过程控制系统复习总结
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。
过程控制系统复习资料整理工信出版
1.1过程控制系统发展概述1.仪表化与局部自动化系统特点：采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合，而多数是气动式仪表。
其结构方案大多数是单输入—单输出的单回路定制系统。
理论基础是频域法和根轨迹法为主体。
3.集散式控制系统 DCS：传递的信息以引起物质、能量的运动为最终目的。
强调的是其可靠性、安全性、实时性、广泛的适用性。
智能控制方法有以下几种：分级递阶智能控制、专家控制、人工神经网络控制、拟人智能控制理论等。
1.2.1 过程控制系统的特点：（ 1）过程控制系统的多样性；（2）控制方案的多样性；（ 3）物理参数控制；（4）定值控制。
1.2.2 过程控制主要针对六大参数，即温度、压力、流量、液位（物位）、成分、物性。
1.3.1 过程控制系统的组成：由控制器、执行器、被控对象、检测变送装置组成。
将偏差送到控制器。
干扰给定偏差 e(t)u(t)操作变量q(t)被控变量c(t)控制器执行器被控对象-b(t)检测变送1.3.2过程控制的分类1.按系统结构划分：（ 1）反馈控制系统，闭环（ 2）前馈控制系统（开环）（3）前馈 - 反馈复合控制系统。
2.按设定值划分：（1）定值控制系统（ 2）随动（伺服）控制系统（ 3）程序控制系统。
1.4过程控制性能指标：（1）系统必须是稳定的（最重要）（2）系统应能提供尽可能好的稳态调节（3）过渡过程1.单项控制性能指标：（ 1）衰减比和衰减率：为了保证控制席永有一定的稳定裕度，一般要求衰减比为 4:1 ～10:1 ，相当于 75%-90%，稳态。
（ 2）最大动态偏差和超调量；（ 3）残余偏差 e ss（ 4）调节时间 t s和振荡频率（快速性指标）2.1.2建立数学模型的方法1.解析法：对被控过程的工作机理非常熟悉，被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系。
2. 测试法： 1）是根据工业过程输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到数学模型。
过程控制知识点总结
过程控制知识点总结第一篇：过程控制知识点总结绪论气动控制：仪表信号的传输标准：0.02-0.1Mpa 电动控制：DDZ-2信号的传输标准：0-10mADCDDZ-3信号的传输标准：4-20mADC 计算机控制:DCS、PLC（模拟量4-20mA、1-5V）FCS（标准协议）稳定性指标：衰减比（衰减率）准确性指标：残余偏差，最大动态偏差，超调量快速性指标：调节时间（振荡频率）第一章1、被控对象：即被控制的生产设备或装置被控变量－被控对象需控制的变量2、执行器：直接用于控制操纵变量变化。
执行器接收到控制器的输出信号，通过改变执行器节流件的流通面积来改变操纵变量。
常用的是控制阀。
3、控制器（调节器）：按一定控制规律进行运算，将结果输出至执行器。
4、测量变送器：用于检测被控量，并将检测到的信号转换为标准信号输出。
稳态：系统不受外来干扰，同时设定值保持不变，因而被调量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况动态：系统受外来干扰或设定值改变后，被控量随时间变化，系统处于未平衡状态。
过度过程：从一个稳态到达另一个稳态的过程。
过渡过程的形式：非周期过程（单调发散和单调衰减）；振荡过程（发散、等幅振荡、衰减振荡）评价控制系统的性能指标：稳定性、准确性、快速性稳定性：稳定性是指系统受到外来作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。
准确性：理想情况下，当过渡过程结束后，被控变量达到的稳态值（即平衡状态）应与设定值一致。
快速性：快速性是通过动态过程持续时间的长短来表征的。
多数工业过程的特性可分为下列四种类型：自衡的非振荡过程；无自衡的非振荡过程；有自衡的振荡过程具有反向特性的过程放大系数K对系统的影响：控制通道（放大系数越大，控制作用对扰动的补偿能力强，有利于克服扰动的影响，余差就越小）。
扰动通道（当扰动频繁出现且幅度较大时，放大系数大，被控变量的波动就会很大，使得最大偏差增大；）滞后时间τ对系统的影响：控制通道（滞后时间越大，控制质量越差）扰动通道（扰动通道中存在容量滞后，可使阶跃扰动的影响趋于缓和，对控制系统是有利的）工业过程动态特性的特点（1）对象的动态特性是不振荡的（2）对象动态特性有迟延。
西华大学-过程控制-复习总结
第一章：1.过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
控制系统分类：a、按设定值的形式不同分为（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统b、按系统机构特点分类（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统2.控制系统暂态性能指标：（1）衰减比n和衰减率φ（2）最大动态偏差A和超调量ᵟ（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率ω。
综合性能指标：（1）偏差积分（2）绝对偏差积分IAE（3）平方偏差积分ISE（4）时间及绝对偏差积分ITAE第二章1.温度检测常用传感器：热电偶、热电阻、集成温度传感器。
2.常用压力称谓及常用压力检测方法答：称谓：绝对压力、压力、压差、真空度。
被测压力及绝对压力零线的差值为绝对压力；被测压力及大气压的差叫压力，两未知压力之差叫压差，被测压力低于大气压差值称为真空度。
检测方法：液柱式压力计：根据流体静力学原理：将压力转化为液柱的高度，弹性式压力计：利用弹性元件受压产生形变，电气式压力计：通过各种敏感元件将压力转换为电量，活塞式压力计：被测压力及活塞上加的砝码质量进行平衡来测量的。
3.流量基本概念（单位时间内流过管道某一截面的流体数量）、差压式流量计原理（利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流体测量）、转子流量计特点及应用场合（仪器具有较高的灵敏度，适合于小管径，小流量的测量）、电磁流量计优缺点（优点：1.被测量流体的压力损失小；2.可以测量各种导电液的流量，流体可以含有固体颗粒；3.输出信号及流量之间的关系不受流体的物理性质变化和流动状态的影响；4.测量响应速度快，可以测量脉动流量。
缺点：1只能测量导电液体流量，要求导电率不小于水的导电率2由于感应电势数值很小，后级采用高放大倍数放大器，很容易受外界磁场干扰。
）、漩涡流量计特征（利用流体遇到阻碍物后产生旋涡测量流量。
）、椭圆流量计特点（椭圆流量计测量精度及流体的流动状态无关，适合高粘度流体的测量，要求测量液体中不能有固体颗粒，工作温度不能超过规定范围。
《过程控制系统》复习要点2.0版概述
《过程控制系统》复习要点：1.无自平衡能力的单容纯滞后过程的传递函数P16Wo(s)=sT a 1 式中Ta 为过程的积分时间常数、Ta=C 0 2.有自衡能力单容纯滞后过程的数学模型P12q 1-q 2=A dt dh ①将式变成增量形式△q 1-△q 2△q 2=2R h ∆ 或R 2=2q h ∆∆ 将 ①②式进行拉氏变=)(0s W )()(1S Q S H =122+CS R R =100+S T K T0 液位过程时间常数 ，220C R T =K0 液位过程的时间常数，K 0=R 2C 液位过程的容量系数3.常用的压力检测仪表的类型P47弹性式压力表；弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换为位移来测量的。
（弹簧管式压力表、膜片压力表、文管式压力表）液柱式压力表；液柱式压力表是根据流体静力学原理，将被测压力转换成位移来测量的。
（单管压力计、U 形管压力计）电气式压力表；活塞式压力表是将被测压力转换成电容、电势、电阻等电量的变化间接来测量压力。
（应变片式压力计、霍尔片式压力计、热电式真空计）活塞式压力表；活塞式压力表是根据液压机传递压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量。
通常作为标准仪器对弹性压力表进行校验与刻度4.调节阀理想的流量特性P117理想的流量特性，就是在阀前后压差为一定的情况下（△p=常量）得到的流量特性。
它取决于阀芯的形状。
不同的阀芯曲面可以得到不同的理想流量特性，理性流量特性有直线流量特性、对数流量特性、快开流量特性与抛物线流量特性四种.5.控制方案设计的阶跃响应性能指标P1421.余差（静态偏差）C ：余差是指系统过度过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。
它是一个重要的静态指标，一般要求余差不超过预定值或接近零。
2.衰减率：衡量系统过度稳定性的一个动态指标，一般取0.75-0.93.超调量：对于定制系统来说，超调量是指被控参数第一个波峰与给定值的差与给定值的百分比。
过程控制期末总结
过程控制期末总结随着科技的发展，人们对工业过程的控制要求也越来越高。
过程控制是一门控制工程中的重要学科，它涉及到自动化、信息技术、仪器仪表和工程管理等多个领域。
期末将我的学习成果总结如下。
一、理论知识的掌握在过程控制的学习中，我充分掌握了控制系统的基本原理和方法。
其中包括：控制系统的基本概念，包括开环和闭环控制系统，反馈与前馈控制；传感器和执行器的工作原理；模拟信号和数字信号的处理方法；PID控制器的设计与调节方法等等。
这些理论知识为我后续的学习和实践打下了坚实的基础。
二、实验操作的能力提升在过程控制课程中，我参与了多个实验项目，旨在提高我对过程控制实际操作的了解和能力。
通过这些实验，我理解了数据采集、信号处理、控制算法的设计和调试等等。
例如，在一次温度控制的实验中，我通过使用温度传感器和PID控制器，成功地实现了对温度的自动控制，并且调节了不同的参数，达到了预期的结果。
这些实验不仅提高了我的实践操作能力，还加深了我对理论知识的理解。
三、项目实践的经历除了实验操作，我还参与了一个小型的项目实践。
我们小组的任务是设计一个水平罐液位控制系统。
在这个项目中，我负责设计和调试控制算法，以及编写相应的控制程序。
通过这次项目实践，我进一步巩固了过程控制的理论知识，并实际运用到了工程实践中。
这个项目的成功实施不仅需要我们对过程控制的理解，还需要协作和沟通。
四、团队合作和沟通能力的提升过程控制是一个需要团队合作的学科。
在这门课程中，我有机会和其他同学合作完成实验和项目。
通过团队合作，我学会了如何有效地与他人沟通和协作，如何将个人的想法和意见与他人协调一致，以实现项目的共同目标。
在这个过程中，我不仅提高了自己的团队合作和沟通能力，还学到了如何充分发挥个人的优势和才能。
五、问题解决能力的培养在学习过程控制的过程中，我遇到了许多困难和问题。
有时，我遇到了技术难题，需要借助专业知识和经验来解决；有时，我遇到了项目中的困扰，需要思考和创新来找到解决方案。
过程控制复习总结
学习好资料欢迎下载第一章1. 生产过程总目标及要求 ：安全性、稳定性和经济性。
2.过程控制系统组成 ： 1．被控过程（或对象） ； 2．用于生产过程参数检测的检测与变送仪表；3．控制器； 4．执行机构； 5．报警、保护和连锁等其它部件3. 工业过程对控制的要求 可以概括为准确性、稳定性和快速性。
y 1 y 1 y 34.如图 1，其性能指标 ：y 3y 1（1）衰减比和衰减率 其表征了稳定性，是衡量振荡过程衰减程度的指标，其衰减比为4：1 到 10：1。
（2）最大动态偏差和超调量，其表征了准确性，最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，表现在过渡过程开始的第一个波峰；超调量为最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。
（ 3）余差，是指过渡过程结束后，被控量新的稳态值与设定值的差值。
它是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。
（ 4）调节时间 t s 和振荡频率 ，调节时间 t s 是从过渡过程开始到结束的时间，调节时间是过程控制系统快速性的指标。
过渡过程的振荡频率是震荡周期 p 的倒数，即=2 /p 一定程度上也可作为衡量快速性的指标。
***** 过程控制系统中有哪些类型的被控变量？ ruy (t)第二章控制器执行机构被控过程1. 过程控制系统 建模的两个基本方法 ：机理法建模、测试法建模。
检测与变送仪表 2.如图 2 为设阶跃输入幅值为u ， K =y( ) y(0)yu图 1.1过程控制系统基本结构图ry 1y 3y ( )tt s图 1.3 过 程控制系统阶跃响应曲线***** 对象的纯滞后时间产生的原因是什么？答，纯延迟时间产生的原因是由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一定距离。
第三章1. 常用的控制结构 有：反馈控制、前馈控制、推断控制2.自动调节阀按照工作所用能源形式可分为电动调节阀，气动调节阀和液动调节阀。
3. 气动调节阀 由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。
过程控制复习知识点
第一章1.过程控制系统的组成调节器、调节阀、被控过程、检测变送2.过程控制系统的分类1）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2)按给定值信号的特点分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统3.过程控制系统的质量指标系统是衰减震荡的过程、衰减比和衰减率、余差、调节时间，峰值时间第二章1.数学模型的建立方法解析法：根据过程的内在机理，通过静态与动态物料平衡关系，建立数学模型的方法自衡过程和无自衡过程。
2.实验法a.阶跃响应法，试验时需要注意的问题1)试验测定前，被控过程应处于相对稳定的工作状态2)输入阶跃信号的幅值不能过大，也不能过小3)分别输入正负阶跃信号，并测取其响应曲线作对比4)在相同的条件下重复测试几次b.矩形响应法3.混合法第三章1.变送器的类型和特点差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器温度变送器的分类是直流毫伏变送器、热电隅温度变送器（热电效应）、热电阻温度变送器温度变送器的特点：（1）采用低漂移，高增益的运算放大器作为主要放大器，具有线路简单和良好的可靠性，稳定性及各项技术性能。
（2）在配热电隅和热电阻的变送器中采用线性化电路，使其输出电流I与被测温度呈线性关系，测量精度高（3）线路中采用了安全火花防暴技术措施，可用于易燃易爆场合（4）采用DC24V集中供电，实现了二线制接线方式液位变送器迁移的原因：差压变送器安装位置与容器液相取压点不在同一个平面上。
2.仪表的选择1)量程的选择2）仪表等级的选择3.仪表的应用1）零点的调整：将变压器的测量起始点由零点迁移到某一点正值或负值2)量程的调整的目的：使变压器输出的信号的上限值Ymax与输入测量信号上限值Ymax相对应。
意义：工程应用中变送器进行零点迁移与量程调整可以提高其灵敏度。
第四章1.理解调节器在控制系统的工作原理2.调节器的分类1）按使用的能源：气动调节器和电动调节器2）按结构形式来分：基地式调节器、单元组合调节器、组装式调节器3）按信号类型：模拟调节器和数字式调节器3.调节器作用方式的选择4.调节规律对控制系统的影响PID调节器参数对系统的影响1）比例度是反映比例控制作用强弱的一个参数。
河南理工大学-过程控制-复习知识点(全)
1、过程控制系统的组成和各部分的作用。
自动控制系统由被控对象、测量变送器、执行器（控制阀）和控制器组成。
被控对象：是指被控制的生产设备或装置。
测量变送器：用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。
执行器：常用的是控制阀，接受来自控制器的命令信号，用于改变控制阀的开度。
控制器：它将被告控变量的测量值班与设定值进行比较，得出偏差信号e（t），并按一定规律性输出控制信号u（t）2、过程控制常用策略有哪些？各自的优缺点？反馈控制：优：能补偿任意扰动缺：1控制作用是滞后的，2调节过程是一个试差的过程，试差过程容易不稳定。
前馈控制：优：在扰动影响被控变量之前就可以将扰动补偿掉缺：1测量成本高需要增加扰动检测装置，23、简要阐述工业生产对过程控制的要求。
安全性、经济性、稳定性4、控制系统设计与实现的主要步骤。
（1）确定控制目标，选择被控变量（2）选择测量参数和测量仪表（3）操作变量的选择与主要扰动的分析（4）操作变量与被控变量的配对（5）控制方案与控制算法选择（6）执行器的选择（7）控制系统的现场安装、调试与投运5、机理建模方法的主要步骤。
（1）根据建模对象和模型的使用目的进行合理的假设（2）根据过程内在机理建立数学方程（3）简化模型6、测量误差形成的原因？测量信号一般的处理方法有哪些？原因：1、仪器自身的误差；2安装造成的误差；3、测量时的误差7、控制系统主要性能指标有哪些？各自的含义是什么？余差（e）：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差；最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差；衰减比（n）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比；衰减率（f）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比；过渡过程时间（ts）：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或2%范围内所需的时间；峰值时间（tp）:系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度；8、三种常规反馈控制模式分别是什么？说明各自的原理、作用以及对系统性能的影响。
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。
过程控制系统考试知识点复习和总结----终极版（DOC）
过程控制系统考试知识点复习和总结----终极版（DOC）第一篇：过程控制系统考试知识点复习和总结----终极版(DOC) 第五章复杂控制系统（串级、比值、均匀、分程、选择、前馈、双重控制）串级控制系统定义：采用不止一个控制器，而且控制器间相串接，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值的系统。
调节过程：当燃料气压力或流量波动时，加热炉出口温度还没有变化，因此，主控制器输出不变，燃料气流量控制器因扰动的影响，使燃料气流量测量值变化，按定值控制系统的调节过程，副控制器改变控制阀开度，使燃料气流量稳定。
与此同时，燃料气流量的变化也影响加热炉出口温度，使主控制器输出，即副控制器的设定变化，副控制器的设定和测量的同时变化，进一步加速了控制系统克服扰动的调节过程，使主被控变量回复到设定值。
当加热炉出口温度和燃料气流量同时变化时，主控制器通过主环及时调节副控制器的设定，使燃料气流量变化保持炉温恒定，而副控制器一方面接受主控制器的输出信号，同时，根据燃料气流量测量值的变化进行调节，使燃料气流量跟踪设定值变化，使燃料气流量能根据加热炉出口温度及时调整，最终使加热炉出口温度迅速回复到设定值。
特点：能迅速克服进入副回路扰动的影响串级控制系统由于副回路的存在，改善了对象特性，提高了工作频率串级控制系统的自适应能力设计：⑴主、副回路副回路应尽量包含生产过程中主要的、变化剧烈、频繁和幅度大的扰动，并力求包含尽可能多的扰动。
设计副回路应注意工艺上的合理性；应考虑经济性；注意主、副对象时间常数的匹配⑵串级控制系统中主、副控制器控制规律主控制器起定值控制作用，副控制器对主控制器输出起随动控制作用，而对扰动作用起定值控制作用。
主被控变量要求无余差，副被控变量却允许在一定范围内变动。
主控制器可采用比例、积分两作用或比例、积分、微分三作用控制规律，副控制器单比例作用或比例积分作用控制规律。
⑶主、副控制器正、反作用的选择先依据控制阀的气开、气关形式，副对象的放大倍数,决定副控制器正反作用方式,即必须使的Kc2KvKp2Km2乘积为正值，其中Km2通常总是正值。
过程控制系统复习
过程控制系统复习1.传感器和执行器：传感器负责将生产过程中的物理、化学、机械等参数转换为电信号，执行器负责将控制信号转换为机械运动或者其他控制动作。
2.控制器：控制器是过程控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、进行数据处理和分析，并生成相应的控制信号送给执行器进行控制动作。
3.通信网络：通信网络是各个部分之间进行数据传输和信息交换的媒介，它可以是有线的，也可以是无线的，如以太网、无线传感器网络等。
4.数据采集和处理系统：数据采集和处理系统负责对传感器获取到的数据进行采集和存储，并对其进行处理、分析和显示，以便进行后续的控制决策。
5.人机界面：人机界面是过程控制系统与操作人员之间进行交互和信息显示的界面，通过人机界面操作人员可以监控生产过程的状态、设置控制参数和报警设置等。
1.系统需求分析：对控制的对象进行分析，确定需要监测和控制的参数，以及工艺要求和目标。
2.硬件选型：选择合适的传感器、执行器和控制器等硬件设备，以及适配的通信网络和数据采集和处理系统，确保其能够满足系统需求并具有良好的性能和稳定性。
3.软件开发：根据系统需求和控制策略，开发相应的控制算法和逻辑，并编写控制软件，实现数据采集、数据处理、控制计算、控制决策等功能。
4.系统集成和调试：将各个部分组装集成为一个完整的系统，并进行调试和测试，确保其能够正常运行和满足系统需求。
5.运行和维护：系统投入运行后，需要进行日常的监测和维护工作，及时发现和处理问题，确保系统稳定运行。
1.提高生产效率：过程控制系统可以实现对生产过程的实时监测和控制，能够精确地控制各个参数，提高生产效率和产品质量。
2.降低生产成本：过程控制系统可以优化生产过程，提高物料利用率和设备利用率，降低能源消耗和废品产生，从而降低生产成本。
3.提高安全性：过程控制系统可以实时监测生产过程中的各种参数，及时发现异常情况，并进行相应的控制和报警，保证安全生产。
4.数据可追溯：过程控制系统能够对生产过程和操作进行数据采集和存储，实现数据可追溯，方便对生产过程进行分析和改进。
过程控制工程知识点复习
过程控制工程知识点复习过程控制工程知识点复习一.过程控制系统及其分类1.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，主要解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。
2.过程控制有三种图表示分别是系统框图控制流程图工艺流程图我们应当学会识别。
控制流程图系统框图工艺流程图3.过程控制系统的分类按结构特点分为反馈控制系统（闭环）前馈控制系统（开环）前馈-反馈控制系统（复合控制系统）复合控制系统按信号特点分定值控制系统（给出给定值）程序控制系统（按一定规律变化如空调温度随时间变化定值变化11：00给25°c 12：00给28°c）随动控制系统（如比值控制）二.过程建模被控过程是指正在运行的多种被控制的生产工艺设备，如锅炉，精馏塔，化学反应器等等，被控过程的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（控制量与扰动）作用下相应输出量变化函数关系的数学表达式。
过程的数学模型有两种1.非参数模型，如阶跃响应曲线脉冲响应曲线频率特性曲线是用曲线表示的2.参数模型，如微分方程传递函数脉冲响应函数状态方程差分方程是用数学方程式表示的。
机理法建模机理法建模又称为数学分析法建模或理论建模。
自平衡能力：即过程在输入量的作用下其平衡状态被破坏后无需人或仪器的干预，依靠过程自身能力逐渐恢复达到另一新的平衡状态试验法建模试验法建模是在实际的生产过程中，根据过程输入，输出实验数据，通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。
特点是不需要深入了解过程机理但必须设计合理实验。
三.过程测量及变送测量误差测量误差是指测量结果与被测量的真值之差，测量误差反应了测量结果的可靠度。
绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差，在工程上，通常把高一等级精度的标准仪器测得的值作为真值（实际值）此时的绝对误差是指用标准仪表（高精度）与测量仪表（低精度）同时测量同一值是，所得两个结果之差。
相对误差：相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比的百分数，它比绝对误差更具有说明测量结果的精度。
过程控制系统小结
过程控制系统小结第一篇：过程控制系统小结11工业上用应相区别，不存在相依问题，不受传输中电感，电容和负载性质的限工业上用4-20mA4-20mA作为标准信号的原因作为标准信号的原因11直流：直流：传输中易于和交流感传输中易于和交流感制。
传输，电流制：不受传输线及负载电阻变化的影响，适于信号的远距离零点：有利于识别仪表的断线，断电等故障，为现场变送器实现两线另外，电流信号课直接和磁场作用产生正比于信号的机械力。
活制提供可能。
2现出来，在稳态下是表现不出来的，因此为了获得动态特性必须使被施加扰动的必要性过程的动态特性只有当它处于变动状态时，才会表研究的过程处于被激励的状态，3例如施加一个阶跃扰动或脉冲扰动等。
干扰通道的放大系数干扰通道对于调节质量的影响越好，这样静差减小，控制精度提高。
K影响着干扰加载系统上的幅值，因此，可以驾校最大动态偏差。
干扰通道纯滞后对调节质量没影响。
干扰进干扰通道时间常数T的增加，K越小入位置的影响：各个干扰的闭环传递函数是不一样的，而闭环传递函数的分母是相同的，即系统的特征方程式是一样的，因此，个干扰两，不管哪一但最大动态偏差则可能不同，干扰离被控量测量点越远，则动态偏差系统的稳定程度，过度过程的衰减系数，正当周期都一样，越小，调节质量越高。
4 个调节系统在整个工作范围内都具有良好的品质，就应使系统在整个为什么对数阀应用最多，调节阀如何选择：从调解原理看，要保持一工作范围内的总放大倍数尽可能的保持恒定。
器和执行机构的放大倍数是常数，通常，变送器，调节其放大倍数常随工作点变化，因此在选择调节阀是希望调节阀的非线但调节对象的特性往往是非线性的，性补偿调节对象的非线性，故：6 例调节立即发挥作用，以减小偏差。
积分调节主要用于消除余差。
微PID调节的作用：比例调节成比例的反应控制偏差偏差一旦产生，比分调节反映偏差的变化趋势，并能在偏差信号变得太大前，在系统中引入一个有效的早期校正，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
过控课程复习总结
y (0)
tp
ts
t
自动化仪表（图1－8）
工艺介质 阀门 被控过程 检测元件 执行单元 变送单元 自动 控制单元 手动 单元组合 仪表 操作单元 给定值 给定单元 显示单元 测量值 被控参数
2.检测仪表的工作特性：
适应参数测量和系统运行的需要具有的输入/输出特性
（1）理想工作特性：（线性） y y y max min ( x xmin ) ymin xmax xmin
《过程控制系统》基本要求
过控系统基本概念 被控过程建模方法 控制器的信号制、内外给定、正反作用、无扰动切 换 调节阀类型、气开与气关、流量特性、流通能力 单回路控制系统设计要点 串级与前馈 比值、均匀、分程、选择与多变量控制 分析控制方案特点
《过程控制系统》总结
连续生产过程（流程工业） 对象建模、 参数检测、 自动控制系统的设计， 仪表选型及工程实现、 系统参数整定。 强调工程应用能力，有别于自动控制理论。
4.1.2
被控过程的特性
依据过程特性的不同分为自衡特性与无自衡特性、单容特性与多容特性、 振荡与非振荡特性等 1．有自衡特性和无自衡特性 自衡特性：当原来处于平衡状态的过程出现干扰时，其输出量在无 人或无控制装置的干预下，能够自动恢复到原来或新的平衡状态 否则，该过程则被认为无自衡特性。 工业生产过程一般都具有储存物料或能量的能力，其储存能力的大小 称为容量。
(2)Tp影响：
Tp 调节作用不够及时， tS ，控制质量下降; Tp过小, 控制作用过于灵敏,易引起系统振荡
Tp适当小. Tp无法变时在控制通道中增加微分作用
G p ( s )Gv ( s )Gc ( s ) CV ( s ) SP( s ) 1 G p ( s )Gv ( s )Gc ( s )GS ( s )
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第- -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 (tran smitter ) C — 控制器 (Controller )I — ■ 指示器 (Indicator)R —- 记录仪 (Recorder ) A —•te 映 报警器(Alarm )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 ＜型仪表的电压信号制，电流信号制。
QDZ-I H 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。
8安全栅的作用、种类。
安全栅的作用：max min100%输入的相对变化 输出的相对变化尤比例例分量 — Kc=CI/CM ； t=T 时的积分分量；积分时 K D微分时间：T D =nRG 调整R （）和从可改变使其不超过额定■间最大值或最小值； 2）限制积分1、 安全栅作为本安仪表的关联设备，可用于传输信号。
2、 控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下，以确保系统的本安防爆性能。
安全栅的种类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅 二、基型调节器1、 基型调节器组成：控制单元和指示单元。
基型调节器控制单元构成。
基型控制器又称基型调节器，对来自变送器的 1-5V 直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID 运算，输出4-20mA （ DC 直流控制信号。
控制单元：输入电路（偏差差动和电平移动电路）、PID 运算电路（由PD 与PI 运算电路串联）、输出 电路（电压、电流转换电路）以及硬、软手操电路；指示单元：测量信号指示电路、设定信号指示电路。
2、 测量信号、内给定信号范围；外给定信号范围。
测量和内给定信号：1~5V （DC ）;外给定信号：4〜20mA 直流电流。
（它经过250Q 精密电阻转换成1〜5V 直流电压） 3、 输入电路、输出电路的作用。
输入电路作用：1） .信号综合。
将（U-U ）后放大两倍反相以U Oi 输出，即U 0i = -2（U i -U s ）。
2） .电平转换。
将以0V 为基准的输入信号转换为以U B （10V ）为基准的输出信号UU 电平转换的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压范围内。
输出电路作用：把PID 输出△ U 03 （以UB 为基准）转换成输出。
实现电压一电流转换。
4、 放大系数和比例度。
比例度比例度的一般表达式：式中:y maxy minmaxmin-偏差变化范围； y maxy min—输出信号变化范围。
在单元组合仪表中， max minY max Y min 。
此时比例度可表示为：100%K P即 与K p 成反比，愈小，K p 愈大，比例作用就越强。
5、基型调节器PD 电路的阶跃响应曲线形状；比例分量；t=TD/KD 时的微分分量；微分时间。
作用：对 U O1进行PD 运算，可设置T D 、 K P （或比例度）。
T D 为微分时间；K P 为比例系数。
微分作用：快速的调节作用，超前作用。
6、基型调节器PI 电路的阶跃响应曲线形状 间。
7、积分饱和。
解决积分饱和办法：1）对控制器的输出加以 电容两端的充电电压；3）切除积分作用。
8微分时间对微分作用的影响，积分时间对积分作用的影响。
微分时间越小，微分作用越强；积分时间越大，积分作用越强9、软手操电路和硬手操电路。
X maxx min100%PI 直线过（0, 1）和（120, 2）两点则t=12s 时的输出变化量为：I 。
1 12t=12s 时的输出为Io=初值+ I o =4+=2 1 120 01.1mA①PD 工况下1 1P 分量=K P I i - I i 丄 2 1mA200%软手动操作电路是积分电路。
硬手动操作电路是比例电路作业2-4某P 控制器的输入信号是4mA~20m ，输出信号为1V~5V 当比例度S =60%寸，输入变化所引起 的输出变化是多少解：根据比例度的公式：y maxy min得x 10 61y（y max y min ）（5 1） 0.25Vx max x min204602-7某PID 控制器（正作用）输入、输出信号均为4mA~20m ，控制器的初始值li=lo=4mA , S =200% T=Tr=2min , K=10。
在t=0时输入/ Ii=2mA 的阶跃信号，分别求取t=12s 时：①PI 工况下的输出值； ②PD 工况下的输出值。
解：①PI 工况下1 1P 分量=K P I i - I i2 1mA200%Ti 时：P 分量=I 分量；则Ti 时，PI 分量=2mATi=2 x 60=120sP 分量= I i 1mAK D解得 5T DK D2 60 1012sl °(mA)则t=12s 时的输出变化量为：I 。
0.368仏」 h P 分量K D10 1 t=12s 时的输出为：lo=初值 + 1。
=4 0.368 5 2 18.312mA10三、变送器1、变送器的结构。
变送器的作用。
构成原理：变送器是基于负反馈原理工作的，其构成原理如图所示，它包括测量部分（既输入转换 部分）、放大器和反馈部分。
变送器和转换器的 作用是分别将各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位）和电信号（如电压、电 流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号，以供显示、记录和控制之用。
2、 变送器的输入输出关系。
y K （z z Z f ） K （Cx z 。
Fy ）3、 量程调整的目的；零点调整/迁移。
使变送器的输出信号下限值 『min 与测量范围的下限值X mi n 相对应，在X min = 0时，称为零点调整，在X min 工0时，称为零点迁移。
零点调整使变送器的测量起始点为零。
零点迁移是把测量的起始点由零迁移到 某一数值。
4、 差压变送器的作用；差动变压器的作用。
差压变送器是将液体、气体或蒸汽的压力、流量、液位等工艺变量转换成统一的标准信号，作为指 示记录仪、调节器或计算机装置的输入信号，以实现对上述变量的显示、记录或自动控制。
差动变压器是由检测片（衔铁）、上、下罐形磁芯和四组线圈构成。
其作用是将检测片的位移 s 转换成相应的电压信号Ucm5、温度变送器的品种、结构（量程单元和放大单元）；四线制温度变送器的特点。
各类变送器分为三个品种：直流毫伏变送器、热电偶温度变送器和热电阻温度变送器。
四线制温度变送器有如下特点：（1）主放大器为低漂移、高增益的运算放大器，使仪表具有良好的可靠性和稳定性。
（2）在热电偶和热电阻温度变送器中采用了线性化电路，从而使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系，便于指示和记录。
（3）变送器的输入、输出之间具有隔离变压器，采用了安全隔离变压器，并采用了安全火花防爆措施，故具有良好的抗干扰性能，且能测量来自危险场所的直流毫伏或温度信号。
6、热电偶温度变送器以及热电阻温度变送器的量程单元。
7、气动仪表的基本元件。
由气阻、气容、弹性元件、喷嘴-挡板机构和功率放大器等基本元件组成。
8弹性元件、喷嘴挡板机构、电气转换器。
弹性元件作用：将压差转换成位移，在仪器的连接处产生一定的操作力。
喷嘴挡板机构作用：将微小的位移转换成相应的压力信号。
电/气转换器工作原理是基于力矩平衡原理工作的。
四、运算器和执行器1开方器应用场合、作用。
开方器主要应用在流量测量与控制系统中，开方器对差压变送器的输出信号进行开方运算，从而得到与被测流量成比例关系的电压或电流信号。
2、执行器的结构、分类。
执行器分为两部分：执行机构和调节机构。
气动执行器L f Q按能源分：Q电动执行器Ii f L f Q f直行程（直线位移）角行程（角位移）（两者减速器不同）液动执行器3、角行程电动执行机构的结构。
4、标准气压信号范围（20kPa-100kPa），气源信号（140kPa）。
5、气动执行机构的种类。
气动执行机构有薄膜式和活塞式两种，常见的气动执行机构均属薄膜式。
薄膜式特点为：结构简单、动作可靠、维修方便、价格低，但输出行程较小，只能直接带动阀杆。
6、调节阀的正反作用、正装阀/反装阀、气开/气关。
7、气开阀/气关阀的选择原则。
调节阀气开、气关阀选择，主要根据工艺生产的需要和安全要求来决定的；原则是当信号压力中断时，应能确保工艺设备和生产的安全。
如果阀门处于全开位置安全性高，贝U应选用气关阀，反之，则应选用气开阀。
8阀门定位器的作用。
阀门定位器可以增加执行器的输出功率，减小信号传递滞后，加快阀杆的位移速度，提高线性度，克服摩擦力影响，保证阀位正确到位。
9、控制阀的工作原理；流量特性；理想流量特性、工作流量特性。
控制阀体就是依据执行机构输出的推杆位移量来改变阀门的开启程度，从而改变流通阻力以达到控制流体介质流量的目的。
控制阀的流量特性，是指控制介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（即推阀刖后压差始终不变 直线变为快开；对数变为直线；杆的相对位移）之间的函数关系。
理想流量特性：阀前后差压不变时的流量特性（固有流量特性） 。
工作流量特性：阀装在管道中，前后差压变时的流量特性，也叫实际流量特性。
10、 控制阀的流量特性类型、各自特点。
理想流量特性，通常有四种典型形式：（1 ）直线特性-流量与阀芯位移成直线关系；（2） 对数特性-流量与阀芯位移成对数关系，引起的流量变化的百分比相等； （3） 快开特性-开度较小时流量变化较大，随开度增大很快达到最大值。