过程控制的基本原理_35403389

正作用：输入与给定出现正偏差时，输出减少

反作用：输入与给定出现正偏差时，输出增加
正作用：输入与给定出现正偏差时，输出减少
反作用：输入与给定出现正偏差时，输出增加
PID调节器
自动调节（控制）阀门
过程工程中常用检测器与执行机构
过程工程中常用检测器与执行机构
作业1：学习PID调节原理与系统组成，设计单
单回路控制结构
自动控制系统的基本构成
3. 比例－微分－积分(PID)调节
e(t ) 设定值－控制变量＝Sv Pv
1 de(t ) V Kp e(t ) e(t )dt Td M Ti dt
Kp------比例系数 V------调节器输出值 M-------e(t)为零时初始值
de(t ) dt
t
t
比例作用的阶跃响应
积分作用的阶跃响应
微分作用的阶跃响应
单回路（温度）控制器
1. 内置室内温度传感器 可控制室内温度或 回风温度 2. 控制参数可编程 可设定控制信号范围， 最大值/最小值 3. 可设定输入信号和输出信号的最大值/最 小值 4. 可开启/关闭“加热/制冷工况切换、设 定点修改”的操作 5. 摄氏/华氏温度显示可设定 可选择防霜 冻保护
点温度自动调节与控制系统、写出设计说明书。 作业2：查询目前市售的化工行业常用的控制 软件，以及温度、压强、流量、液位等传感器、 变送器型号。 作业3：了解国内外主要从事化工行业自动化 控制的主要公司和业务活动情况。
Ti-------积分时间
Td-------微分时间
Proportional-Integral-Derivative controller
比例、积分、微分作用的阶跃响应
输入信号
e(t) V V
比例作用 V Kp e(t )
1 V e(t ) dt Ti
t t
积分作用
V
微分作用
V Tdwenku.baidu.com
D/A 转换 执行器(阀门)
e( t )
调节规律
计算机/人机界面
A/D 转换
传感器(液位)
单回路闭环控制系统原理
Sv ＋
e( t )
MV 调节器 执行器 调节对象
Pv
－
变送器＋传感器
闭环控制系统（closed-loop control system）：被控对象的 输出（被控制量）会反送回来影响控制器的输入，形成一 个或多个闭环。
4.自动控制系统硬件构成

检测元件（仪表） 变送器（将检测信号转换为4-20mA统一标准 信号）

控制系统（DCS控制系统
FCS系统）
计算机管理系统（界面操作、监控软件、数 据管理、系统组态）
控制器（调节器）的基本操作

手动模式（相当于遥控阀、给定跟踪输入） 自动模式（输出自动调节、只能调整给定值、输 出按PID规律变化）
过程控制的基本原理
1. 典型的过程工业实例
火力发电
光热发电
输电过程
配电过程
技术特征：装备庞大、过程连续、中间物料存储
炼钢过程
炼油过程
合成氨过程
流体输送单元
自动调节过程分析
OK, Stop
阀门
?
Slow Stop down
2.调节系统的构成
执行器(阀门)
e( t )
调节规律
传感器(液位)
计算机调节与控制系统构成