第五章-化工流程的自动控制教学教材
化工流程的自动控制
TI C
蒸汽
冷 凝 水
器
三、容器（釜）内压力控制 容器（
PIC
K 去真空泵 蒸汽
冷 凝 水
1
釜内真空
控制
PIC
压力气体 蒸汽
放空
冷 凝 水
2
压
四、容器（釜）内液相PH值控制 容器（ 内液相 值控制
PHIC
酸 蒸汽
碱
冷 凝 水
五、容器（釜）内液体的液位控制 容器（
进料 蒸汽
LIC
冷 凝 水
进料
控制容器内液体的液位
六、复杂的串级控制
TI
加热蒸汽
TI FI TI C
冷流股 换热器 冷 凝 水
热流股
换热器复杂串级控制
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－帕罗西盯物系，釜外加套采用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）。
化工仪表与自动控制系统(化工仪表与自动控制课件)
其它？
一
情景导入
课
程
二
课程内容
安
排
三
课程总结
一
静态动态
课
程
二
过渡过程
内
容
三
品质指标
1.静态与动态
H
H
动态——被控变量随时间变化的 不平衡状态 。
静态——被控变量不随时间而变化的 平衡状态（变化率为0，不是静止）。
一
静态动态
课
程
二
过渡过程
内
容
三
品质指标
2.过渡过程
给定值 控制器
-
执行器
测量、变送
内
容
三
工作过程
3.工作过程
当受到外界干扰引 起槽内液位的波动， 经过自动化装置测 量、运算和执行， 使液位回到规定的 数值范围内。
一
情景导入
课
程
二
课程内容
内
容
三
课程总结
3.课程总结
1.手动控制液位的过程。 2.自动控制的组成和工作过程。
这么 神奇？
一
情景导入
课
程
二
课程内容
安
排
三
课程总结
一
干扰
被控变量 对象
图1 控制系统方块图
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
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。
图2 阶跃干扰作用
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。
化工自动化过程控制系统PPT课件
结合人工智能、模糊逻辑等理论， 处理复杂非线性系统的控制问题。
优化与调度技术在过程控制中应用
01
02
03
实时优化
根据实时数据对过程参数 进行优化，提高产品质量 和经济效益。
生产调度
根据生产计划和资源情况 ，合理安排生产顺序和资 源配置，实现整体最优。
数据驱动控制
利用大数据分析和机器学 习技术，挖掘历史数据中 的有用信息，指导过程控 制。
串级控制
02
03
前馈控制
采用两个或更多控制器串联，实 现更精确的控制，常用于复杂系 统。
通过引入前馈信号，提前对干扰 进行补偿，提高系统抗干扰能力 。
先进控制策略及方法应用
自适应控制
根据被控对象特性变化自动调整 控制器参数，保持系统性能最优
。
预测控制
基于模型预测未来输出，并根据预 测误差进行优化，适用于大滞后系 统。
发展历程
从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展， 化工自动化经历了从单机自动化、过程自动化到综 合自动化的发展历程。
化工自动化技术应用领域
石油炼制与石油化工
实现常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化等过 程的自动化控制。
基本有机化工与精细化工
实现乙烯、丙烯、苯乙烯等生产过程的自动 化控制。
化学肥料与无机化工
控制器根据偏差信号按照一定的控制 规律（如PID控制）进行运算，输出 控制信号。
执行器动作
执行器接收控制信号后，通过改变被 控对象的操作条件来调节被控参数。
被控对象响应
被控对象在执行器的作用下，其参数 发生变化，逐渐接近设定值。
过程控制系统性能指标
稳定性
系统受到扰动后，能够自动恢复到原来的平 衡状态或达到新的平衡状态的能力。
2024版化工自动控制培训课件(ppt6)
随着互联网技术的发展，化工自 动控制将实现远程监控和控制，
提高生产效率和安全性。
02
CATALOGUE
化工自动控制系统的组成
传感器与执行器
传感器的作用
传感器的类型
执行器的作用
执行器的类型
将非电量转换为电量， 以便进行测量和控制。
温度、压力、流量、液 位等传感器。
根据控制信号，驱动被 控对象实现控制目标。
介绍一些典型的化工生产过程中优化控制的应用实例，如精馏塔的优 化控制、反应器的优化控制等。
06
CATALOGUE
化工自动控制系统的设计与实施
自动控制系统的设计原则
稳定性原则
准确性原则
确保系统在各种工作条件下都能保持稳定， 避免振荡和失控现象。
提高系统的测量、计算和控制精度，减少误 差，以满足生产要求。
安全保护与控制策略
介绍一些常用的设备安全保护与控制策略，如过压保护、过温保护、 联锁保护等。
化工生产过程中的优化控制
优化控制的目标
阐述化工生产过程中优化控制的目标，如提高产品质量、降低能耗、 减少排放等。
优化控制的方法
介绍一些常用的优化控制方法，如遗传算法、粒子群算法、模拟退 火算法等。
优化控制的应用实例
专家系统控制
结合专家经验和知识，构建专家 系统，实现复杂过程的优化控制。
05
CATALOGUE
化工自动控制在生产中的应用
化工生产过程中的自动控制
自动控制系统的组成
包括传感器、控制器、执行器等，实现对化工生产过程的实时监 测和自动调节。
控制策略的选择
根据生产过程的特点和要求，选择合适的控制策略，如PID控制、 模糊控制、神经网络控制等。
化工自动化过程控制系统PPT课件
蒸 汽
素的变化引起出口物料
的温度变化时，通过温
度仪表测得的变化，并 进料
将其信号送至调节器与
给定值进行比较，调节
器根据其偏差信号进行
运算后将控制命令送至
调节阀，改变蒸汽量维
持出口温度。
.
给定值
蒸
汽
TC
加
热
器
TT
温
度
控
制
系
统
16
2.1.3、流量控制系统
它由管路、孔板和差压变送 器、流量调节器和流量调节 阀。控制目标是保持流量恒 定。当管道其他部分阻力发 生变化或有其他扰动时，流 量将偏离设定值。利用孔板 作为检测元件，把孔板上、 下游的差压引至差压变送器， 将流量差压值转换成电流信 号；该信号送至调节器与给 定值进行比较，流量控制器 根据偏差信号进行运算后将 控制信号送至调节阀，改变 阀门开度，就改变了流量， 使流量维持在设定值上。
.
19
三、自控系统的分类
按系统的结构特点分类
– 反馈控制系统 – 前馈控制系统 – 前馈－反馈控制系统
.
20
按给定值信号的特点分类 定值控制系统：将被控制量保持在某一定值或 很小的范围中的控制系统 随动控制系统：被控量的给定值随时间任意地 变化的控制系统 程序控制系统：被控量的给定值按预定的时间 程序而变化的控制系数
.
4
生产过程控制的发展
20 世纪 50 年代以前
经典控制理论PID控制规律
实现控制的手段主要是单个 传感器、控制器和执行器。
20 世纪 80 年代以后
.
自动化的实现工具也由 DCS 5
发展到了现场总线控制系统
人工控制和自动控制
人工控制：在人的直接参与下，使被控 量等于给定值
化工过程控制教学设计
化工过程控制教学设计前言化工过程控制是化学工程专业中非常重要的一门基础课程，它涉及到化工生产过程中的自动化控制、仪器设备、数据处理和监测等方面。
由于化工生产过程的特殊性、复杂性和危险性，学生在学习过程中必须对其进行深入的理解和掌握。
因此，本文将介绍一种基于问题驱动的化工过程控制教学设计，旨在帮助学生更好地理解和掌握该门课程。
设计理念本设计利用问题驱动教学法，将学生放置于需面对问题的情境中，使学生在思考问题并找到解决方法的过程中，深入理解和掌握该门课程的基本概念和知识点。
同时，通过引导学生对涉及问题的多个方面进行探究，帮助他们形成为解决问题所必须的综合能力。
教学方法案例学习案例学习是本设计的主要教学方法之一。
本设计将根据化工生产过程中的实际案例，引导学生进行案例分析，并从中学习相关理论和知识。
在案例的分析过程中，学生将学习到准确记录数据的重要性，以及如何分析数据来推断发生的问题。
讨论与演示本设计还将利用讨论和演示来促进学生对课程的理解和掌握。
这将包括老师和学生之间的讨论，以及学生之间的合作解决问题。
在实验室中，学生将进行实验，并将实验结果与所学知识进行比较。
本设计的目的是帮助学生将理论知识与实际应用相结合，从而更好地理解和掌握。
实验工作本设计将在实验室中进行一系列以化工过程控制为主题的实验。
由于化工生产过程的复杂性和危险性，学生需要了解实验的基本原则，注意安全问题，并精确地记录实验数据。
实验的主要目的是巩固学生的理论知识，并在现实情况下应用所学内容。
教学内容本设计中，化工过程控制的学习内容将围绕如下主题展开：控制理论本部分将重点介绍控制理论的基本概念，例如控制环节、反馈控制系统、开环控制系统、闭环控制系统等。
学生将学习到控制理论的基本概念，以及如何将其应用于化工生产过程中。
仪器设备本部分将重点介绍仪器设备的应用，例如传感器、控制阀、寻路器、计算机等。
学生将学习如何选择适当的仪器设备，并学习如何进行调节和校准。
(全文) 化工自动化原理教材
2.3化工自动化控制原理2.3.1概述化工自动化就是化工类型生产过程自动化的简称，亦即在化工设备上配备一些自动化装置，代替化工操作人员部分直接脑力劳动和体力劳动，使某些化工参数能准确地按照预期需要规律变化，使生产在不同程度上自动的进行，这种通过自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的目的是为了：①加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
在人工操作的生产过程中，人对外界的观察与控制的精确度和速度是有一定限度的，而通过自动控制系统，可以使生产过程在最佳条件下进行，加快生产速度，降低能耗，实现优质高产。
②减轻劳动强度，改善劳动条件。
多数化工生产过程是高温、高压、低温、低压、易燃易爆，还有的是有毒、有腐蚀性有刺激性气味，实现了化工自动化，工人只要对自动化装置的运转进行监视，而不需要再直接从事大量而又危险的操作。
③能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
④生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造了条件。
化工自动化包括自动检测、程序控制、自动保护和自动调节等方面。
2.3.1.1自动调节系统的组成任何一个自动调节系统，都是由被调对象、调节器、调节阀和测量变送器等组成，它们统称为自动调节系统的各个环节。
①检测和变送采取一定手段，对所要求的工艺参数进行测量，并将其转变为一个信号，送到调节器。
用来检测工艺参数的装置叫测量元件；将测量元件发出的信号变换为所需信号类型的装置叫变送器。
②调节器能将变送器送来的测量信号与给定的标准值信号相比较，并能决定按怎样的规律进行调节。
③调节阀能自动地根据调节器送来的信号值改变阀门的开启度，即接受调节器的操纵，产生调节动作。
④被调对象自动调节系统中的工艺设备叫被调对象，简称对象。
在研究自动调节系统时，为了更直观地显示出自动调节系统各个环节间的相互影响和信号联系，通常用方块图来表示。
化工过程自动控制与仪表教学大纲
《化工过程自动控制与仪表》课程教学大纲课程代码：080132058课程英文名称：Instrument and Process control of Chemical industry课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：化学工程与工艺专业大纲编写（修订）时间：2017年7月一、大纲使用说明（一）课程地位及教学目标本课程为化学工程与工艺专业的一门专业基础选修课，是化工工程师在生产的组织、管理、技术改造和技术革新中提供与电气工程师、自动化专业技术人员进行技术交流、技术协作的必要知识。
本课程注重学生实践能力的培养，注重学生工程思维能力的培养，使学生形成思维有序、有据，能够针对实际问题提出解决问题的合理、有效的方法。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求针对教学的基本任务，该课程的知识体系应该围绕化工类专业实际工程需要所涉及的技术要求和技术难点为出发点。
本课程的知识体系由课堂教学及习题环节组成。
在技能方面，通过本课程的学习，应具有分析简单自动控制系统的能力；会选用化工生产中的常用仪表等能力。
（三）实施说明教学过程中，即注重基本理论知识的传授，更应该注重学生能力的培养，因此，在理论教学时应该深入浅出，使学生充分、深入的理解理论知识，并以此为基础，结合化工专业的具体特点，加强理论知识的应用能力的培养。
本课程主要为加强学生的理论知识、提高学生的工程实践能力，因此，在教学过程中注意理论联系实际，通过理论—实践—理论—实践这样的过程，使学生充分理解本课程的主要理论，并能学以致用。
在具体的教学方法上，采用以讲授为主，讨论为辅的教学方法，注意培养学生的学习兴趣，使学生主动的去学习。
（四）对习题课、实验环节的要求本大纲以提高工程实践能力为教育目标而制定，所以对于化学工程与工艺专业而言，教师应该根据专业的具体要求掌握。
（五）对先修课的要求本课程主要的先修课程有《高等数学B1》、《高等数学B2》、《大学物理B》、《化工原理A1》、《化工原理A2》等。
化工仪表及自动化ppt课件教学教程
目的和意义
在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，代替 操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进 行，称为化工自动化。
实现化工自动化的目的是： 1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全 学习本课程的意义在于：扩大知识面，适应生产现代化需
– 在扰动或给定值变化的情况下，被控量偏离给定值 和在控制调节作用下，接近给定值或跟随给定值变 化的过程。
控制系统的动态特性
– 被控参数向给定值变化过程的特性。
控制系统的静态特性
– 经过调节作用后，被控参数处于稳定范围时的特性。
第五节 自动调节的过度过程和 系统品质指标
飞升曲线：
– 在单位阶跃输入（因扰动或设定值变化，使 被控参数和设定值之间出现阶跃性变化）下， 过度参数的变化曲线。
变送器
x+ -
z
流程图表示方式
蒸汽
TC
TT
进料
凝液
出料
控制流程图符号意义
序号
安装位置
图形符号
备注
序号 安装位置
图形符号
备注
1 就地安装仪表
2
集中仪表盘面 安装仪表
3
就地仪表盘面 安装仪表
集中仪表盘后
4
安装仪表
嵌在管道中
就地仪表盘后
5
安装仪表
控制流程图字母意义
字
第一位字母
后继字母 字
母 被测变量 修饰词 功能 母
王骥程 祝和云 主编，化学工业出版社
4. 化工过程控制基础
化学工业出版社
第一章 自动调节系统基本概念
第一节 化工自动化的主要内容 第二节 自动调节系统的组成 第三节 自动调节系统的表示方法 第四节 自动调节系统的分类 第五节 自动调节的过度过程和系统品质指
化工过程控制方案.课件
5
第6页，共60页。
第一节 流体输送设备的自动控制
3.控制泵的出口旁路
图8-4 改变旁路阀调流 量
将泵的部分排出量重新送回到吸入管路， 用改变旁路阀开启度的方法来控制泵的实 际排出量。
控制阀装在旁路上，压差大，流量 小，因此控制阀的尺寸较小。
该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使总的机 械效率降低，故很少采用。
32
第31页，共60页。
第三节 精馏塔的自动控制
一、精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求
1.干扰因素
图8-24 精馏塔的物料 流程图
（1）进料流量F的波动（＊）
（2）进料成分ZF的变化（＊） （3）进料温度及进料热焓QF的变化 （4）再沸器加热剂（如蒸汽）加入热量的 变化
（5）冷却剂在冷凝器内除去热量的变化
图8-25 提馏段温控的控制方案示意图
35
五个辅助控制系统 1.塔底采出量 2.塔顶流出液 3Байду номын сангаас进料量 4.塔顶压力
5.塔顶回流量
第34页，共60页。
第三节 精馏塔的自动控制
提馏段温控的主要特点与使用场合：
（1）采用了提馏段温度作为间接质量指标，因此它 能较直接地反映提馏段产品情况。将提馏段温度恒定 后，就能较好地保证塔底产品的质量达到规定值。
Q G2 KFtm
24
第23页，共60页。
第二节 传热设备的自动控制
当被加热介质的出口温度t2为被控变量时，常采用下述两
种控制方案。
1.控制蒸汽流量
通过改变加热蒸汽量来稳定被加热 介质的出口温度。当阀前蒸汽压力有 波动时，可对蒸汽总管加设压力定值 控制，或者采用温度与蒸汽流量（或 压力）的串级控制。
化工自动化过程控制系统教材课程
参数A
调节器A
选择器 调节阀
参数B
调节器B
在正常情况下，选择器 选正常调节器A，使输出 送至调节阀，实现对参 数A的正常控制；但参数 B要达到危险值，选择器 就自动选中控制器B，从 而取代调节器A，这时对 参数A来说，可能控制质 量不高，但生产仍能继 续进行，并通过B调节器， 使生产逐渐趋于正常， 待到恢复正常后，控制 器A又取代调节器B的工 作，这样就保证在参数B 达到越限前就自动采取 新的控制手段，不必硬 性停车。
双闭环比值控制系统
主物料
双闭环比值控制系统实质上 是由一个定值系统和一个随 动控制系统所组成，它不仅
能保持两个流量之间的比值
F1C
关系，而且能保证流量不变。
K
与采用两个单回路流量控制
系统相比，其优越性在于主
流量一旦失调，仍能保持原
F2C
定的比值。并且当主流量因
扰动而发生变化时，在控制
过程中仍能保持原定的比值 关系
其它先进控制系统
其它先进控制系统： 解耦控制、内模控制、预测控制、软测量、
推断控制及稳态优化控制等。 有时间、有精力可以参考相关书籍。
本节主要内容：
复杂控制系统的定义及分类 串级控制系统 分程控制系统 三冲量控制系统 前馈控制系统 选择控制系统 比值控制系统 其它控制系统
祝大家 在新的一年里 工作顺利 生活幸福
主调节器
副调节器 调节阀
副对象
主对象
副测量变送单元 主测量变送单元
串级控制系统的特点：
1）、对进入副回路的扰动具有较迅速、较 强的克服能力；
化工自动化过程控制系统45页PPT
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 —பைடு நூலகம்马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
- 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)。
对连续过程，设定值是一个定值
温度（℃）
80 时间
对间歇过程，设定值也可以是一个随时间而变的曲线（时变曲线） 温度（℃）
时间
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 6、控制偏差 控制偏差－－－被控变量的设定值与其实际测量值之差。
上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 如果实际检测为80.6℃，那么 0.6 ℃就是控制偏差。
偏差在控制精度以内－－－控制有效（成功控制），如80.9 ℃ 偏差在控制精度以外－－－控制失控，如81.2 ℃
控制失效的原因有多种。
二、控制系统类型
开环控制系统
计算机自动控制系统 1、开环控制系统
闭环控制系统
人工预先给定蒸汽流量值 计算机控制装置
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI
热流股
冷 凝 水
FI
冷流股
5.2 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； ◆
二、容器（釜）内液相温度控制
TI C
蒸汽
冷 凝 水
疏水器
三、容器（釜）内压力控制
PIC
蒸汽
K 去真空泵
冷 凝 水
情形1，釜内真空度控制
PIC
压力气体 蒸汽
放空
冷 凝 水
情形2，釜内正压控制
四、容器（釜）内液相PH值控制
PHIC
酸
碱
蒸汽
冷 凝 水
五、容器（釜）内液体的液位控制 进料 蒸汽
LIC
冷 凝 水 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
TI C
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－帕罗西盯物系，釜外加套采用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）。
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 3、控制变量（操纵变量）
定义：受执行装置（自控阀门）操纵，用来使被控变量保持在设定值 的某个物理量。
上述例子中，加热蒸汽的流量。
4、干扰变量（扰动变量）
定义：除控制变量以外，作用于被控对象，并可能引起被控变量发生 变化的一些物理量。
上述例子中，加热蒸汽的压力（温度）、冷流股的流量及温度。
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 5、设定值与控制精度 设定值－－－被控变量的工艺规定值。 （注意：对开环控制系统，控制变量也可以有设定值。）
控制精度－－－设定值允许的波动范围。
上述例子中，热流股的温度要求控制在80±1℃。 80℃就是被控变量的设定值， ±1℃就是对热流股温度的控制精度要求。
蒸发结晶流程示意图
补加正丁醇
蒸汽
结晶釜
分流器
去真空泵
冷 凝 液 收 集 器
冷 凝 水
缓冲罐
蒸发结晶带控制点的流程示意图
补加正丁醇
TI
PI
化工流程的控制系统类型，绝大多数为闭合控制系统。
关于化工流程控制回路的控制算法（控制器算法）
◆普通固定PID算法； ◆自校正PID算法； ◆自适应控制算法； ◆自校正控制算法； ◆模糊（FUZZY）控制算法； ◆专家控制系统算法； ◆ ……
在化工流程的实际控制中，经常遇到一些干扰变量多、大滞后等问题， 对控制回路的控制算法提出了挑战。
第五章-化工流程的自动控制
化工流程自控仪表的一些图形符号：
序号 1
名称 变送器
2 就地安装仪 表
3 机组盘6
名称
控制室 仪表
孔板流 量计
转子流 量计
符号
自控参量代号：
T——温度 L——物位 A——分析
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
而开环控制系统是按照控制变量本身的设定值或干扰变量的大小去操纵（影 响）控制变量。
②、闭环控制系统在被控变量 的回路。
控制装置
控制变量之间形成了相互影响
即：控制变量可以改变到被控变量，反过来，被控变量的信息有可以指导控 制变量的调节。
而开环控制系统不存在此相互影响的回路。
③、闭环控制系统必须有被控变量的检测，而开环控制系统可以没有被控变量的 检测。
加热蒸汽
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI C
热流股
要求：热流股温度控制在80±1℃
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水
1、被控对象（被控过程、被控设备）
定义：需要实现自动控制的生产流程（过程）或设备。
上述例子中，被控对象就是换热器。 2、被控变量（被控参数）
定义：被控对象中需要保持规定数值的物理量。 上述例子中，热流股的温度。
换热器 冷 凝 水
加热蒸汽
TI
热流股
2、闭环控制系统
加热蒸汽
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI C
热流股
闭环控制系统作用原理：
通过被控变量的检测值与其设定值的偏差（包括偏差正负方向）， 反过来通过计算机控制装置对控制变量进行操纵调节。
开环控制系统与闭环控制系统的几点显著区别：
①、闭环控制系统是按被控变量的检测值与其设定值的偏差去操纵（影响）控制 变量；
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。
101
5.1 化工流程自控控制的一些基本概念 一、自动控制术语