化工自动控制基础知识
化工仪表及自动化知识点(供参考)
1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。
2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。
4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。
5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。
6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。
7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。
8、被控对象：承载被控变量的物理对象。
9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ⨯--=）（p p p x x e δ。
10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。
允许相对误差100%-⨯±=测量范围下限值测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。
12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。
13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。
14、表压＝绝对压力－大气压力；真空度＝大气压力－绝对压力。
15、压力计的选用及安装：（1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。
③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。
（2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。
16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。
化工自动化控制仪表知识100题及答案1
化工自动化控制仪表知识100题及答案1、【单选题】3300系列涡流传感器系统借助于探头顶端与被观察的导体表面之间的间隙来测量振动及相对位置,并转换成与之成()信号送至监视器。
(B)A、正比例的正电压B、正比例的负电压C、反比例的正电压2、【单选题】CENTUMCS3000系统中,在控制分组画面上不可以进行()操作。
(C)A、修改控制模式MODEB、修改SP值C、将过程点打校验状态3、【单选题】CENTUMCS3000系统中,某回路的报警状态显示为11,可知该回路发生了()报警。
(C)A、MV值低低B、SV值低低CsPV值低低4、【单选题】CENTUMCS3000系统中,每个域最多可以定义()个站。
(A)A、16B、8C、48D、655、【单选题】CENTUMCS3000系统中的回路调整画面中,P是()。
(A)B、积分时间C、微分时间6、【单选题】HSE管理标准的基本内容包括()。
(C)A、不违反劳动纪律B、不违章作业C、不发生人身伤亡事故7、【单选题】MY2型手提式1211灭火器的灭火射程是()m。
(A)A、3B、2C、18、【单选题】下列()可能导致联锁系统产生误动作。
(C)A、“三取二”检测回路中一检测元件故障B、联锁切除C、电磁阀故障9、【单选题】串级控制系统中对进入其中的干扰有较强的克服力的是()。
(B)A、主控制器B、副控制器C、主回路10、【单选题】为保护头部不因重物坠落或其它物件碰撞而伤害头部的防护用品是()。
(A)A、安全帽B、防护网C、安全带11、【单选题】从事机加工作业时,机床运行操作中,作业人员严禁()。
(C)A、戴皮手套C、戴手套12、【单选题】以下()表决逻辑适用于安全性很高的场合。
(B)A、二选二2oo2B N三选一1oo3C、三选二2oo313、【单选题】信号压力增加阀杆向下移动的执行机构叫()执行机构。
(A)A、正作用B、气开C、反作用14、【单选题】内部具有喷料装置、再分布器、栅板等结构的塔设备应该是()。
化工dcs操作知识点总结
化工dcs操作知识点总结一、 DCS概述DCS（分散控制系统，Distributed Control System）是一种用于工业过程控制的自动化系统。
它是一个将多个控制器分布在不同位置的系统，每个控制器控制特定的过程运行。
DCS系统通常由控制器、人机界面、输入/输出模块等多个部分组成。
1.1 DCS系统结构DCS系统通常由以下几个部分组成：1）控制器：负责执行控制算法，控制过程设备的运行。
2）人机界面（HMI）：提供操作界面，操作人员可以通过HMI来监控和控制整个系统。
3）输入/输出模块（I/O）：用于接收传感器的信号，并发送控制指令给执行器。
1.2 DCS系统功能DCS系统一般具有以下功能：1）监控：实时监视工业过程的运行状态，包括温度、压力、流量等参数。
2）控制：根据设定的控制策略，对工业设备进行调节，以实现所需的生产目标。
3）数据记录：将生产过程中的数据记录下来，以便后续的分析和优化。
4）报警：当工艺参数超出设定范围时，系统可以发出报警信息，提醒操作人员进行处理。
1.3 DCS系统优势与传统的PLC（可编程逻辑控制器）相比，DCS系统具有以下优势：1）分布式控制：DCS系统的控制器分布在各个节点上，能够更好地适应大型工业过程的控制需求。
2）高可靠性：采用冗余控制策略，当某个控制器或设备发生故障时，系统可以自动切换到备用设备，保证工业生产的连续性。
3）灵活性：DCS系统可以根据生产需求进行灵活的配置和调整，适应不同的生产工艺。
二、DCS系统操作基础知识在进行DCS系统操作之前，首先需要掌握一些基础知识，包括系统结构、操作界面、控制策略等内容。
2.1 DCS操作界面DCS系统的操作界面通常由监控屏幕和控制菜单组成。
操作人员可以通过监控屏幕实时监视工业过程的状态，并通过控制菜单发送控制指令。
2.2 DCS系统参数设置在进行实际的控制操作之前，需要对系统参数进行设置。
这些参数包括控制算法、控制范围、报警设置等。
化工dcs需要掌握的知识
化工dcs需要掌握的知识
在化工领域，DCS（分布式控制系统）是一个关键的自动化控制系统，用于监控和控制在各种工业过程中的化学反应和工艺流程。
为了有效地掌握DCS，以下是一些需要了解的关键知识点：
1. 基础知识：了解化工工艺流程和原理，掌握有关化学反应和单元操作的基本知识，如蒸馏、萃取、吸收等。
2. 系统组成：了解DCS的各个组成部分，包括中央控制单元、输入/输出模块、人机界面、通信网络等，以及它们在系统中的作用和工作原理。
3. 控制原理：理解DCS的控制原理，包括闭环控制、开环控制和逻辑控制等，能够分析和优化控制回路性能。
4. 监控功能：熟悉DCS的监控功能，包括实时数据采集、显示、报警、趋势记录等，能够通过人机界面进行操作和调整。
5. 故障诊断：掌握DCS的故障诊断技术，能够识别和解决系统故障，确保系统的稳定性和可靠性。
6. 安全性：了解DCS的安全性要求，如防爆、防腐、防误操作等，确保系统的安全运行和员工的人身安全。
7. 维护保养：熟悉DCS的维护保养要求，包括定期检查、清洁、更换部件等，保证系统的长期稳定运行。
8. 标准化和法律法规：了解化工行业相关的标准化和法律法规，如化工安全生产标准、环保法规等，确保企业的合规运营。
9. 实践经验：通过实际项目和实践经验积累，不断提升对DCS的掌握和应用能力。
总之，掌握DCS需要广泛的知识和技能，包括理论和实践两个方面。
通过不断学习和实践，可以逐步提升自己在化工领域的DCS应用能力。
化工自动化基础
第一节 化工自动化的基本概念
3.2、检测元件及变送器：它将ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要监测的 工艺变量的变化转换成特定信号（电信号）， 为自动控制系统提供控制的依据。
3.3、调节器：它把检测元件与变送器送来 的信号与工艺上需要保持的设定值信号进行 比较得出偏差，根据偏差的正负、大小及变 化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算 后，输出相应的控制作用给执行机构。
第一节 化工自动化的基本概念
3.4、执行器：它接受调节器送来的信号， 相应地改变操纵变量，克服扰动的影响， 实现控制要求。在化工生产中最常用的执 行机构是气动薄膜调节器。
第二节 调节器及基本调节规律
调节器是自动控制系统的重要组成部分。 它将生产过程被控变量的测量值与设定值 进行比较，得出偏差，根据偏差的正负、 大小和变化趋势，按照一定的运算规律输 出控制信号，送往执行器，实现对生产过 程的自动控制。
第一节 化工自动化的基本概念
3、自动控制系统的组成
自动控制系统主要由两大部分组成，一部 分是起控制作用的全套自动化装置，它主要 包括检测元件及变送器、调节器和执行器； 另一部分是自动化装置控制下的被控过程。 3.1、被控过程：自动控制系统中，工艺变 量需要控制的生产过程、设备或机器称被控 过程。化工生产中的各类塔器、反应器、泵、 压缩机以及各种容器、储槽（罐），甚至一 段输送流体的管道都可以是被控过程。
第五节 复杂控制系统
第五节 复杂控制系统
第五节 复杂控制系统
3、比值控制系统
使两个或两个以上物料量保持一定比值 关系以达到某种控制要求的控制系统，称 为比值控制系统。
第五节 复杂控制系统
第五节 复杂控制系统
4、前馈控制系统
前馈控制是改善和克服反馈控制不及时 的另一种控制方法。它是利用补偿原理， 采用开环结构，按扰动作用的大小进行控 制。
化工仪表及自动化考试重点
第一章自动控制系统的基本概念1、化工自动化的主要内容：自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。
2、自动控制系统能在没人直接干预的情况下，自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最假的工艺操作状态。
3、自动控制系统的基本组成：被控对象及自动化装置，其中自动化装置又包含测量原件与变送器、控制器和执行器。
4、自动控制系统的方块图：每个方块都代表一个具体装置，方块与方块之间的连接代表方块之间的信号联系，方块之间连接线的箭头代表信号作用的方向。
5、自动控制系统是具有被控变了负反馈的闭环系统。
而自动检测、自动操纵等系统是开环系统。
6、反馈控制方式是按偏差进行控制的，其特点是不论什么原因使被控变量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控变量与期望值趋于一致。
7、按被控变量的给定值是否变化和如何变化分类，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
8、自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态；把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
9、静态是指系统中各信号的变化率为零，即信号保持在某一常数不变化，而不是物料不流动或能量不交换。
10、自动控制系统在静态时，生产还在进行，物料和能量仍然有进出，只是平衡进行没有改变就是了，这与习惯上所说的静止是不同的。
11、系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。
12、系统中过渡过程中，被控变量随时间变化的。
13、自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式：非周期振荡过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程和发散振荡过程。
14、衰减振荡的过渡过程的品质指标如下：最大偏差：被控变量偏离给定值的最大数值。
超调量：被控变量偏离新的稳定值得最大数值。
衰减比:前后相邻两个峰值的比。
余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差。
化工仪表及自动化知识点
1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。
2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统.3、控制系统的五个品质指标:最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率.4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。
5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。
6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。
7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。
8、被控对象:承载被控变量的物理对象。
9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ⨯--=）（p p p x x e δ。
10、精确度（精度)：数值上等于允许相对百分误差去掉“"号及“%"号。
允许相对误差100%-⨯±=测量范围下限值测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。
12、灵敏度:在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。
13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。
14、表压＝绝对压力－大气压力;真空度＝大气压力－绝对压力。
15、压力计的选用及安装：(1）压力计的选用：①仪表类型的选用:仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求;②仪表测量范围的确定:仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。
③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的.（2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设;③压力计的安装.16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下,以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变,利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。
化工仪表及自动化知识要点
化工仪表及自动化知识要点第一章1化工自动化一般包括 自动检测系统、自动信号和联锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。
2自动控制系统的基本组成1）被控对象 2）自动化装置：测量元件与变送器、自动控制器、执行器3自动控制系统方框图4自动控制系统的方框图与控制流程图的区别：方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。
方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系，并不代表方框之间的物料联系。
方框之间连接线的箭头也只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不同的。
工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。
5在自动控制系统将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象，简称对象。
6生产过程中所要保持恒定的变量，称为被控变量。
7工艺上希望保持的被控变量数值，即给定值。
8具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。
9自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
10与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入端的。
11仪表位号是由字母代号组合和阿拉伯数字编号两部分组成。
第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部，其第一位数字表示工段号，后续数字（二位或三位数字）表示仪表序号。
12将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类，这样可将自动控制系统分为三类，即定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
13静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态；动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。
14控制系统的过渡过程 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
15采用阶跃干扰的优点：（1） 这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。
化工仪表及自动化复习
第一章自动控制系统基本概念第一节自动控制系统的基本组成及表示形式液位自动控制的方框图方框图中， x 指给定值；z 指输出信号；e 指偏差信号；p 指发出信号；q 指出料流量信号；y 指被控变量；f 指扰动作用（主要是进料量的变化，注意：此为对液位控制而言）。
当x 取正值，z取负值，e= x- z，负反馈。
其他控制系统用同一种形式的方框图可以代表不同的控制系统当进料流量或温度变化等因素引起出口物料温度变化时，可以将该温度变化测量后送至温度控制器TC。
温度控制器的输出送至控制阀，以改变加热蒸汽量来维持出口物料的温度不变。
小结:自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
举例：乙烯生产过程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图第二节自动控制系统的基本组成及表示形式T 温度，P 压力（真空度），L 物位，F 流量I 指示，R 记录，A 报警，C 控制（调节）塔顶的压力控制系统中的PIC-207，PIC的组合就表示一台具有指示功能的压力控制器。
LIC-201是一台具有指示功能的液位控制器。
FRC-210表示一台具有记录功能的温度控制器。
PIC-207表示压力指示调节仪表，该仪表为就地安装，工段号为2，仪表序号为07。
第三节自动控制系统的分类1.定值控制系统：被控变量的给定值不变2.随动控制系统（自动跟踪系统）：给定值随机变化第四节自动控制系统的过渡过程和品质指标控制系统的过渡过程：系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
当干扰作用于对象，系统输出y发生变化，在系统负反馈作用下，经过一段时间，系统重新恢复平衡。
常用的是阶跃干扰。
采用阶跃干扰的优点：这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。
这种干扰的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。
举例：某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。
化工自动化基础
化工自动化基础化工自动化是指利用现代信息技术、仪器仪表和自动控制技术，对化工过程进行监测、控制和优化，提高生产效率、质量稳定性和安全性的一种技术手段。
本文将介绍化工自动化的基础知识，包括自动化系统的基本组成、常见的自动化仪表和控制元件、以及化工自动化应用的一些案例。
自动化系统的基本组成化工自动化系统由传感器、执行器、控制器、人机界面和通信网络组成。
传感器传感器是化工自动化系统的重要组成部分，用于将被测量的物理量转换为电信号，并输入到控制系统中。
常见的化工传感器包括温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
执行器执行器是根据控制系统的指令，将电信号转换为物理运动或能量变化的装置。
常见的化工执行器包括阀门、泵和电机等。
控制器控制器是化工自动化系统的核心部分，负责对传感器采集的数据进行处理，并生成相应的控制信号。
常见的化工控制器包括PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统）等。
人机界面人机界面是化工自动化系统与操作人员之间的交互界面，用于监视和控制化工过程。
常见的人机界面设备包括计算机显示屏、触摸屏和操作面板等。
通信网络通信网络是连接化工自动化系统各个组成部分的重要环节，用于传输数据和指令。
常见的通信网络包括以太网、现场总线和无线通信等。
常见的自动化仪表和控制元件温度传感器温度传感器用于测量化工过程中的温度变化，常见的温度传感器有热电偶和温度计等。
压力传感器压力传感器用于测量化工过程中的压力变化，常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器等。
液位传感器液位传感器用于测量化工过程中的液体水平变化，常见的液位传感器有浮子式传感器和超声波传感器等。
阀门阀门是用来控制流体流量和方向的装置，常见的阀门有蝶阀、截止阀和调节阀等。
泵泵是用来输送流体的装置，常见的泵有离心泵和齿轮泵等。
电机电机是化工自动化中常见的执行器，常用于驱动泵、风机和传送带等设备。
化工自动化应用案例炼油过程控制炼油过程控制是化工自动化的重要应用领域。
化工自动化基础知识
化工自动化基础知识一、自动调节系统一个简单调节系统主要由调节对象、测量装置、调节器及调节阀组成。
比较机构比较机构是调节器内部的一个比较环节，对给定值与测量值进行比较获得一个偏差信号e, 即e = x -z o给定值x大于测量值z时称为正偏差，而给定值x小于测量值z时称为负偏差。
“反馈”是自动调节系统中的一个重要特性。
反馈是指反送的意思。
从上图中可看出，调节器一方面通过调节阀把调节作用施加到调节对象上，使被调参数回到给定值。
另一方面，调节对象又将被调参数的信号通过测量装置送回到调节器的输入端一比较机构，这个信号可以使调节器在发生调节作用后，了解调节效果，即偏差是否已减弱，直至消失，是否还需要继续调节。
将被调参数的信号反送到调节器的比较机构，这条通道就称为反馈回路，简称反馈。
它的方向与主回路信号的方向相反，这种反馈就称为“负反馈”。
调节系统的反馈都是负反馈，在调节系统中，只能采用负反馈作用才能克服干扰，使被调参数回到给定值。
二、自动调节系统的过渡过程自动系统受到干扰影响后，由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程叫做自动调节系统的过渡过程。
自动调节系统的过渡过程的衡量指标（1）最大偏差，（2）衰减比，一般衰减比取4：1较合适，通常控制在4-10之间，（3）余差，三、基本调节规律1比例调节△P=kp e（1）比例调节非常及时，只要有偏差变化信号输入，立即就有信号输出。
（2）比例调节存在余差。
2积分调节规律△P=Ki / e dt 一般用积分时间表示积分作用的强弱，Ti=1/Ki（1）积分调节能消除余差，起再调节作用•（2）调节动作是缓慢增加的过程•3微分调节规律△P=Td. de/dt微分调节规律的特点就是具有超前调节作用，抑制被调参数变化速度•四、组合式调节规律比例调节、积分调节和微分调节各有特点，在实际调节系统中选用保种调节规律往往要根据被调参数的特性和设备情况，一般采用单一调节规律，而是几种调节规律结合起来，将各种调节规律的优点综合在一起，取得满意的调节效果。
化工自动化控制的基本原理
化工自动化控制的基本原理化工自动化控制是指利用先进的计算机技术和自动控制理论，对化工过程进行监测、测量、调节和控制的一种方法。
它通过自动化设备和系统，实现化工生产过程的自动化运行和控制，提高生产效率、产品质量和安全性。
化工自动化控制的基本原理包括传感器技术、信号处理技术、执行器技术以及控制策略等。
传感器技术是化工自动化控制的基础。
传感器是将化工过程中需要监测的物理量转化为电信号的装置。
它可以测量温度、压力、流量、液位等参数，并将这些参数转化为电信号，供后续的控制系统进行处理。
传感器的选择和布置对于化工自动化控制的精确性和可靠性至关重要。
信号处理技术是将传感器采集到的模拟信号转化为数字信号，并进行滤波、放大、调理等处理的过程。
信号处理技术的主要任务是提高信号质量，减小干扰和噪声对控制系统的影响，保证控制系统的准确性和稳定性。
执行器技术是将控制信号转化为动作信号，控制化工过程中的执行机构，如阀门、泵等。
执行器的选择和控制对于化工自动化控制的速度和精度有着重要影响。
不同的执行器可以根据需要选择，如电动执行器、气动执行器等。
控制策略是化工自动化控制的核心。
它是根据化工过程的特点和要求，制定控制算法和控制方案，实现对化工过程的监测、测量、调节和控制。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制以及模糊控制、神经网络控制等。
不同的控制策略适用于不同的化工过程，需根据实际情况选择合适的控制策略。
化工自动化控制的基本原理是传感器技术、信号处理技术、执行器技术和控制策略的有机结合。
通过传感器对化工过程中的参数进行测量和监测，利用信号处理技术对信号进行处理和优化，通过执行器技术实现对化工过程的控制动作，最终通过控制策略对化工过程进行调节和控制。
这种基于先进技术的自动化控制方法，可以提高化工生产的效率和质量，减少人为因素的干扰，提高生产安全性。
化工自动化控制的基本原理是通过传感器技术、信号处理技术、执行器技术和控制策略的有机结合，实现对化工过程的自动化监测、测量、调节和控制。
化工自动化-基本控制规律
在t = T时,整个微分控制器的输出为
pT A 0.368AK D 1
(9-25)
29
2.4微分控制
三、比例微分控制系统的过渡过程
当比例作用和微分作用结合时,构成比例微分控制规律
de p pP pD K C e TD dt
（9-ห้องสมุดไป่ตู้7）
20
2.3积分控制
图9-13 液位控制系统
图9-14 积分控制过程
21
2.3积分控制
二、比例积分控制规律与积分时间
比例积分控制规律可用下式表示
p K C e K I edt
（9-15）
图9-15 比例积分控制规律
22
2.3积分控制
由于
则
T 1 KI
（9-16）
1 p K C e edt T I
（a）
（b）
（c）
34
（d）
控制 规律 位式
输入e与输 阶跃作用下 优缺点 出p(或Δp) 的响应（阶 的关系式 跃幅值为A） P=pmax(e>0) P=pmin(e<0) 结构简单 ;价 格便宜 ;控制 质量不高 ;被 控变量会振荡 (a)图 结构简单 ;控 制及时 ;参数 整定方便 ;控 制结果有余差
微分控制具有“超前”控 制作用。
图9-19 微分时间对过渡过程的影响
31
2.4微分控制
四、比例积分微分控制
同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称 为比例积分微分控制器。
1 de e edt TD p pP pI pD K C dt TI
（9-28）
第八章化工过程自动控制ppt课件
8.2 化工单元操作常见的控制方案 一、离心泵出口流量控制
1、离心泵出口单路流量控制
FIC
情形1
FIC
情形2
2、离心泵出口多支路流量控制
FIC
FIC
注意： ◆所有调节阀均应该水平安装，并保证其前后直管段长度； ◆
F——流量 C——浓度 V——黏度
P——压力或真空度 pH——氢离子浓度 M——搅拌转速
自控功能代号：
I——指示 J——记录 L——联锁
C——控制 X——信号 A——报警
Q——累积 T——调节 R——人工遥控
例如：
FIC 表示将位号为101的流量信号引入计算机自控系统，显示并控制该值。
101
TI 表示在设备附近就地加装仪表显示温度101，而不引入计算机自控系统。
第8章 化工流程的自动控制
仪表和计算机自动控制系统在化工过程中发挥着重要作用。强化化工流 程的自动控制，是化工生产过程的发展趋势和方向。
化工流程自动化控制的优点： ①、提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品质量或收率； ②、保证化工流程安全、稳定的运行； ③、对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性； ④、降低工人的劳动强度，减少人为因素对化工生产过程的影响；
通过进料流股流率来控制容器内液体的液位
六、复杂的串级控制
TI
FI
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI
加热蒸汽
TIC
热流股
换热器复杂串级控制示意图
七、化工流程中的间接测量与控制
问题描述：
一个真空蒸发结晶的间歇过程，蒸发结晶釜内（釜总体积为6m3）为正丁醇 －水－帕罗西丁物系，釜外夹套采用1.3kgf/cm2的饱和蒸汽加热，系统真空度要 求控制在720±10mmHg，开始真空蒸发结晶前，首先一次性向釜内压入3m3的正 丁醇－水－帕罗西盯均相物料（溶剂基水份含量质量百分数为23％，起始温度 为室温。），开启真空泵，待真空度稳定后，开始控制加热蒸汽流量进行升温 蒸发，随着正丁醇－水的馏出，釜内液位将下降，要求采用补加正丁醇的方式 维持结晶釜内液位基本不变。当釜内水份含量降低到一定数值时，帕罗西盯开 始结晶出来。整个过程为了保证晶体的成核与生长，还要求控制蒸发过程的蒸 发速度，而且在出晶点时蒸发出的冷凝液要部分回流到结晶釜。为了防止帕罗 西盯的热降解，整个蒸发过程温度不能超过50℃。蒸发结晶终点控制在结晶釜 内物料溶剂基水份含量质量百分数为0.6％，然后泄掉系统真空，进行过滤、干 燥、洗涤，得到帕罗西盯产品（晶体）。
(完整word版)化工仪表及其自动化重要知识点
1化工自动化主要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制2自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成3 FRC-305表示集中仪表盘安装的具有记录功能的流量控制仪表;工段号为3仪表序号为05p 压力T 温度F 流量I 电流L 物位 I 指示C 控制R 记录A 报警干扰因素主要有A 、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。
4建立对象的数学模型方法有机理建模法、实验建模法5按给定值不同，自动控制系统分为定值,随动，程序控制系统6机理建模的依据是对象或生产过程的内部机理. 7对象特性的实验测取法有阶跃反应曲线法和矩形脉冲法。
8反应对象特性的参数：放大系数K 、时间常数T 和滞后时间t9 纯滞后一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间而引起的，而测量点选择不当，测量元件安装不合适等原因也会造成纯滞后.容量滞后一般是由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。
10 测量误差的表示方法有绝对误差 Δ= x －x0 和 相对误差 Δ/量程11 精确度0.005 0.02 0。
05 0.1 0.2 0。
4 0。
5 1 1.5 2。
5 412 测压仪表按其转换原理不同主要分为液柱，弹性，电气,活塞式压力计13 弹性元件有弹簧 管膜片 波纹管应变片式压力传感器：测压元件是电阻应变片。
利用金属导体的电阻应变效应制成的。
压阻式压力传感器：测压元件是单晶硅片。
利用半导体的压阻效应制成输入量的变化量输出量的变化量K的14 测量稳定压力不超过上限的2/3，测脉动压力不超过1/2,测高压压力不超3/5,被测压力最小值不低于满量程的1/3.15 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象称为节流现象根据能量守恒定律，动能的变化必然引起静压能的变化，所以在流体流经节流装置时必然会产生静压差.16 节流装置的形式、尺寸、取压方式以及流体的工艺条件（密度、温度、压力、雷诺数等）,当以上这些条件改变时都会影响流量的测量。
化工自动化控制系统
化工自动化控制系统•化工自动化控制系统概述•传感器与执行器技术•控制策略与方法•系统设计与实现目•运行维护与优化•发展趋势与挑战录01化工自动化控制系统概述定义与发展历程定义化工自动化控制系统是一种利用先进的控制理论、计算机技术、传感器技术等，对化工生产过程中的各种参数进行实时监测、自动调节和控制的系统。
发展历程随着计算机技术和控制理论的不断发展，化工自动化控制系统经历了从简单的手动控制到复杂的自动控制，再到当前的智能化控制的发展历程。
数据存储与分析对监测到的数据进行存储和分析，为生产优化提供数据支持。
当系统出现故障时，能够自动诊断并处理故障，保证生产安全。
自动调节根据监测到的参数变化，自动调节控制阀门的开度，以维持生产过程的稳定。
系统组成化工自动化控制系统主要由传感器、变送器、控制器、执行器等组成。
实时监测通过传感器对化工生产过程中的各种参数进行实时监测，如温度、压力、流量等。
系统组成及功能化工自动化控制系统广泛应用于石油化工、精细化工、合成材料等领域。
应用领域通过故障诊断与处理功能，及时发现并处理潜在的安全隐患，保障生产安全。
保障生产安全通过实时监测和自动调节，使生产过程更加稳定，提高生产效率。
提高生产效率优化生产过程，降低能耗和排放，实现绿色生产。
降低能耗和排放精确控制生产过程中的各种参数，提高产品质量。
提高产品质量0201030405应用领域及意义02传感器与执行器技术流量传感器采用节流装置、涡轮等原理，测量流体流量并转换为标准电信号。
温度传感器利用物质热胀冷缩、热电效应等原理，将温度变化转换为电信号输出。
压力传感器通过压电效应、应变片等原理，将压力变化转换为电信号输出。
物位传感器利用浮力、电容等原理，检测容器内液位或固体物料高度。
成分传感器采用电化学、光学等原理，对气体或液体中的特定成分进行检测。
传感器类型及原理执行器类型及工作原理通过电动机驱动，实现阀门的开关或调节功能。
以压缩空气为动力，驱动阀门等执行机构完成相应动作。
化工自动控制基础知识
化工自动控制基础知识金自强化工自动控制反馈控制的基本原理单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（过程）、测量变送装置、控制器和控制阀（执行器）。
单回路反馈控制变量间的关系：●e=x-z●p=f(控制规律，e)●q=f(调节规律,p)●y=f(被控对象特性，f,q)●z=f(变送规律，y)简单控制系统有两个通道：控制通道（q-y）和扰动通道（f-y），由控制通道来克服扰动通道对y的影响。
简单控制系统分为两类：定值控制系统（x不变）和随动控制系统或伺服控制系统（x变化）。
自动控制系统的品质指标余差C最大偏差A衰减比B:B’,(4:1)过渡时间Ts,(5%)被控对象特性参数放大系数K=Δ输入/Δ输出，（应该使控制K大，干扰K小）滞后时间τ=纯滞后τo+容量滞后τn时间常数Tc,63.2%化工自动控制元件传感器、变送器控制器执行器基本控制规律双位控制PID控制复杂控制以下以液位控制系统为例加以说明。
串级控制如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，主控制器的输出作为串级控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。
串级控制系统的特点：1、主回路为定值系统，副回路为随动系统2、副回路包含了主要的干扰，具有超前作用，有效地克服了时间滞后，改善了主控制器的被控对象特征。
3、有利于克服副回路内执行机构等的非线性在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101（主控制器）和流量调节器FIC102（副控制器）串级控制。
主控制器LIC101的输出作为副控制器FIC102的给定值。
即正常工况下LIC101投自动，FIC102投串级。
具体来讲，LIC101的百分比输出OP（例如50%）对应一个流量（例如20000Kg/H），该流量随LIC101的输出而变，且作为FIC102的给定值SP，FIC102投串级时，可见该SP值不断变化，FIC102的PV值因泵的流量波动而出现较大波动，但LIC101的PV值却波动较小，可见改善了主控制器的被控对象特征。
第一章 自动控制系统基本概念(化工工艺)
眼 看 脑 想 手 动
Qo
一.自动控制系统的基本组成
Qi
眼 看 脑 想 手 动
Qo
人工操作进行工作的三个方面: (1).检测:用眼睛看液位的高低。 (2).运算、命令:大脑根据眼睛看到液位的高低,加以思考 和比较得出偏差,发出命令。 (3).执行:根据大脑发出命令,改变阀门开度,以改变出口流 量Qo,保持液位的高低在规定位置。
四、现代自动化技术特点
• 已发展为综合自动化,其应用的领域和规模越来越大, 控制与管理一体化的系统已提到日程,因此,其社会、 经济效益也越来越大。 • 显示了知识密集化、 高技术集成化的特点,它是信息技 术、自动化技术、管理科学等相结合的现代高技术。 • 自动化过程中的智能化程度日益增加,各种智能仪表不 断出现,控制的精度越来越高,控制的方式日益多样化, 它不仅减轻和代替了人们的体力劳动,而且也在很大程 度上代替了人们的脑力劳动。
自动控制系统方框图
自动控制系统是一个具有负反馈的闭环系统
反馈:把系统的输出信号直接或经过一些环节后送回到系 统的输入端,并加入到输入信号中的作法。 负反馈:反馈信号使原来的输入信号减弱(e=x-z)。 正反馈:反馈信号使原来的输入信号增强(e=x+z)。 负反馈系统
给定值 偏差
↓
控制器
x
z ↑
e
测量值
第一节 生产自动化的主要内容
生产自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵、 自动控制系统。 1.自动检测系统 ׃利用各种检测仪表对生产过程的主要 工艺参数(如温度、流量等)进行测量、指示或记录的。
压力 流量 温度
第一节 生产自动化的主要内容
2.自动信号和联锁保护系统(自动保护) 当生产过程出现危险时,自动信号系统发出声、光等报警 信号,自动联锁保护系统立即作出反应,通过改变阀门的开 启度或切断某些通路,或进行紧急停车,以防止事故的发生 或扩大。它是生产过程中的一种安全装置。 3.自动操纵及自动开停车系统(自动操纵) 自动操纵系统:按照预先规定的步骤自动地对生产设备进 行某种周期性的操作。可减轻工人的重复性体力劳动。 自动开停车系统:按照预先规定的步骤自动地将生产过程 投入运行或自动停车。
化工自动化基础
添加 标题
简介：安全联锁保护系统是化工自动化系统 中的重要组成部分，用于保障生产安全和人 员生命安全。
添加 标题
应用场景：在化工生产过程中，安全联锁保护系统可 以应用于各种设备和装置，如反应器、储罐、管道等， 对可能发生的危险情况进行及时预警和处置。
添加 标题
工作原理：安全联锁保护系统通过传感器、控制器等 设备，实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压 力、液位等，一旦发现异常情况，立即触发相应的报 警和处置措施。
添加 标题
优势与效果：安全联锁保护系统的应用可以有效 减少化工生产中的事故发生率，保障人员生命安 全和企业的财产安全，提高生产效率和产品质量。
应用范围：广泛应用于石油、化工、制药等领域，实现流体物料的输送、计量和控制。
控制方式：采用可编程逻辑控制器（PLC）或工业计算机（IPC）进行控制，实现设备的自 动化运行。
优点：提高生产效率、降低能耗、减少人工操作、提高产品质量和安全性。
自动化控制系统的组成
实现化学反应过程的优化和自动化
添加标题
添加标题
Hale Waihona Puke 通信网络：实 现化工自动化 系统各部分之 间的数据传输
和信息共享
系统集成：将 各种自动化设 备和系统进行 集成，形成一 个完整的自动
化解决方案
集成方式：可 以采用分散式、 集中式或分布 式系统集成方
式
集成技术：涉 及到的技术包 括工业以太网、
现场总线、 OPC等技术
PART FOUR
定义：流体输送设备的自动化控制是指通过自动化技术实现流体输送设备的远程监控、控制 和调节。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工自动控制基础知识
金自强
化工自动控制
反馈控制的基本原理
单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（过程）、测量变送装置、控制器和控制阀（执行器）。
单回路反馈控制变量间的关系：
●e=x-z
●p=f(控制规律，e)
●q=f(调节规律,p)
●y=f(被控对象特性，f,q)
●z=f(变送规律，y)
简单控制系统有两个通道：控制通道（q-y）和扰动通道（f-y），由控制通道来克服扰动通道对y的影响。
简单控制系统分为两类：定值控制系统（x不变）和随动控制系统或伺服控制系统（x变化）。
自动控制系统的品质指标
余差C
最大偏差A
衰减比B:B’,(4:1)
过渡时间Ts,(5%)
被控对象特性参数
放大系数K=Δ输入/Δ输出，（应该使控制K大，干扰K小）滞后时间τ=纯滞后τo+容量滞后τn
时间常数Tc,63.2%
化工自动控制元件
传感器、变送器
控制器
执行器
基本控制规律
双位控制
PID控制
复杂控制
以下以液位控制系统为例加以说明。
8
串级控制
如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，主控制器的输出作为串级控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。
串级控制系统的特点：
1、主回路为定值系统，副回路为随动系统
2、副回路包含了主要的干扰，具有超前作用，有效地克服了时间滞后，
改善了主控制器的被控对象特征。
3、有利于克服副回路内执行机构等的非线性
在本单元中罐V101的液位是由液位调节器LIC101（主控制器）和流量调节器FIC102（副控制器）串级控制。
主控制器LIC101的输出作为副控制器FIC102的给定值。
即正常工况下LIC101投自动，FIC102投串级。
具体来讲，LIC101的百分比输出OP（例如50%）对应一个流量（例如20000Kg/H），该流量随LIC101的输出而变，且作为FIC102的给定值SP，FIC102投串级时，可见该SP值不断变化，FIC102的PV值因泵的流量波动而出现较大波动，但LIC101的PV值却波动较小，可见改善了主控制器的被控对象特征。
虽然也可以将FIC102投自动并设SP=20000 Kg/H,以此来间接控制LIC101的液位，但由于SP=20000 Kg/H为定值，LIC101的液位受泵的流量波动而波动较大。
串级控制系统又例：
分程控制
通常是一台控制器的输出只控制一只控制阀。
然而分程控制系统却不然，在这种控制回路中，一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。
分程控制系统的主要特点：
由于在分程点附近有多个调节器响应，故控制及时、范围广、效果好。
本单元的分程控制回路有：PIC101分程控制充压阀PV101A和泄压阀PV101B。
PIC101的OP值对应PV101A和压阀PV101B不同的开度，如下图。
比值控制
在化工、炼油及其他工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系，比例一旦失调，将影响生产或造成事故。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。
通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之为流量比值控制系统。
比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。
对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料(副物料)按主物料来配比。
在本单元中，FIC103为主物料，而副物料FI103的量是随主物料的量的变化而改变。
主流量控制器FIC103和副流量控制器FFIC04组成双闭环比值控制系统。
FFIC104有两个测量值：FIC103及FI103，这两个测量值的比值为FFIC104的过程值，即pv=主物料流量/FI103的副物料流量。
FFIC104在AUTO时，设定值SP=2，表示FIC103的主物料流量/FI103的副物料流量=2。
这样，FFIC104根据FIC103的流量，按一定的比例相适应调整FI103的流量。
双闭环比值控制系统又例：
前馈控制系统
前馈控制系统特点：
1、前馈控制比反馈控制及时、有效
2、属于开环控制系统
3、需采用专用调节器
4、一种前馈作用只能克服一种干扰
计算机过程控制系统计算机控制系统
集散控制系统〔Distributed Control System,DCS〕
带控制点的工艺流程图
带控制点的工艺流程图图例。
带控制点的工艺流程图
控制点位号标识
在自动化系统中，每一个检测控制系统回路都有一个仪表位号来标识。
常用仪表位号由字母代号组合和回路编号两部分组成。
仪表位号中的第一位字母表示
被测(控)变量，后续字母表示仪表的功能。
回路编号可以按装置或工段(区域)进行编制，第一位数表示工序号，后续数字(二位或三位)表示顺序号。
相同被测(控)变量的仪表位号连续编号，构成一个回路的每一个仪表(或元件)也都有自己的仪表位号来标识。
检测控制系统在管道与仪表流程困上的标注，一般由表示检测仪表的小圆因、指引线和文字说明三部分组成。
如图l—16所示。
在工艺流程图上的调节与控制系统，一般由检测仪表、调节阀、执行机构和信号线四部分构成。
常见的执行机构有气动执行、电动执行、活塞执行和电磁执行四种方式，如图l—18所示。
东方仿真软件简介
软件使用
启动程序，详见主程序帮助或教师演示。
工艺菜单介绍、画面介绍（DCS画面、现场画面、趋势画面、报警画面），详见主程序帮助或教师演示。
评分系统介绍详见评分系统帮助或教师演示。
教师演示开车、正常、停车和故障处理操作。
仿真软件中控制点位号含义。