过程控制系统及工程
工程施工全过程控制系统
工程施工全过程控制系统随着建筑行业的不断发展和技术的进步，工程施工全过程控制系统正逐渐成为建筑项目管理中的重要组成部分。
这一系统将施工全过程进行监控和控制，帮助建筑企业提高效率、降低成本、提升质量，并确保项目按时按质完成。
本文将对工程施工全过程控制系统进行详细介绍，包括其概念、功能、特点以及实施方法等。
一、概念工程施工全过程控制系统是指利用信息技术手段，对施工全过程进行监控和控制的一种管理系统。
它通过数据采集、处理、分析和反馈等手段，实现对施工流程的全面管理和控制，确保工程按质按量按时完成。
这一系统涵盖了从项目启动到竣工验收的整个建设过程，包括施工计划制定、资源调度、进度监控、成本控制、质量管理等方面。
二、功能1. 施工计划制定：工程施工全过程控制系统可以根据项目需求和资源情况，制定合理有效的施工计划。
通过对施工过程进行模拟和优化，确保施工进度得以合理安排，避免资源浪费和工期延误。
2. 资源调度：系统可以根据施工计划，合理调度项目所需的人力、物力、财力等资源，确保施工过程中资源的合理利用和有效管理。
3. 进度监控：系统可以实时监测施工进度，发现并解决进度偏差，避免工期延误，确保项目按时完成。
4. 成本控制：系统可以对项目的成本进行实时监控和分析，帮助企业掌握项目的实际花费情况，及时调整预算，避免出现预算超支。
5. 质量管理：系统可以对施工过程中的各项质量指标进行监控和评估，帮助企业及时发现和解决质量问题，确保工程质量符合标准要求。
6. 风险管理：系统可以对项目中可能出现的风险进行预测和分析，帮助企业及时制定风险应对策略，降低项目风险。
7. 信息共享：系统可以实现各个部门之间的信息共享和协作，提高施工各个阶段的协同效率，确保项目顺利进行。
三、特点1. 全面性：工程施工全过程控制系统覆盖了施工项目的各个方面，包括计划、资源、进度、成本、质量等，确保施工过程的全面监控和控制。
2. 实时性：系统可以实时采集施工过程中的各项数据，并及时反馈给管理者，帮助其及时调整施工策略，确保项目按时按质完成。
过程控制系统及工程课件
过程控制系统及工程课件一、引言过程控制系统是指用于监控、调节和控制工业过程的设备和技术的集合体。
它在工业领域起着至关重要的作用，能够提高生产效率、确保产品质量并降低成本。
本课件将介绍过程控制系统及工程的基本概念、主要组成部分和实际应用。
二、过程控制系统概述2.1 过程控制系统定义过程控制系统是指一组硬件设备、软件系统和控制策略，用于监测和操纵工业过程以满足特定的要求和性能指标。
它通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组成部分。
2.2 过程控制系统的作用和优势过程控制系统在工业生产中发挥着重要作用，主要体现在以下几个方面：•自动化控制：过程控制系统能够自动实现对工业过程的监控和控制，减少人工干预，提高生产效率和产品质量。
•系统集成：过程控制系统能够集成不同的硬件设备和软件系统，实现协同工作，提高系统的可靠性和一体化程度。
•数据采集与分析：过程控制系统能够采集大量的过程数据，并对其进行实时分析和处理，为决策提供支持，并优化生产过程。
•故障诊断与预测：过程控制系统能够及时检测和诊断设备故障，并通过数据分析和模型预测，提前预防故障的发生，减少停机时间和维修成本。
2.3 过程控制系统的工程流程过程控制系统的设计和实施需要遵循一定的工程流程，一般包括以下几个阶段：•系统需求分析：明确过程控制系统的功能需求和性能指标，制定详细的技术规格书。
•系统设计与选择：根据需求分析结果，选择合适的硬件设备和软件系统，并进行系统设计和配置。
•系统集成与调试：将选择的设备和系统进行集成，并进行调试和测试，确保各项功能正常运行。
•系统运行与维护：系统正式投入使用后，需要进行运行和维护，包括数据采集、故障诊断和维修等工作。
三、过程控制系统组成3.1 传感器传感器是过程控制系统中的重要组成部分，用于将被控对象的物理量转换为可测量的信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
3.2 执行器执行器是过程控制系统用来实现对被控对象进行操作和调节的设备。
化学工程中的过程系统工程与控制技术
化学工程中的过程系统工程与控制技术化学工程是一个非常重要的学科领域，涵盖了诸多领域和行业，如制药、石油化工、能源等。
而过程系统工程和控制技术作为化学工程的重要支柱，在化学工程中起着举足轻重的作用。
过程系统工程是一门综合性学科，它研究的是将化学反应、传热、传质、动力学等过程有机地结合起来，形成一个可控制的整体系统，从而使整个过程的效率和经济性达到最优化。
在化学工程的实践中，过程系统工程可以确保生产过程的安全可靠性，提高产品的质量和产量。
过程系统工程通常包括流程优化、设备设计、能量管理、嵌入式系统等方面。
在化学工程中的控制技术是指通过各种控制手段，对化学工程过程进行监测、测量、控制，以实现对过程参数的精确控制和优化。
在过去的几十年里，随着计算机技术和自动化技术的快速发展，化学工程中的控制技术取得了巨大的进步和发展。
例如，现代化的化工厂往往配备有高级的自动控制系统，通过传感器、执行器和控制算法等设备，实现对化工过程中温度、压力、流量等参数的实时监测和控制。
化学工程中的过程系统工程与控制技术的应用非常广泛。
在制药工业中，过程系统工程可以对反应条件进行优化，以提高药物的合成效率和纯度。
而控制技术可以保证药物生产过程中的精确投药、精确调温等操作，从而确保药物的质量和一致性。
在石油化工领域，过程系统工程可以通过模拟和优化技术，提高炼油、裂解等工艺过程的能效和产率。
而控制技术可以对反应器的温度、压力等参数进行实时控制，保证工艺过程的安全和稳定。
此外，过程系统工程与控制技术也在能源领域发挥了重要的作用。
化学工程中的过程系统工程可以通过对燃烧和燃料转化等过程的优化，提高能源的利用效率和环保性。
而控制技术可以实现对能源设备和系统的智能化控制，提高能源设备的运行效率和稳定性。
总之，化学工程中的过程系统工程与控制技术是化学工程学科中非常重要的组成部分。
它们不仅为化学工程的发展提供了支撑和保障，也在现代化工生产中发挥着重要的作用。
过程控制工程_8-13非线性控制系统
8.3.1 位式控制的改进及其发展
（1）一般的改善方法 合理选择中间区，或采用多位式控制，以减小振荡的 幅值。
8.3.1 位式控制的改进及其发展
（2）控制作用的改进
脉冲宽度调制，输出变成一系列的方波，方波宽度
受输入偏差的调制，提高方波变化的频率，接近连续 控制，可消除振荡。
8.1.1 液位的非线性控制 （2）非线性控制器类型
① PI、PID型，不灵敏区内只是增益K发生变化——A型
② PI型，K和Ti同时起作用——B型
③ 不灵敏区内以PV代替SP，因此，不灵敏区成为“死 区”，不灵敏区外，和B型一样
8.1.1 液位的非线性控制
参数整定要注意的问题：
①作为液位均匀控制器，其不灵敏区以外的控制作用要 大些，迅速拉回到不灵敏区内；
Gc1(s) P1（s） G11（s）
Y1(s)
G12(s) G21(s)
R2
Gc2(s) P2（s）
Y2(s)
G22（s）
Y (s) G(Байду номын сангаас)P(s) Y1(s)
Y2 (s)
G11(s) G21(s)
G12 (s)P1(s) G22 (s)P2 (s)
解耦控制—设计控制系统，消除系统之间耦合
Fo
8.1.1 液位的非线性控制
液位的非线性控制还可采用变增益 的非线性控制器。 是：控 制器的增益或积分时间与输入偏差以一定关系连续地变化，例如 控制器的增益KC及积分时间Ti与液位偏差以一个指数关系连续地 变化，同时增益和积分时间之间为使系统ζ值恒定，保证Ti 、KC 恒定。偏差与KC、Ti间的关系可用下式表示：
G12(s) G21(s)
过程控制系统及工程第二版课程设计
过程控制系统及工程第二版课程设计概述过程控制系统及工程是现代化生产中非常重要的一门课程，它涉及到了许多工业领域，比如化工、石化、制药、航空等等。
其主要目的是提高生产效率和质量，并且降低生产成本。
本文主要介绍了本次过程控制系统及工程第二版课程设计的过程和实现方法，旨在帮助读者更好地理解这门课程的核心内容。
课程设计目标本次课程设计的主要目标是设计一个化工过程控制系统。
该系统需要实现自动化生产控制，并且能够监控并调整化工过程中的关键参数，以确保生产过程的稳定和质量。
该课程设计涉及到了多个方面的知识，包括化学工程、电子技术、控制理论等等，需要学生充分发挥多方面的知识和技能。
系统设计根据本次课程设计的目标，我们需要设计一个基于PLC控制器和传感器的化工过程控制系统。
系统的主要任务是对化工生产过程进行实时监测，并根据数据反馈进行自动调整，以确保生产过程的顺利进行。
下面是该系统的主要硬件和软件组成部分：系统硬件组成•PLC控制器：用来控制化工过程中各种生产设备和关键参数的自动化调控。
•传感器：用来对生产过程中各种参数进行实时监测和反馈，包括温度、压力、PH值等等。
•操作面板：用来对系统进行手动控制，比如手动开关某些设备或者调整某些参数。
系统软件组成•元件接线图：用来描述系统中各个元件之间的连接关系。
•逻辑控制程序：用来定义系统中各种操作的流程和控制规则，包括启停、开关控制等等。
•人机界面程序：用来实现系统的人机交互，包括监控和调节操作。
实现方法根据该系统的硬件和软件组成，我们可以采用以下步骤进行实现：1.设计元件接线图：根据系统中各个元件的功能以及PLC控制器的指令集，设计出元件之间的连接关系。
2.编写逻辑控制程序：根据系统的实际需求，编写相应的逻辑控制程序，包括实现启停、开关控制等等。
3.设计人机界面程序：根据实际需要，设计一个人机交互界面，用来实现对系统的监控和调节操作。
4.进行调试和测试：将系统进行实现后，进行调试和测试，确保程序和硬件能够协同工作，并且满足系统的各项功能要求。
工程施工全过程控制系统
工程施工全过程控制系统随着我国经济的快速发展，建筑行业日益繁荣，工程施工全过程管理的重要性愈发凸显。
为了确保工程质量、安全、进度和投资控制等目标的实现，建立一套完善的工程施工全过程控制系统至关重要。
工程施工全过程控制系统主要包括以下几个方面：一、项目策划与准备阶段1. 项目立项：根据市场需求和公司战略，明确工程项目的目标、规模、投资额等。
2. 项目可行性研究：对工程项目进行技术、经济、环境等方面的综合分析，确保项目可行性。
3. 项目设计：按照项目需求，制定合理的工程设计方案，确保设计质量。
4. 项目招投标：公开、公平、公正地进行招投标，选定合格的施工单位和材料供应商。
5. 签订合同：明确双方权利和义务，确保项目在合同范围内顺利进行。
二、工程施工阶段1. 施工现场管理：确保施工现场的安全、卫生、秩序井然。
2. 施工进度控制：按照施工计划，确保工程按期完成。
3. 施工质量控制：严格执行施工标准，确保工程质量。
4. 施工成本控制：合理控制成本，提高项目的投资效益。
5. 施工技术创新：推广应用新技术、新工艺、新材料，提高工程质量。
三、工程验收与保修阶段1. 工程验收：按照验收标准，对工程质量进行全面检查，确保工程合格。
2. 工程移交：将验收合格的工程移交给业主，完成项目交接。
3. 保修服务：在保修期内，对工程出现的质量问题及时进行维修和处理。
四、项目后评价阶段1. 项目效益评价：分析项目的投资效益，为今后类似项目提供参考。
2. 项目经验总结：总结项目施工过程中的成功经验和不足之处，不断提高项目管理水平。
3. 人才培养和团队建设：通过项目实践，培养专业技能和综合素质，提升团队整体水平。
总之，工程施工全过程控制系统是确保工程项目顺利实施的关键。
通过全面、系统的管理，实现工程质量、安全、进度和投资控制等目标的有机统一，为我国建筑行业的持续发展贡献力量。
过程控制工程(孙洪程版)第六章 选择性控制系统
6.1 概述 选择性系统依据： 工艺操作的选择性逻辑关系 实现设备： 自动选择器（HS、LS）、切换开关
6.2 选择性控制系统的类型及应用
6.2.1 开关型选择性系统
A变量：工艺操作指标
变量 B变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对A进行连续控制 控制 一旦B达到界限，为防止事故，切断A控制 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B 回到安全界限内，然后恢复A的连续控制
LS
pB
GV（s）
燃料压力对象 蒸汽压力对象
燃料压力变送器
Байду номын сангаас
图6—6 蒸汽压力与燃料压力选择性控制系统方块图
6.2.2 连续型选择性控制系统
例子2：
绿油塔液位: >30%恒定进料; <30%控制液位
绿 油 塔
正常
LC
FC FC被选中
脱 丙 烷 塔
进料F A.O
异常
LC LC被选中
FC
LS
FC
LC
图6-7 液位和流量系统
6.3 选择性控制系统的设计
•选择器类型——选择目的及控制器正反作用形式 •例子: 氨冷却器出口温度与液氨液位选择性系统
L C
A.O
T C
LS
分析：
（1）控制阀选为气开式（防止液氨带进压缩机）
6.3 选择性控制系统的设计
（2）出口温度是工艺控制主要指标，TC是正常工作的 控制器，TC选择PID规律，LC为非正常工作控制器， 为在液位上升到安全限时迅速投入工作，选窄比例规 律
裂解气（88℃）
气丙烯
液丙烯
TC
控制方案B：裂解汽温度与丙烯冷却器液位选择性系统
过程控制工程(孙洪程版)第六章 选择性控制系统
第6章 选择性控制系统 信息学院自动化系：孙洪程 Email:Sunhc@
第 章
选择性控制系统
6.1 6.2 概述 选择性控制系统的类型及应用
6
6.3
6.4
选择性控制系统的设计
积分饱和及其预防措施
6.1 概述 选择性控制，取代控制，超驰控制
控制系统要求：
一个非正常情况下工作
→一个选择器（HS、LS）→ 控制阀
6.2.2 连续型选择性控制系统
例子1：
蒸汽
PC1 PB PC2 LS
PA
供水
PY A.O
图6—5 蒸汽压力与燃料气压力选择性控制系统
正常 异常 PB PB PA PA PY = PA
PY = PB
6.2.2 连续型选择性控制系统
蒸汽压力变送器 控制器PC1 控制器PC2 pA pY
6.3 选择性控制系统的设计
•选择器类型——选择目的及控制器正反作用形式 •例子: 氨冷却器出口温度与液氨液位选择性系统
L C
A.O
T C
LS
分析：
（1）控制阀选为气开式（防止液氨带进压缩机）
6.3 选择性控制系统的设计
（2）出口温度是工艺控制主要指标，TC是正常工作的 控制器，TC选择PID规律，LC为非正常工作控制器， 为在液位上升到安全限时迅速投入工作，选窄比例规 律
6.1 概述 选择性系统依据： 工艺操作的选择性逻辑关系 实现设备： 自动选择器（HS、LS）、切换开关
6.2 选择性控制系统的类型及应用
6.2.1 开关型选择性系统
A变量：工艺操作指标
变量 B变量：安全界限，操作在B内是安全的， 超出，生产就有危险 正常情况，B处于界限内，对A进行连续控制 控制 一旦B达到界限，为防止事故，切断A控制 器输出，使控制阀迅速打开或关闭，直到B 回到安全界限内，然后恢复A的连续控制
过程控制系统教学课件
2、数学模型
d h T0 dt G(s)
h K0 H(s)
q1 (t K0
0 e
)
0s
(2
9)
Q1(s) T0s 1
无纯滞后
有纯滞后
纯滞后单容过程及其响应曲线
(三)、多容过程的数学模型
1、多容过程是工业生产中常见的，如下两图。
h2 h1
5、测量值：被控变量经检测变送后即是测量值。 6、给定值：即被控变量的设定值。 7、偏差值：准确地说，应是被控量的给定值与实际值之差。但 能够直接得到的信号是被控量的测量值，故通常把测量值与给 定值之差称作为偏差。
对于控制系统而言，外部输入为给定值，故偏差定义为：
给定值-测量值（sp-pv）
对于控制器而言，外部输入为测量值，故偏差定义为：
经线性化处理，有
q2
h .....................(2 7) R2
其中，R2为阀门2的阻力，称为液阻或流阻。
3、建立数学模型
由式(2-6)和式(2-7)，有
h
d h
q1 R2 A dt
拉普拉斯变换
H (s) Q1 (s) R2 AsH (s)........()
由式(*)可画出框图如图所示。即
程约取10:1为好，应根据实际情况灵活处理。
2、衰减率
B1 B 2 1 B1 1 1 / n 见图
B1
B2
是衡量过度过程稳定性的一个动态指标(于递减比
含义相同).一般取=0.75～0.9。
3、动态偏差（亦即超调量）
为被控量偏离稳定值或设定值的最大偏差值。 其它课程已做介绍，不再详述。
量要求不很高的场合。
过程控制工程 第一章
第1篇 过程控制系统第1章 单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统是应用最为广泛的一种控制系统，生产过程中70~80%的控制系统都是单回路反馈控制系统。
由于这种控制系统结构上只有一个反馈回路（环路），所以称之为单回路反馈控制系统，简称单回路控制系统。
在所有反馈控制系统中，单回路反馈控制系统是最基本、结构最简单的一种，因此又常常称为简单控制系统。
单回路控制系统的分析方法以及分析结论是所有控制系统的基础。
复杂控制系统分析、设计都是以单回路控制系统的分析和设计方法为基础的，掌握了单回路控制系统的分析、研究方法，对复杂控制系统的分析和研究是十分必要的。
1．1 单回路系统的结构组成单回路反馈控制系统由四个基本环节组成，即被控对象(简称对象)或被控过程(简称过程)、测量变送装置、控制器和控制阀。
有时为了分析问题方便起见，把控制阀、被控对象和测量变送装置合在一起，称为广义对象。
这样系统就归结为控制器和广义对象两部分。
下面结合一个具体例子，说明这四个基本环节如何构成一个单回路控制系统。
假定图1．1中所示是一个中间储水槽，流入量和流出量分别为Q l 和Q 2，生产要求是维持水槽液位L 不变。
为了控制液位，调整流出量Q 2。
为此选择相应的液位变送器、液位控制器和控制阀，并按图l ．2所示构成单回路反馈控制系统。
图1．2表示液位变送器，LC 表示液位控制器，sp 代表控制器的给定值。
下面简要分析该系统的工作情况。
假定控制阀为气闭式注1、控制器为反作用注2（关于控制阀开、闭形式及控制器的正反作用选择问题，以后将专门介绍），定义偏差为测量值与给定值之差。
当测量值大于给定值时，偏差为正，反之则为负，即偏差=测量值—给定值注3。
首先假定在干扰发生之前系统处于平衡状态，即流入量等于流出量，液位等于给定值。
当有干扰发生，平衡状态将被破坏，液位开始变化，于是控制系统开始动作。
图1．1 储水槽Q 2 图1．2 储水槽液位控制spa．假定在平衡状态下流入量Q l突然变大（例如入口阀突然开大或入口阀前压力突然增高）。
简单过程控制系统单回路控制系统的工程设计
简单过程控制系统单回路控制系统的工程设计引言：过程控制系统是指对工业过程中的物理参数如压力、温度、液位等进行自动检测和调节的一种系统。
而单回路控制系统是过程控制系统中的一种基本形式，其通过反馈的方式对控制量进行调节，以达到设定值的目标。
一、系统的需求分析在进行工程设计之前，需要对控制系统的需求进行分析，并制定相关的技术要求和性能指标。
需求分析包括对过程控制的目标、控制对象、控制范围等的明确，以及系统实时性、稳定性、可靠性、可控性等性能指标的确定。
二、系统的架构设计系统的架构设计是指基于需求分析的基础上，确定系统的组成和功能模块，并进行模块化的设计。
对于简单过程控制系统单回路控制系统而言，一般包括传感器模块、执行器模块、控制器模块、反馈模块等。
1.传感器模块：用于检测和采集控制对象的物理参数，如温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
2.执行器模块：根据控制器的指令，对控制对象进行调节和控制，如电动调节阀、电动执行器等。
3.控制器模块：根据传感器模块采集到的数据和设定值，通过算法计算出控制器的输出，以达到控制对象的目标。
4.反馈模块：根据控制器的输出和执行器的反馈信号，对系统的控制效果进行实时调整和反馈。
三、系统的算法设计在系统的架构设计的基础上，需要设计系统控制算法，以实现对控制对象的控制。
常见的控制算法有比例控制、积分控制、微分控制和PID控制等。
根据不同的过程要求和控制对象的特性，选择合适的控制算法进行设计。
四、系统硬件的选型和布置根据系统的设计要求和控制对象的特性，选择合适的硬件设备进行控制系统的搭建。
硬件的选型包括传感器、执行器、控制器、数据采集卡等设备。
在设计过程中，需要考虑硬件设备的性能和适用范围，确保其能够满足实际应用的需要。
同时，需要进行合理的硬件设备布置，保证信号的准确传输和系统的稳定运行。
五、系统软件的编程和调试根据系统的架构设计和算法设计，进行系统软件的编程和调试。
常见的编程语言有C语言、Java等。
过程控制系统及工程课件(PPT 45张)
d/dt T2C 减温水 T1C
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
16.2
换热器的特性
T1o --G2 ： T1o --G1 ：
16.3.2 蒸汽加热器的控制
② 控制冷凝液排量 热载体的出口控制，通过改变F控制 控制阀控制液体，口径可以小些，液体 控制平稳， 缺点：滞后 蒸汽G2
G1 TC FC 凝液
图16-14 前馈-反馈控制系统
16.3.3 冷凝冷却器的控制
热载体为液态冷却剂，通过在换热器内蒸发，带走介质热量
① 控制载热体流量
U
GmF
GPD
I0
GC1
IF
IC ∑
I
I’F
GC2
GP2
GPC
I0
L
GmF
Gm
16.4.2 锅炉汽包水位的控制
① 加法器系数C 根据给水流量变化W=蒸汽流量变化 （前馈补偿）
C
D m ax
W m ax
对于I0，正常负荷时 I0与IC抵消
CI F IF
16.4.2 锅炉汽包水位的控制
q=KFΔ T
T T 1 1 0 1 i T T Gc 1 Gc 2i 1 i 1 1 1 1 1 K F 2 Gc 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
热交换过程的传热速率方程
qK F T m m
K 为传热系数；Fm 为传热面积； ΔTm 为传热壁两侧流体的平均温差.
过程控制系统及工程
③PID控制和复杂控制：(串级、比值、前馈、均匀、选择等）
④全局设计观念
过程控制发展概况
70年代~ 黑微电子技术的发展 --〉计算机控制 DDC（Direct Digital Control) DCS(Distributed Control System) PID控制及高级算法：推断，预测，自适应，最优 大系统理论（第4代） 80年代~ 多级优化控制 CIMS (Computer Integrated Manufacturing System) CIPS (Computer Integrated Process System) FCS (Field-bus Control System) 智能控制理论（第4代）：模糊控制、神经网络控制、专家控 制、 遗传算法、灰色理论
1.1单回路系统的结构组成
例 2： 水槽液位控制系统
F1
F1
L C
F2
F2
工作过程：
F1增加 → L增加 → 变送器输出信号增加 → 偏差（测量值-设定值）为 正、增加 → 控制器输出增加 →阀开度增加 → F2增加 → L降低；
1.1单回路系统的结构组成
给定 测量 测量 变送 偏差 控制器 控制阀 被控 对象 液位
基本概念
●过程控制(Process Control）
针对连续或半连续（间歇）过程中的温度、压 力、流量、液（物）位、化学成分（如含氧 量）、物性参数（如粘度、融溶指数）等变 量而实现的自动控制系统，称为过程控制。
●被控参数种类
温度 压力 流量 液位 成分（氧含量，产品组份等） 物性（粘度，干点，冰点等）
基本概念
●过程控制领域
石油化工：输油，炼油，乙烯，合成橡 胶，合成氨 电力：火电厂 冶金：冶金加热炉，热处理炉 生化：啤酒，制药 轻工：食品，漂染 环境：水处理，大气监测 其它：农业，养殖业
精品文档-过程控制系统及工程(杨为民)-第4章
第4章 流体输送设备控制系统
当设备压力稳定时, 该项变化不大。 hf是用于克服管路 摩擦损耗的压头, 该项与流量平方值近似成比例。 hv是控制 阀两端的压降。 当控制阀开度一定时, hv与流量平方值成比 例, 即该项与流量和阀门开度有关。 因此, 管路压头He与流 量之间的关系可表示为
He=h0+hp+hf+hv
第4章 流体输送设备控制系统
(6) 填料函主要由填料、 水封环、 填料筒、 填料压 盖及水封管组成。 填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵 轴之间的间隙, 不让泵内的水流到外面来, 也不让外面的空 气进入到泵内, 始终保持水泵内为真空。 当泵轴与填料摩 擦产生热量时， 就要靠水封管注水到水封圈内, 使填料冷 却, 保持水泵的正常运行。 所以, 在水泵的运行巡回检查 过程中, 对填料函的检查是特别要注意的, 在运行600个小 时左右后就要对填料进行更换。
第4章 流体输送设备控制系统
图 4.1-10 容积式泵的特性曲线
第4章 流体输送设备控制系统
基于这类泵的排量与管路阻力基本无关, 故决不能采用出 口处直接节流的方法来控制排量, 一旦出口阀关死, 将造成 泵损机毁的危险。
第4章 流体输送设备控制系统
4.1.3 由于生产任务的变化, 管路需要的流量有时是需要改变
的, 这实际上是要改变泵的工作点。 由于泵的工作点由管路 特性和泵的特性共同决定, 因此改变泵的特性和管路特性均能 改变工作点, 从而达到改变流量的目的。
第4章 流体输送设备控制系统
1. 改变控制阀的开度即改变出口阀开度与管路局部阻力有关, 局部阻力与管路的特性有关。所以改变出口阀的开度实质上就 是改变管路的特性。 图4.1-6所示为改变阀门开度时工作点的变化情况。 阀 门开度增大时, 阻力下降, 管路曲线变平坦, 工作点由 M变 为M2, 泵所提供的压头He下降, 流量Q上升。 阀门开度减小时, 阻力上升, 管路曲线变陡峭, 工作点由M变为M1, 泵所提供的 压头He上升, 流量Q下降。
过程控制工程
一是为确保工艺流程所要求旳流量和压力 二是为确保机泵本身旳安全运转
3
离心泵旳控制
一、离心泵旳控制 离心泵旳工作原理是将机械能经过泵体内作高速旋转
旳叶片给液体以动能，再由动能转换成静压能, 然后排出 泵外。
因为离心力旳作用, 使叶轮通道内旳液体被排出时, 叶 轮进口处于负压情况之下, 液体即被吸进。
过程控制系统及工程
第10章 流体输送设备旳控制
1
第10章
流体输送设备旳控制
10.1 泵旳常规控制 10.2 压缩机旳常规控制 10.3 离心式压缩机旳防喘振控制
2
教学进程
10.1 概述
泵和压缩机是生产过程用来输送流体或者提升流体压头 旳一种主要旳机械设备。
液体传送——泵 气体传送——风机或压缩机
①管路两端静压差相应旳压头hp ②将液体提升一定高度所需旳压头hL ③管路摩擦损耗压头hf ④控制阀两端压头hv
6
离心泵旳控制
管路特征:
管路总压力阻力 HL=hp+hL+hf+hv
系统稳定工作： H = HL 所以，能够经过hv或其他手段变化H压力（流量）
当流量系统到达稳定时，泵旳特征曲线与管路特征曲线 旳交点，就是离心泵旳工作点。
❖ 压缩机旳入口流 量
开展入口流量，流量过小 时开旁路阀 正常时控制阀关闭
❖ 偏差长久存在， 存在积分饱和 25
26
2)可变极限流量控制方案
因为不同旳转速下，压缩机旳喘振极限流量是不同旳，所 以若按喘振极限曲线来控制压缩机，就能够使压缩机在任何 转速条件下都不会发生喘振,而且节省了能量。
这种控制方案, 即是按某种计算 函数来计算极限值，将使压缩机 在不同旳转速下，有不同旳流量, 其值均略不小于该转速下旳喘振 极限流量值，这种方案对大功率 压缩机，在生产负荷变化较多时， 能够取得良好旳经济效果。
过程控制工程考点解析
过程控制工程考点解析第一章1.什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪些？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、液位、成分、粘度、湿度、和PH等这样的一些过程变量的系统。
基本分类方法（1）按过程控制系统的结构特点分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统（2）按给定值信号的特点分为定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。
2.试说明书中图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。
过程：节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。
x(t)代表设定值；e(t)表示偏差信号；u(t)表示控制器控制作用信号；q(t)表示调节阀的流量信号；f(t)过程受到的干扰信号；y(t)过程的输出信号；z(t)测量信号3. 在过程控制中，为什么要由系统控制流程图画出其框图。
为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系,这样也便宜其他人员的理解第二章2-2.什么是过程通道？什么是过程的控制通道和扰动通道？它的数学模型是否相同？问题一：被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道。
问题二：过程的控制通道：控制作用与被控量之间的信号联系。
过程的扰动通道：扰动作用与被控量之间的信号联系。
问题三：他们的数学模型不一样，因为过程通道、控制通道和扰动通道所表示的环节不是同一个。
2-6. 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求：（1）列出过程的微分方程组；（2）画出过程的方框图。
（3）求过程的传递函数W0（S）＝H（S）/Q1（S）；答：（1）（2）（3）2-8.略。
2-11.为什么大多数过程控制的数学模型可用一阶、二阶、一阶加滞后和二阶加滞后环节之一来近似描述？有何理论依据？2-24.采用分度号K的热电偶测量炉温为800℃，其冷端温度为0℃求其热电势E( t,t0) ？2-43.数据采集系统的基本组成部分有哪些？它们分别实现哪些功能？数据采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集电路三部分组成。
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过程控制系统及工程
过程控制系统是一种用于监测和控制工业过程的自动化系统。
它可以对生产过程进行监控和调节，以确保产品质量和生产效率。
过程控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组件，通过这些组件的协调运行，系统可以自动地对生产过程进行监控和调节。
在一个典型的过程控制系统中，传感器负责采集生产过程中的各种参数，比如温度、压力、流量等。
这些采集到的数据会被发送到控制器中进行处理。
控制器通过对采集到的数据进行分析，并与预设的标准进行对比，从而确定是否需要对生产过程进行调整。
一旦控制器确定需要进行调整，它会向执行器发出指令，执行器则会根据指令对生产设备进行相应的调节。
工程师在设计和建设过程控制系统时需要考虑一系列的因素。
首先，他们需要根据生产过程的特点来选择合适的传感器和执行器，并确定它们的布置位置。
其次，他们需要设计控制器的算法和逻辑，确保系统能够对生产过程做出准确的判断和及时的调整。
此外，他们还需要设计系统的人机界面，以便操作员可以方便地监控和操作系统。
过程控制系统在工业生产中发挥着重要的作用。
它可以大大提高生产效率，减少人工干预，降低生产成本，确保产品质量。
然而，要设计一个高效可靠的过程控制系统并不容易，需要工程师们深入理解生产过程的特点和要求，并结合先进的技术和方法来完成系统的设计和建设。
只有这样，过程控制系统才能真正发挥它的作用，为工业生产带来更大的价值。