动态准确性的指标10.超调量：最大动态偏差占稳态值的百分比。
11.余差：衡量控制系统稳态准确性的性能指标。
12.调节时间：从过渡过程开始到结束的时间。
当被控量进入其稳态值的范围内，过渡过程结束。
调节时间是过程控制系统快速性的指标。
13.振荡频率：振荡周期P的倒数，即：当相同，越大则越短；当相同时，则越高，越短。
因此，振荡频率也可衡量过程控制系统快速性。
被控对象的数学模型（动态特性）：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。
14. 被控对象的动态特性的特点：1单调不振荡。
2具有延迟性和大的时间常数。
3具有纯时间滞后。
4具有自平衡和非平衡特性。
5非线性。
(二)过程控制系统建模方法机理法建模：根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关方程式，从而得到所需的数学模型。
测试法建模：根据工业过程的输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到的模型。
经典辨识法：测定动态特性的时域方法，测定动态特性的频域方法，测定动态特性的统计相关法。
《过程控制学习心得范文三篇》
《过程控制学习心得范文》篇一在过程控制学习的过程中，我从中收获了许多知识和技能，也意识到了自己的不足之处。
通过不断的学习和实践，我逐渐提高了自己的能力，并获得了一些重要的心得体会。
首先，过程控制学习让我深刻认识到了控制系统的重要性。
控制系统是指通过对输入信号进行监测和调整，以使输出信号达到期望值的一组设备和程序。
在我们生活和工作中，控制系统无处不在。
例如，汽车的自动驾驶系统、工业生产线的自动控制系统等都是控制系统的具体应用。
通过学习过程控制，我了解了不同类型的控制系统，以及它们的原理和特点。
这不仅使我对控制系统有了更深的理解，同时也让我能够更好地应用控制系统解决实际问题。
其次，过程控制学习让我懂得了控制系统的设计和调试的重要性。
一个好的控制系统设计能够提高系统的性能和稳定性，并有效地解决问题。
而控制系统的调试则是验证和优化设计的过程，通过调整参数和进行实验验证，提高控制系统的工作效果。
在学习过程控制的过程中，我逐渐熟悉了控制系统设计的基本原则和方法，学会了如何进行系统建模和仿真等技巧。
同时，我也通过进行实验和调试，掌握了一些常用的调试工具和方法，提高了自己的实际操作能力。
这些经验和技能对于我今后的工作和研究都具有重要的指导意义。
第三，过程控制学习还让我体会到了合作和团队精神的重要性。
在学习过程控制的过程中，我参加了许多小组项目和实验，与同学一起完成任务。
通过与同学的合作，我不仅学到了很多新的知识和技能，还培养了与他人合作的能力。
在合作中，我了解到了不同人有不同的专长和经验，通过充分发挥每个人的优势，我们能够更好地完成任务，取得更好的成果。
同时，我也学会了如何更好地沟通和协调，合理分配任务和资源，提高团队的整体效能。
这些经验对于我今后的团队合作和项目管理都具有重要的参考价值。
最后，过程控制学习让我懂得了持之以恒的重要性。
学习过程控制并不是一蹴而就的事情，它需要长期的学习和实践才能真正掌握。
在学习的过程中，我遇到了许多困难和挑战，有时候甚至遇到了失败。
过程控制系统培训
描述对象特性的三个参数
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检测系统特性的影响主要表现为时间滞后 的作用。
造成系统滞后的主要原因有：
被测对象滞后：测量点不能及时反映参数的变 化。存在容积滞后和/或传递滞后。
检测元件滞后：因热容、热阻等惯性因素的影 响，导致检测仪表的输出不能及时反映参数的 变化。
信号传递滞后：主要是气动信号传递较慢导致 系统反映滞后。
对象的自衡：如果对象的负荷变化后，无需外 加控制作用，被控变量能够自行稳于一个新的 稳定值，这种性质被称为对象的自衡性。有自 衡性的对象易于自动控制。
对象特性
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对象的自衡特性
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一个具有自衡性质的对象，在输入作用下，其输出最终变化了多 少，变化的速度如何，以及它是如何变化的，可以由放大系数K、 时间常数T、滞后时间τ加以描述。
过程控制系统
1
自动控制系统由被控对象、检测元件（包括变送器）、控制 器和执行器（阀）4部分组成。
对一个控制制约、互相矛盾的。如果稳定性过高，相比之下
快速性就受到一定影响。 扰 动 f
设定 x +
偏差e
测 量
控制器
执行器（阀）
操纵变量 (给水)
者之间的偏差。 5. 控制器 ：根据偏差的正负、大小及变化情况，按预定的
控制规律实施控制作用，比较机构和控制器通常组合在一 起，它们可以是气动控制器、电动控制器、可编程控制器、 分布式控制器等。 6. 执 行 器：接受控制器送来的信号，相应地改变操纵变 量以稳定被控变量，最常用的执行器是气动薄膜控制阀。
过程控制系统 复习总结
过程控制系统知识点总结)一、概论1、过程控制概念:五大参数。
过程控制的定义:工业中的过程控制就是指以温度、压力、流量、液位与成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。
2、简单控制系统框图。
控制仪表的定义:接收检测仪表的测量信号,控制生产过程正常进行的仪表。
主要包括:控制器、变送器、运算器、执行器等,以及新型控制仪表及装置。
控制仪表的作用:对检测仪表的信号进行运算、处理,发出控制信号,对生产过程进行控制。
3、能将控制流程图(工程图、工程设计图册)转化成控制系统框图。
4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制,电流信号制。
QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。
它们之间联用要采用电气转换器。
5、电信号的传输方式,各自特点。
电压传输特点:1)、 某台仪表故障时基本不影响其它仪表; 2)、 有公共接地点;3)、 传输过程有电压损耗,故电压信号不适宜远传。
电流信号的特点:1)、某台仪表出故障时,影响其她仪表;2)、无公共地点。
若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。
6、变送器有四线制与二线制之分。
区别。
1、四线制:电源与信号分别传送,对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。
2、两线制:节省电缆及安装费用,有利于防爆。
活零点,两条线既就是信号线又就是电源线。
7、本安防爆系统的2个条件。
第一个字母:参数类型 T ——温度(Temperature) P ——压力(Pressure) L ——物位(Level) F ——流量(Flow) W ——重量(Weight) 第二个字母:功能符号 T ——变送器(transmitter) C ——控制器(Controller) I ——指示器(Indicator) R ——记录仪(Recorder) A ——报警器(Alarm)加热炉1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。
2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅,以限制流入危险场所的能量。
8、安全栅的作用、种类。
过程控制系统教案
过程控制系统教案一、教学目标1. 了解过程控制系统的概念、分类和基本组成。
2. 掌握过程控制系统的常见参数及其作用。
3. 熟悉过程控制系统的典型应用和优点。
4. 学会分析过程控制系统的设计和实施方法。
二、教学内容1. 过程控制系统的概念及分类1.1 过程控制系统的定义1.2 过程控制系统的分类1.3 过程控制系统的基本组成2. 过程控制系统的常见参数2.1 流量参数2.2 压力参数2.3 温度参数2.4 液位参数3. 过程控制系统的典型应用3.1 工业生产过程控制3.2 楼宇自动化控制3.3 环保监测与控制4. 过程控制系统的优点4.1 提高生产效率4.2 保障产品质量4.3 降低能源消耗4.4 提高系统安全性三、教学方法1. 采用案例分析法，结合实际应用场景，让学生了解过程控制系统的原理和作用。
2. 利用仿真软件，让学生动手操作，掌握过程控制系统的参数调整和优化方法。
3. 开展小组讨论，培养学生团队合作能力和问题解决能力。
四、教学资源1. 教学课件：包含过程控制系统的相关理论知识、图片和案例。
2. 仿真软件：用于学生动手实践，如LabVIEW、组态王等。
3. 实际应用案例：涉及工业生产、楼宇自动化、环保监测等领域。
五、教学评价1. 课堂互动：学生参与课堂讨论、提问和回答问题的情况。
2. 课后作业：学生完成相关练习题的情况。
3. 实践操作：学生在仿真软件上的操作成绩。
4. 小组讨论：学生参与小组讨论的表现和成果。
教案剩余章节待您提供要求后，我将为您编写。
六、教学重点与难点教学重点：1. 过程控制系统的概念及其在各个领域的应用。
2. 过程控制系统的基本参数及其调整方法。
3. 过程控制系统的优点及其在提高生产效率和产品质量中的作用。
教学难点：1. 过程控制系统的设计原理和方法。
2. 不同类型过程控制系统的实现技术。
3. 过程控制系统在复杂环境下的性能优化。
七、教学安排课时安排：共计20课时，每课时45分钟。
过程控制系统 (2)
过程控制系统简介过程控制系统（Process Control System）是一种用于监控和控制生产过程的系统。
它由多个硬件设备和软件组成，能够实时监测各种传感器和执行器的状态，并根据设定的规则和算法进行自动控制。
过程控制系统广泛应用于工业生产、能源管理、环境监测等领域，能够提高生产效率、降低能源消耗、提升产品质量和安全性。
架构过程控制系统通常由以下几个组件构成：1. 传感器传感器是过程控制系统的输入设备，用于实时监测和采集生产过程中的各种数据。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器将检测到的数据传输给控制系统进行处理和分析。
2. 执行器执行器是过程控制系统的输出设备，用于根据系统的控制策略执行操作。
例如，根据温度传感器的数据，过程控制系统可以控制执行器来调节加热或冷却设备的操作，以维持所需的温度。
3. 控制器控制器是过程控制系统的核心组件，负责接收传感器数据、计算控制策略，并通过执行器来实现控制。
控制器可以是硬件控制器，如可编程逻辑控制器（PLC），也可以是软件控制器，如基于计算机的控制系统。
4. 监视界面监视界面是过程控制系统的用户界面，用于显示实时数据、报警信息和操作状态，方便操作人员进行监控和操作。
监视界面通常具有图形化界面，方便用户进行数据浏览、参数调整和报表生成等操作。
5. 数据存储与分析过程控制系统还需要具备数据存储和分析功能，以便后续的监测和分析。
数据存储可以使用数据库或云存储等方式，分析可以使用数据挖掘、统计学等方法，以提供对生产过程的优化建议。
工作原理过程控制系统的工作原理可分为以下几个步骤：1.传感器实时采集生产过程中的数据，如温度、压力、流量等。
2.数据被传输到控制器，控制器将采集到的数据与设定的控制规则进行比较，并计算出相应的控制量。
3.控制器通过执行器来实现控制操作，例如调节温度、打开或关闭阀门等。
4.控制器还会将数据传输到监视界面，以便操作人员实时监测生产过程，并及时处理异常情况。
第一章过程控制系统基本概念讲义.
二
过程控制系统的过渡过程
当自动控制系统的输入发生变化后，被控变量（即输出） 随时间不断变化，它随时间而变化的过程称为系统的过渡 过程。也就是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态 的过程。
对于一个稳定的系统（所有正常工作的反馈系统都是稳 定系统）要分析其稳定性、准确性和快速性，常以阶跃作 用为输入时的被控变量的过渡过程为例，因为阶跃作用很 典型，实际上也经常遇到，且这类输入变化对系统来讲是 比较严重的情况。
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图1-1 锅炉汽包水位控制示意图
5
二、过程控制系统组成
1、控制系统常用术语（教材P4）
①被控过程（对象）：自动控制系统中，工艺参数需要 控制的生产过程设备或机器。 ②被控变量：被控过程内要求保持设定值的工艺参数。 ③给定值：工艺参数所要求保持的数值。 ④操纵变量：受控制器操纵，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）。 ⑤扰动量：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（使被控变量偏离给定值）。 ⑥偏差：测量值与设定值之差。
图1.4 锅炉汽包管道及仪表流程图
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图1.5 发酵罐管道及仪表流程图
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§1-2过程控制系统主要类型
按控制系统基本结构形式 -----闭环控制系统和开环控制系统。 重点介绍闭环控制系统
1、闭环控制系统：（视频播放：2－01：49~27）
定义：闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控 制又有反向联系的控制系统；凡是系统的输入端和输出端 之间存在反馈支路，使得输出变量对控制作用有直接影响12
2．反馈概念
反馈——通过测量变送装置将被控变量的测量值送回到系统 的输入端，这种把系统的输出信号直接或经过一些环节引 回到输入端的做法叫做反馈。 负反馈——引回到输入端的信号是减弱输入端作用的称为负 反馈，用“－” 号表示。将被控变量送回输入端并与输入 变量相减。 （重点理解） 正反馈——引回到输入端的信号是增强输入端作用的称为正 反馈，用“＋”号表示。将被控变量送回输入端并与输入 变量相加。
知识领域17：过程控制系统(PCS)
调节阀的流量特性
掌握
调节阀口径计算
掌握
调节阀选型
掌握
测量变送器的选型
传感器*
掌握
测量仪表
掌握
系统投运
控制系统的调试与投运
掌握
PCS3
复杂控制系统
串级控制系统*
工作原理及分析
熟练掌握
系统设计
熟练掌握
参数整定
掌握
前馈控制系统
前馈补偿器的设计与实现
掌握
前馈控制系统设计及参数整定
掌握
大迟延过程系统
常规控制方案的设计与实现
知识单元知识点掌握程度目前修改pcs1过程建模与过程特对象数学模型动态特性的基本描述形式熟练掌握对象动态特性描述形式的转换方法熟练掌握机理建模方法熟练掌握实验建模方法掌握pcs2简单控制系统设计方法系统设计原则与步骤被控变量与控制变量的选择控制方案的确定熟练掌握控制器及其参数整pid控制器原理熟练掌握控制系统的性能指标熟练掌握pid参数整定熟练掌握执行器的选型调节阀的工作原理和流量方程式熟练掌握调节阀的流量特性掌握调节阀口径计算掌握调节阀选型掌握测量变送器的选型传感器掌握测量仪表掌握系统投运控制系统的调试与投运掌握pcs3复杂控制系统串级控制系统工作原理及分析熟练掌握系统设计熟练掌握参数整定掌握前馈控制系统前馈补偿器的设计与实现掌握前馈控制系统设计及参数整定掌握大迟延过程系统常规控制方案的设计与实现掌握预估补偿控制方案的设计与实现掌握采样控制方案的设计与实现掌握特定要求的过程控比值控制系统掌握均匀控制系统掌握分程控制系统掌握选择性控制系统掌握多变量解耦控制多变量控制系统的关联与分析典型耦合结构相对增益的概念与计算掌握常用解耦控制系统的设计与实现了解pcs4先进控制技术推理控制系统推理控制器设计了解误差模型掌握多变量推理控制了解预测控制系统预测控制模型选修控制算法选修预测控制方法选修稳定性和鲁棒性选修自适应控制系统自校正控制选修模型参考自适应控制选修模糊控制系统模糊集理论的基本概念与计算选修模糊推理选修模糊控制器原理及设计选修神经网络控制系统神经网络的结构及学习规则选修神经控制原理选修神经网络控制系统结构与原理选修pcs5过程计算机控制系组成与类型熟练数字式pid控制算法熟练掌握参数整定熟练掌握数据通信技术异步传送与同步传送掌握面向字符和面向位的传送掌握平衡与不平衡传输掌握工业网络技术工业网络协议掌握工业网络的选型掌握工业以太网及其应用掌握分布式计算机控制系统dcs的结构组成掌握dcs的软件掌握dcs的组态方法掌握总线型dcs掌握dcs中的先进控制技术了解现场总线控制系统fcs的设计与组态掌握现场总线网络系统的构成与组态掌握基金会现场总线了解profibus现场总线了解
过程控制系统知识点
1. 过程控制系统分类：按结构特点反馈控制系统：根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据；前馈控制系统：根据扰动量的大小进行工作，扰动时控制的依据；前馈——反馈控制系统：开环前馈能针对主要扰动及时迅速的克服其对被控参数的影响；其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服；按信号给定值分类定制控制系统：系统被控量的给定值保持在规定值不变，或小范围附近不变；程序控制系统：被控量的给定值按预定的时间程序变化工作；随动控制系统：被控量的给定值随时间任意变化的控制系统；2. 建模方法：机理分析法和试验法4. 执行器（调节阀）由执行机构和调节机构两部分构成。
执行器可分为气动执行器、电动执行器、液动执行器三类；气动执行器输入信号为0.02—0.1MPa；电动执行器输入信号为DC 4~20mA；5. 什么叫气开式调节阀，什么叫气关式调节阀？怎样利用执行机构和调节机构来组成气开、气关式调节阀？执行器有气开、气关两种型式。
所谓气开式，即当气动执行器输入压力p》0.02MPa时，阀门开始打开，也就是说有信号压力时阀开，无信号压力时阀关。
对于气关式则反之，既有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。
正作用执行机构与正装调节机构组成气关式调节阀；正作用执行机构与反装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与正装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与反装调节机构组成气关式调节阀；6. 何为调节阀的流量特性？何为理想流量特性和工作流量特性？在工程上是怎样来选择调节阀流量特性的？执行器的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即q/qmax=f(l/L)；q/qmax--相对流量，即执行器某一开度流量与全流量之比；l/L--相对开度，即执行器某一开度行程与全开行程之比；流过执行器的流量不仅与阀的开度有关，同时还与阀前后的压差大小有关。
理想流量特性就是在阀前后压差为一定的情况下得到的流量特性；工作流量特性即在实际工程使用中，调节阀两端的压力差不为常数时，调节阀的相对开度和相对流量的关系；流量特性的选择原则：一个过程控制系统，在负荷变动情况下，为了使系统能保持预定的品质指标，则要求系统总放大系数在整个操作范围内保持不变，可以通过适当选择调节阀的特性来补偿被控过程的非线性，从而使系统总的放大系数保持不变。
过程控制系统基础知识
第一节过程控制发展概况过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。
40年代以后，工业生产过程自动化技术发展很快。
尤其是近些年来，过程控制技术发展更为迅猛。
纵观过程控制的发展历史，大致经历了如下几个阶段：50年代前后，一些工厂企业的生产过程实现了仪表化和局部自动化。
这是过程控制发展的第一个阶段。
这个阶段的主要特点是：过程检测控制仪表普遍采用基地式仪表和部分单元组合式仪表(多数是气动仪表)，过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统；被控参效主要是温度、压力、流量和液位四种参数。
控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减小主要扰动对生产过程的影响；过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论．主要解决单输人、单输出的定位控制系统约分析和综合问题。
自60年代来，随着工业生产酌不断发展，对过程控制提出了新的要求：随着电子技术的迅速发展，也为自动化技术工具的完善创造了条件．从此开始丁过程控制的第二个阶段。
在仪表方面，开始大量采用气动和电动单元组合仪表。
在过程控制理论方面，除了仍然采用经典控制理论解决实际工业生产过程中遇到的问题外．现代控制理论得到应用，为实现高水平的过程控制奠定了理论基础．从而过程控制由单变量系统转向多变量系统。
但是。
由于过程机理复杂，过程建模困难等等原因，现代控制理论一时还难以应用于实际工业生产过程。
70年代以来．过程控制得到很大发展。
随着现代工业生产的迅猛发展．随着大规模集成电路制造成功与微处理器的相继问世．使功能丰富的计算机的可靠性大大提高、性能价格比又大大提高、尤其是工业控制机采用了冗余技术和软硬件的自诊断措施．使其满足工业控制的应用要求。
随着微型计算机的开发、应用和普及．使生产过程自动化的发展达到了一个新的水平。
过程控制发展到现代过程控制的新阶段:计算机时代。
这是过程控制发展的第三个阶段。
这一阶段纳主要特点是：对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算机系统进行多参数综合控制，或者由多台计算机对生产过程进行控制和经营管理。
过程控制系统知识点梳理
过程控制系统知识点梳理1、工业生产过程的数学模型有静态和动态之分。
静态数学模型：描述过程稳态时，其输出变量和输入变量之间的数学关系。
此时过程输出与过程输入都不随时间变化。
动态数学模型：过程动态时其输出变量与输入变量之间关系的数学描述。
过程输出变量与输入变量随时间变化，动态数学模型也称为动态特性。
2、建立动态数学模型的目的：用于各类自动控制系统的分析和设计；用于工艺设计以及操作条件的分析和确定；控制系统的调试和控制器参数的整定；工业过程运行人员培训系统；工业过程的故障检测与诊断系统。
3、不同控制算法对过程模型的表达形式要求不同。
PID控制：传递函数二次型最优控制：状态空间模型自适应控制：脉冲传递函数预测控制：阶跃响应或脉冲响应4、建模方法：机理建模（白箱）、系统辨识（黑箱）、混合建模（灰箱）5、系统辨识：在输入和输出数据的基础上，从一组给定的模型类中，确定一个与所测系统等价的模型。
三要素：输入输出数据（辨识的基础）模型类（寻找模型的范围）等价准则（辨识的优化目标）6、最小二乘法的实现可以采用逐步逼近法。
7、系统辨识的分类：非参数模型辨识、参数模型辨识非参数模型辨识（经典辨识）：假定过程是线性的前提下不必事先确定模型具体结构。
阶跃响应、脉冲响应、相关分析、谱分析等。
参数模型辨识（现代辨识）：必须假定一种模型结构，通过极小化误差准则来确定模型参数。
最小二乘法、梯度矫正法、极大似然法等。
8、辨识步骤：根据辨识目的，利用先验知识，初步确立模型结构，采集数据，进行模型参数和结构辨识，验证，获得最终模型。
9、阶跃响应法：实际测取过程的阶跃响应；由阶跃响应求去过程的传递函数。
10、控制系统的组成：被控对象、检测和变送器、控制器、执行器被控对象：以被控变量表现其特征的装置、设备或过程检测元件和变送器：用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号输出。
控制器：将检测到的信号与设定值进行比较，按一定的控制规律对偏差信号进行运算，运算结果输出到执行器。
过程控制系统心得体会（通用5篇）
过程控制系统心得体会（通用5篇）过程控制系统心得体会篇1自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用，自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。
随着国民经济的发展，自动控制技术的应用日益广泛，其重要作用也越来越显着。
生产过程自动控制(简称过程控制)是自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用，是自动化技术的重要组成部分。
1、过程控制系统的特点(1)生产过程的连续性：在过程控制系统中，大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行，在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。
(2)被控过程的复杂性：过程控制涉及范围广，被控对象较复杂。
(3)控制方案的多样性：过程控制系统的控制方案非常丰富。
2、工业中过程控制系统的主要应用2.1自动检测系统利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。
2.2自动信号和联锁保护系统自动信号系统：当工艺参数超出要求范围，自动发出声光信号。
联锁保护系统：达到危险状态，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车。
(如图1所示)2.3自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统：根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。
自动开停车系统：按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。
2.4自动控制系统利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定范围。
3、过程控制系统的组成3.1检测元件该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。
3.2控制器将设定值与测量信号进行比较，求出它们之间的偏差，然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。
3.3执行器该部分元件作用是接受控制器的控制信号，直接推动被控对象，使被控变量发生变化。
4、过程控制系统中的闭环控制系统按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。
过程控制系统总复习ppt课件
• 纯延迟产生的原因
• 自平衡和非自平衡的定义：无自平衡能力的单容对象的响 应曲线是一个积分环节。
• 测试法建模：时域法。 • 选择模型结构：一阶惯性加纯延迟/二阶惯性加纯延迟；
并掌握作图法确定一阶惯性加纯延迟结构的数学模型。除 作图法外，还有两点法求数学模型的参数。
第七章 补偿控制
• 内容及范围
• 补偿控制系统的分类：4种，基本结构。
• 前馈控制：前馈控制与反馈控制的比较（区别、有缺点）； 根据不变性原理，实现完全补偿的前馈控制器传递函数的 求导。4种前馈控制系统结构，以及前馈控制七的传递函 数如何求得。
• Smith预估器：掌握Smith预估器的结构，能根据被控过程 传递函数，构造Smtih预估器。各种改进型Smith预估器实 现完全抗干扰的传递函数求解。
第四章 PID调节原理
• 内容及范围： 1. P、I、D的调节原理，各自特点；P（有差）；I（无差
但会积分饱和，能抗积分饱和电路的工作过程）； 2. PID控制器的正反作用（PPT），结合第三章内容一起复
习 3. PID控制规律选择的原则 4. PID工程调整的方法：
第五章 串级控制
• 内容及范围 • 串级控制组成、特点（两个控制器，一个执行器）以及基
• 大林算法：设计思想；振铃现象的判断。
史密斯补偿 原理分析
• Y(s)与U(s)之间的传递函数 Gp (s)e s
• 采用Smith预估器，反馈信号Y’(s)与U(s)的传函
Gp (s)es Gp '(s) Gp (s)
• 所以Gp’(s)传函为： Gp’(s)= Gp(s)（1-e-ts)
过程控制系统 复习总结!讲解
过程控制系统知识点总结）一、概论1、过程控制概念：五大参数。
过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。
2、简单控制系统框图。
控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。
主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。
控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。
3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。
4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。
QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。
它们之间联用要采用电气转换器。
5、电信号的传输方式，各自特点。
电压传输特点：1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点；3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。
电流信号的特点：1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；2).无公共地点。
若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。
6、变送器有四线制和二线制之分。
区别。
1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。
2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。
活零点，两条线既是信号线又是电源线。
7、本安防爆系统的2个条件。
1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。
2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。
第一个字母：参数类型 T ——温度（Temperature ） P ——压力（Pressure ） L ——物位（Level ） F ——流量（Flow ） W ——重量（Weight ） 第二个字母：功能符号 T ——变送器（transmitter ） C ——控制器（Controller ） I ——指示器（Indicator ） R ——记录仪（Recorder ） A ——报警器（Alarm ）加热炉8、安全栅的作用、种类。
过程控制系统 复习讲义
第四章 PID调节原理
3、炉出口温度调节，当适当引入微分作用 后，有人说比例度可以比无微分时小些， 积分时间也可短些，对吗？为什么？
答案：这样说是对的。因为微分作用是超 前的调节作用，其实质是阻止被调参数 的变化，提高系统的稳定性，适当的减 小比例度和积分时间有利于提高系统的 质量。
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第五章 串级控制系统
1、有一台PI调节器，δ=100%，Ti=1分，若将P改为200%时，： 1、调节系统稳定程度提高还是降低？为什么？ 2、动差增大还是减小？为什么？ 3、静差能不能消除？为什么？ 4、调节时间加长还是缩短？为什么？
答案：
∵ΔU=Kp*e+Kp/Ti∫edt
其中：ΔU—输出变化量，e—输入变化量，Kp—比例常数，
1. 掌握串级控制系统的结构形式 2. 5.3、5.7、5.8
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第六章 特殊控制系统
1. 比值控制系统的定义、工艺比值与比值系数的含义有什 么不同？比值系数的计算与什么有关？（并说明二者之 间的关系。 ）
2. 比值控制系统的结构形式，各有什么特点？ 3. 均匀控制系统的概念。 4. 分程控制系统的概念、应用于哪些场合？信号分程如何
即Kp减小时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加
长）。
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第四章 PID调节原理
2. 一般常规调节系统在负荷变动或变动较大时， 为什么调节质量会变坏？如何解决？
答案：一般常规调节系统中的调节参数只能人工 调节，在工艺正常运行是调整好的 PID参数， 只能保证在这种状态下的调节质量，而调节对 象特性都为非线性的，在负荷工况变动较大时， 对象特性将发生变化，因此原来的调节器参数 就不再适应，这时要根据具体情况重新整定调 节器参数才有可能使调节质量变好。
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过程控制系统作业1．选择性控制系统有哪些类型？各有什么特点？简述几种主要的抗积分饱和的措施。
答：选择性控制系统有两种类型：（1）被控变量的选择新控制系统。
其特点是：当生产处于正常情况时，选择器选择正常控制器的输出信号送给执行器，实现对生产过程的自动控制，此时取代控制器处于开路状态。
当生产过程处于非正常情况时，选择器则选择取代控制器代替正常控制器对生产过程进行控制，此时正常控制器处于开路状态。
当生产过程恢复正常，通过选择器的自动切换，仍由原来的正常控制器来控制生产的进行。
（2）被控变量测量值的选择性控制系统。
其特点是：多个变送器共用一个控制器，选择器对变送器的输出信号进行选择。
其用途有两个：一是选出几个检测变送信号的最高或最低信号用于控制，二是为防止仪表故障造成事故，对同一检测点采用多个仪表测量，选出可靠的测量值。
抗积分饱和的措施有三种：（1）限幅法，用高低值限幅器，使控制器的输出信号被限制在工作区间内。
（2）外反馈法，就是采用外部信号作为控制器的积分反馈信号。
这样，当控制器处于开环状态时，由于积分反馈信号不是输出信号本身，就不会形成对偏差的积分作用，从而可以防止积分饱和问题的出现。
（3）积分切除法，当控制器被选中处于闭环状态时，具有比例积分作用；若控制器未被选中处于开环状态时，将积分作用自动切除，使之只有比例作用，具有这种功能的控制器称为PI_P 控制器。
2.分程控制系统可以应用于那些场合？请分别举例说明其控制过程。
答：分程控制系统应用于三种场合：（1）用于扩大控制阀的可调范围，以改善控制品质。
通常国产控制阀的可调比R 为30，在绝大部分场合下能满足生产要求。
但有些场合需要控制阀的可调范围很宽，这时若采用一个控制阀就满足不了生产上流量大范围变化的要求。
这种情况下，可将两个口径不同的控制阀当作一个控制阀使用，从而扩大阀的可调范围。
分程控制用于扩大阀的可调范围时，总是采用两个同向动作的分程控制阀并联安装在同一流体不同管线上，如下图所示。
如图，若m ax A C =4，100max =B C ,且两阀的可调比相等，R=30，忽略大阀的泄漏量，当采用分程控制后，其最小流量为133.0304min ==C ;最大流量为1041004max max =+=+B A C C ;因此，两阀组合在一起的可调比将扩大到782133.0104≈=R 远大于30.， （2）用于控制不同的介质，以满足工艺的要求在某些间歇式生产的生产过程中，有时需要加热，有时需要一走热量，为了满足这些特殊要求，一方面需要配置蒸汽和冷水两种传热介质；另一方面需设计一个分程控制系。
如图所示为一间歇聚合反应器的温度分程控制系统。
当反应物料投入设备后，开始需加热升温引发反应，此时通入蒸汽使循环水被加热，循环水再通过反应夹套未反应物加热使反应物料升温；达到反应温度后，由于放出大量的反应热，若不及时一走热量，会使反应越来越剧烈，甚至可能发生爆炸，这时反应器夹套中流过的不再是热水，而是冷水，反应中产生的热量会被冷水带走，这样就达到了保持反应温度一定的目的。
（3）用于保证生产过程的安全和稳定。
在某些生产过程中，尤其是各类炼油后石油化工中，为避免建在室外储罐中的各种油品或石油化工产品与空气接触而氧化变质或发生爆炸，常常在储罐上方充氮气，使使储罐内压力保持为微正压，称为氮封。
储罐内物料的增减将造成罐顶压力的升降，必须及时进行控制，否则将引起储罐变形，TT TC TV B 产品 冷水蒸汽TV A甚至破裂，造成浪费或引起燃烧、爆炸等危险。
如图所示，当储罐内物料增加时，压力升高，于是关闭A 阀，打开B阀，通过停止充入氮气和放空使储罐内压力下降；反之，当储罐内物料减少时，压力降低，于是打开A阀，关闭B阀，通过充入氮气和停止放空使储罐内压力升高；如此保持储罐内压力为微正压。
分程控制系统的参数整定实质就是简单控制系统的参数整定，需要注意的是，两个控制通道特性不同时，应照顾正常情况下的对象特性，按正常工况整定控制器参数，另另一阀只要在工艺允许的范围内工作即可。
分程控制系统的投运1、投运前的检查仪表本身的调试和检查检查检测元件、变送器、控制器、显示仪表、控制阀的精度等,检查连接部件：包括连接正确性检查等,充灌隔离液：包括管路清洗等,检查控制器正反作用、内外给定的设置,检查控制阀动作及相关管线和旁路阀,联动检查2、系统投运变送器投运→控制阀手操→控制器投运和参数整定3、维修定时和经常性的检查和处理,发生故障后的检查和处理3.新型控制系统综述。
答：第一、自适应控制系统。
自适应控制系统：通过测取系统的有关信息，了解对象特性的变化情况，再经过某种算法自动地改变控制器的可调参数，使系统始终运行在最佳状况下。
根据自适应控制的设计原理和结构的不同，可分四类。
一、变增益自适应控制二、模型参考自适应控制系统研究的主要问题在于设计一个稳定的、具有较高性能的自适应机构的自适应算法。
三、直接优化目标函数的自适应控制系统四、自校正控制系统该系统在原有控制系统的基础上，增加了一个外回路。
它由对象参数辨识器和控制器参数计算机构组成。
第二、预测控制一、预测控制的基本结构四部分组成，预测模型、反馈校正、滚动优化和参考轨迹。
二、预测控制的特点及其应用1.特点：从控制方式上预测控制。
预测控制的预测和优化模式是对传统最优控制的修正，它使建模简化，并考虑了不确定性及其他复杂性因素。
预测控制对数学模型要求不高且模型的形式多样化。
能直接处理具有纯滞后的过程。
具有良好的跟踪性能和较强的抗扰动能力。
对模型误差具有较强的鲁棒性。
2.应用（1）国外已经形成许多以预测控制为核心思想的先进控制商品化软件包。
（2）中国通过“八五”“九五”国家重点科技攻关等，在先进控制与优化控制方面积累了许多经验，成功应用实例亦不少，部分成果已逐渐形成商品化软件。
第三、解耦控制系统耦合：控制变量与被控变量之间是相互影响的，一个控制变量的改变同时引起几个被控变量变换的现象。
解耦：消除系统之间的相互耦合，使各系统称为独立的互不相关的控制回路。
把具有相互关联的多参数控制过程转化为几个彼此独立的单输入-单输出控制过程来处理，实现一个调节器只对其对应的被控过程独立地进行调节。
这样的系统称为解耦控制系统（或自治控制系统）。
减少与消除耦合的途径（1）、选择正确的变量配对（2）、调整控制参数（3）、减少控制回路（4）、串接解耦装置第四、专家系统1.专家控制系统概念➢专家控制系统是指将专家系统的设计规范和运行机制与传统控制理论和技术相结合而成的实时控制系统的设计和实现方法。
➢根据专家系统技术在控制系统中应用的复杂程度，可以分为专家控制系统和专家式智能控制器。
➢专家控制系统可以提高常规控制系统的控制品质，拓宽系统的作用范围，增加系统的功能，还可以对传统控制方法难以奏效的复杂过程实现高品质的控制。
2.专家控制系统的类型（1）根据专家控制系统在过程控制中的用途和功能，可分为直接型专家控制器和间接型专家控制器。
（2）按知识表达技术，可分为产生式专家控制系统和框架式专家控制系统等。
3.专家控制系统结构（1）系统由算法库、知识基系统和人-机接口与通讯系统组成。
（2）算法库部分主要完成数值计算。
（3）知识基系统具有定性的启发式知识，它进行符号推理，按专家系统的设计规范编码，通过算法库与对象相连。
（4）人-机接口与通讯系统作为人-机界面和实现与知识基系统直接交互联系，与算法库进行间接联系。
专家控制系统总体结构图第五、模糊控制系统优点：具有实时性好，超调量小，抗干扰能力强，稳态误差小等。
1.模糊控制系统的基本结构模糊控制系统的方块图模糊控制器的基本结构2.模糊控制的几种方法①查表法将输入量的隶属度函数、模糊控制规则及输出量的隶属度函数都用表格来表示。
②专用硬件模糊控制器用硬件直接实现上述的模糊推理。
优点是推理速度快，控制精度高。
③软件模糊推理法模糊控制过程中输入量模糊化，模糊规则推理和输出清晰化和知识库这四部分都用软件来实现。
第六、纯滞后补偿控制系统由于很多生产过程中都存在纯滞后现象，故必须设法克服纯滞后。
目前克服纯滞后的方法主要有史密斯预估补偿控制、自适应史密斯预估补偿控制、观测补偿器控制、采样控制、内部模型控制（IMC）以及达林算法。
4、控制系统学习总结和心得体会。
过程控制系统学习学习总结本学期我们主要学习了复杂控制系统，复杂控制系统就是在简单控制的基础上对控制能力的加强。
主要有串级控制系统，均匀控制系统，比值控制系统，选择性控制系统，分程控制系统，前馈控制系统和新型控制系统。
采用复杂控制系统对提高控制品质、扩大自动化应用范围，起着关键性作用。
学习心得通过学习我不仅增长了见识，还了解到不少学习方法，不但上课要认真听课，还需要在课积极的预习和课后的复习；有时还必须查一些相应的资料。
要想真正的掌握知识，是自己成为一个有用的人，就必须掌握正确的学习方法。
没有学习方法，到头来还是白忙一场。
今后我还将继续努力学习，为自己的人生道路上留下更多的色彩。
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