过程装备与控制工程介绍PPT课件
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过程装备与控制工程专业介绍-PPT精选文档
三 传 一 反
能量传递 动量传递 化学反应
化学过程及设备
专业内涵
学科交叉性
混合工程、反应工程、分离工程及设备——学科独有
d
学 过程机器（压缩机、风机、泵）——流体机械与工程学科 科 Evaluation only. 主 压力容器设计计算——工程力学学科 with 要Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 过程装备选材与腐蚀防护——材料科学与工程学科 内 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 容 过程装备检验——检测技术与自动化学科
过程控制技术的创新 理论基础
流程性产品制造：化学、固体力学、流体力学、热力学、机械学、
化学工程与工艺学、电工电子学和信息技术科学 硬件产品制造：侧重于固体力学、材料与加工学、机械机构学、 电工电子学和信息技术科学
专业内涵
过程装备——组成过程工业的工作母机群 由一系列过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管 道、阀门等连接起来的一个独立的密闭连续系统，再配以必 要的控制仪表和设备。
Evaluation only. 流体动力过程及设备 d with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5 过 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 传热过程及设备 热量传递
程 装 备 分 类
传质过程及设备 热力过程及设备 机械过程及设备
d
5
Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
1954年苏联专家杜马什涅夫来华讲学，重新修订专业教学 计划 —— 化工系统自己的机械师 2019年专业调整，更名为“过程装备与控制工程”专业， 归入机械学科教学指导委员会。 （目前有85所高校开设）
过程装备与控制工程第1章ppt课件
有自衡特性的单容对象
30
过程装备控制技术与应用 有自衡特性的单容对象
设水槽的横截面积为A，而A是个常数，则因为
V（A2-H 2）
所以
dV AdH dt （2-3）dt
调节阀的特性：在其它条件不变的情况下，通过调节阀 的流体流量与阀的开度以及阀前后的流体压降有关。
31
过程装备控制技术与应用
36
过程装备控制技术与应用
37
过程装备控制技术与应用
（2）双容液位对象（图2-5）
它有两个串联在一起的水槽，它们之间的连通管具有阻力， 因此两者的液位是不同的，来水qv1（系统输入）先进入水槽 1，然后再通过水槽2流出。水流入量qv1由阀1控制，流出量 qv2决定于阀2的开度（根据用户的需要改变），被控变量是 水槽2的液位h2 （系统输出） 。分析h2在阀1开度扰动下的动 态特性。根据物料平衡方程有：
回顾:《机械控制工程基础》§3.5 控制系统的动 态响应指标
20
过程装备控制技术与应用
偏差积分性能指标
误差： e(t)r(t)y(t) e(t)y( )y(t)
平方误差积分性能指标(ISE) 时间平方误差积分性能指标(ITSE) 绝对误差积分性能指标(IAE) 时间绝对误差积分性能指标(ITAE)
5
过程装备控制技术与应用
§1.1.2 过程装备控制的任务和要求
过程装备控制是针对过程装备的主要参数,即温度、 压力、流量、液位、成分和物性参数进行控制。 过程装备控制要求：安全性、经济性和 稳定性。 自动控制系统的要求：稳、准、快。
控制的任务：在了解、掌握工艺流程和生产过程的 静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应 用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适 的技术手段加以实现
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过程装备控制技术与应用 有自衡特性的单容对象
设水槽的横截面积为A，而A是个常数，则因为
V（A2-H 2）
所以
dV AdH dt （2-3）dt
调节阀的特性：在其它条件不变的情况下，通过调节阀 的流体流量与阀的开度以及阀前后的流体压降有关。
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过程装备控制技术与应用
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过程装备控制技术与应用
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过程装备控制技术与应用
（2）双容液位对象（图2-5）
它有两个串联在一起的水槽，它们之间的连通管具有阻力， 因此两者的液位是不同的，来水qv1（系统输入）先进入水槽 1，然后再通过水槽2流出。水流入量qv1由阀1控制，流出量 qv2决定于阀2的开度（根据用户的需要改变），被控变量是 水槽2的液位h2 （系统输出） 。分析h2在阀1开度扰动下的动 态特性。根据物料平衡方程有：
回顾:《机械控制工程基础》§3.5 控制系统的动 态响应指标
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过程装备控制技术与应用
偏差积分性能指标
误差： e(t)r(t)y(t) e(t)y( )y(t)
平方误差积分性能指标(ISE) 时间平方误差积分性能指标(ITSE) 绝对误差积分性能指标(IAE) 时间绝对误差积分性能指标(ITAE)
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过程装备控制技术与应用
§1.1.2 过程装备控制的任务和要求
过程装备控制是针对过程装备的主要参数,即温度、 压力、流量、液位、成分和物性参数进行控制。 过程装备控制要求：安全性、经济性和 稳定性。 自动控制系统的要求：稳、准、快。
控制的任务：在了解、掌握工艺流程和生产过程的 静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应 用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用合适 的技术手段加以实现
陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 1机械设计(王宁侠)第1章
第1章 绪论 3. 可靠性设计 可靠性设计是以概率论和数理统计为理论基础，以失效分 析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性 为目标的一种现代设计方法。其主要特点是将传统设计中视为 单值而实际上具有多值性的设计变量(如载荷、材料性能和应
章)。
第1章 绪论 (2) 通用机械零部件设计(第5～18章)。 ① 传动零件：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动及 螺旋传动。 ② 轴系零部件：滑动轴承、滚动轴承、轴及联轴器、离 合器、制动器。
③ 联接零件：螺纹联接、铆接、焊接、粘接及轴毂联接。
④ 其他零部件：弹簧、机座与箱体。 (3) 总体构思与设计(结合课程设计进行)。
即可寻优求解。常用的优化算法有0.618法、Powell法、变尺度
法、惩罚函数法、基因算法等。采用优化设计方法可以在多变 量、多目标的条件下，获得高效率、高精度的设计结果，极大
地提高设计质量。
第1章 绪论
2. 计算机辅助设计 计算机辅助设计(CAD)是利用计算机运算快、计算准确、存储 量大、逻辑判断功能强等特点进行设计信息处理，并通过人机交互 作用完成设计工作的一种设计方法。它包括分析计算、自动绘图系 统和数据库三个方面。一个完整的机械产品CAD系统，应首先能够 确定机械结构的最佳参数和几何尺寸，这就要求具有进行机构运动 分析及综合、有限元分析和优化设计、可靠性设计等功能，然后能 够由分析计算结果自动显示和绘制机械的装配图和零件图，并可进 行动态修改。完善的数据库系统，可与计算机辅助制造、计算机辅 助监测、计算机管理自动化结合形成计算机集成制造系统 (CIMS)， 综合进行市场预测、产品设计、生产计划、制造和销售等一系列工 作，实现人力、物力和时间等各种资源的有效利用，有效地促进现 代企业生产组织、管理和实现自动化，使企业总效益得到提高。
过程装备与控制工程 ppt课件
▲
1959年美国谢夫隆公司开发出了Isocrosking加氢裂化技术，其后不久环
球油品公司开发出了Lomax加氢裂化技术，联合油公司开发出了Uicraking加
氢裂化技术。加氢裂化技术在世界范围内得到了迅速发展。
▲
早在20世纪50年代，中国就已经对加氢技术进行了研究和开发，早期主
要进行页岩油的加氢技术开发，60年代以后，随着大庆、胜利油田的相继发
PPT课件
10
重点部位
▲ 1．加热炉及反应器区
▲
加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分
加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备，其中大部分设备为高
压设备，介质温度比较高，而且加热炉又有明火，因此，该区域潜在
的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。
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PPT课件
6
补充
▲ 英文名称：hydrocracker
▲
说明：加氢是指石油馏分在化学反应的加工过程，加氢过程可分
为加氢精制、加氢裂化、临氢降凝、加氢异构化等，下面重点介绍加
氢裂化加工过程。
PPT课件
7
发展历程
▲ 加氢技术最早起源于20世纪20年代德国的煤和煤焦油加氢技术，第二次世界 大战以后，随着对轻质油数量及质量的要求增加和提高，重质馏分油的加氢 裂化技术得到了迅速发展。
加氢装置最重要的设备之一。
PPT课件
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主要设备
▲2
．
高
压
换
热
器
▲
反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，
因此加氢装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢
换热。现在的高压换热器多为U型管式双壳程换热器，该种换热器可
过程装备与控制工程专业PPT课件
• 0803机械类，共17种专业，它们是：
• 080301机械制造工艺与设备；080302热加工工艺 及设备；080303铸造；080304塑性成形工艺及设备； 080305焊接工艺及设备；080306机械设计及制造； 080307化工设备与机械；080308船舶工程；080309汽 车与拖拉机；080310机车车辆工程；080311热力发动 机；080312流体传动及控制；080313流体机械及流体 工程；080314真空技术及设备；080315机械电子工程； 080316工业设计(注：可授工学或文学学士学位)； 080317设备工程与管理
• 这样就在最大规模的专业调整中，保留了化机 专业的地位。把它拓宽为“过程装备与控制工 程”，为化工机械专业开辟了更加美好的前程。
• 化机专业为新中国的化工、石油化工和相关流 程工业的发展壮大建立了不可磨灭的功绩，今后 国家更需要大量过程装备方面的高级人才。
• 1993.7，国家教委高教司《普通高等学校本科专 业目录》。目录分设哲学、经济学、法学、教育学、 文学、历史学、理学、工学、农学、医学十大门类， 下设二级类71个，504种专业，比修订前的专业数减 少309种。工学门类下设二级类22个，181种专业；
• 本专业培养的质量总体来说比较好，能够满足过 程工业对人才的要求，成为企业的技术骨干。本专 业培养的学生，对于设计方面的能力较强，对于维 修、故障诊断方面的能力较弱；对于设备方面的能 力较强，对于控制方面的能力较弱；
“过程装备与控制工程”专业
人才培养规格
• 技术型人才：对以教学为主的院校，熟悉过程装 备及其控制的原理、操作、维修、管理，成为企业 设备动力部门的管理人才。
• 结构上本专业的学生要加强基础，加强“过 程原理与装备”、和“过程装备控制技术”课 程教育，突出“过程”，加强“控制”，丰富 “装备技术”。
• 080301机械制造工艺与设备；080302热加工工艺 及设备；080303铸造；080304塑性成形工艺及设备； 080305焊接工艺及设备；080306机械设计及制造； 080307化工设备与机械；080308船舶工程；080309汽 车与拖拉机；080310机车车辆工程；080311热力发动 机；080312流体传动及控制；080313流体机械及流体 工程；080314真空技术及设备；080315机械电子工程； 080316工业设计(注：可授工学或文学学士学位)； 080317设备工程与管理
• 这样就在最大规模的专业调整中，保留了化机 专业的地位。把它拓宽为“过程装备与控制工 程”，为化工机械专业开辟了更加美好的前程。
• 化机专业为新中国的化工、石油化工和相关流 程工业的发展壮大建立了不可磨灭的功绩，今后 国家更需要大量过程装备方面的高级人才。
• 1993.7，国家教委高教司《普通高等学校本科专 业目录》。目录分设哲学、经济学、法学、教育学、 文学、历史学、理学、工学、农学、医学十大门类， 下设二级类71个，504种专业，比修订前的专业数减 少309种。工学门类下设二级类22个，181种专业；
• 本专业培养的质量总体来说比较好，能够满足过 程工业对人才的要求，成为企业的技术骨干。本专 业培养的学生，对于设计方面的能力较强，对于维 修、故障诊断方面的能力较弱；对于设备方面的能 力较强，对于控制方面的能力较弱；
“过程装备与控制工程”专业
人才培养规格
• 技术型人才：对以教学为主的院校，熟悉过程装 备及其控制的原理、操作、维修、管理，成为企业 设备动力部门的管理人才。
• 结构上本专业的学生要加强基础，加强“过 程原理与装备”、和“过程装备控制技术”课 程教育，突出“过程”，加强“控制”，丰富 “装备技术”。
过程装备控制技术及应用详解PPT课件
7
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超声波式流量计 超声波在流体中传播时，受到流体速度的影响而载有流速信息，通过检测接收到的超 声波信号可以测知流体流速，从而求得流体流量。 超声波流量计实物如图所示。
8
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热式质量流量计 利用外部热源对管道内的被测流体加热，热能随流体一起流动，通过测量因流体流动 而造成的热量(温度)变化来反映出流体的质量流量。分内热式和外热式。 内热式流量计原理如图所示。
量程比为20 : 1，测量准确度可达0.5％。
11
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科里奥利质量流量计 是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正 比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。 其原理和实物图如图所示：
12
第12页/共29页
3.6 液 位 测 量
3 .6.1 概述 物位是液位，料位以及界位的统称。其中液位指容器内液体介
代表仪表：压力式、吹气式、 差压式液位计
H B 敞口容器静压法液位测量
A
H
B
+－
法兰式差压液位测量
16
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浮力式物位检测 利用漂浮于液面上的浮子，或者部分浸没于液
体中的物质受到的浮力随液位而变化来检测 液位。 前者称为恒浮力法，后者称变浮力法。 代表仪表：浮子式液位计、浮筒式液位计 应用于液位检测。
直读式
采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显 示容器中物位的高度。
静压式
基于流体静力学原理，通过检测容器内 流体的静压力确定容器内液位。
按工作 原理分 类
浮力式 利用漂浮于液面上的浮子，或者部分浸
没于液体中的物质受到的浮力随液位而 变化来检测液位。
机械式
通过测量物位探头与物料面接触时的机 械力实现物位的测量。
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超声波式流量计 超声波在流体中传播时，受到流体速度的影响而载有流速信息，通过检测接收到的超 声波信号可以测知流体流速，从而求得流体流量。 超声波流量计实物如图所示。
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热式质量流量计 利用外部热源对管道内的被测流体加热，热能随流体一起流动，通过测量因流体流动 而造成的热量(温度)变化来反映出流体的质量流量。分内热式和外热式。 内热式流量计原理如图所示。
量程比为20 : 1，测量准确度可达0.5％。
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科里奥利质量流量计 是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正 比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。 其原理和实物图如图所示：
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3.6 液 位 测 量
3 .6.1 概述 物位是液位，料位以及界位的统称。其中液位指容器内液体介
代表仪表：压力式、吹气式、 差压式液位计
H B 敞口容器静压法液位测量
A
H
B
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法兰式差压液位测量
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浮力式物位检测 利用漂浮于液面上的浮子，或者部分浸没于液
体中的物质受到的浮力随液位而变化来检测 液位。 前者称为恒浮力法，后者称变浮力法。 代表仪表：浮子式液位计、浮筒式液位计 应用于液位检测。
直读式
采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显 示容器中物位的高度。
静压式
基于流体静力学原理，通过检测容器内 流体的静压力确定容器内液位。
按工作 原理分 类
浮力式 利用漂浮于液面上的浮子，或者部分浸
没于液体中的物质受到的浮力随液位而 变化来检测液位。
机械式
通过测量物位探头与物料面接触时的机 械力实现物位的测量。
过程装备及控制技术简介 ppt课件
遵循化学反应诸规律的过程。它 涉及化学反应，如：合成、分解 等过程及设备。
12
ppt课件
15
2. 基本过程原理
2.1 流体动力过程 (1) 流体静力学过程
流体 气体 液体
流体是液体和气体的统称。
流体静力学过程：研究流体在外 其他 力作用下达到平衡的规律，以及
这些规律的实际应用。
流体的流动性：剪应力作用下流体会变形，且无恢复原状的能力。 流体的压缩性：温度不变时，流体的体积随压力增大而缩小。 流体的膨胀性：压力不变时，流体的体积随温度升高而增大的性质。 流体的粘性 ：运动的流体，在相邻的流层接触面上，形成阻碍流层相对运动的
23
ppt课件
19
2. 基本过程原理
2.1 流体动力过程 (1) 流体动力学过程
流体流动时的特征 ： 层流(laminar flow)：流体流动时，各质点间互相平行，不
相干扰。 湍流(turbulent flow)：流体除了向前流动外，还造成许多漩
涡，与侧边的流体混合。 过渡流(Transition flow)：从层流过渡至湍流的中间状态，
4. 动量传递过程: (Momentum transfer process)
遵循动量传递及固体 力学诸规律的过程。它 涉及固体物料的输送、 粉碎、造粒等过程及设 备。
12
ppt课件
13
Eh / V
1. 概述 1.3 基本工业过程
5. 热力学过程: (Thermodynamic process)
1.4
体的体积。 帕斯卡原理(静压传递原理) ：密闭容器内的液体，外压力
发生变化时，液体中任一点的压力均发生同样大小变化。
21
ppt课件
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ppt课件
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2. 基本过程原理
2.1 流体动力过程 (1) 流体静力学过程
流体 气体 液体
流体是液体和气体的统称。
流体静力学过程：研究流体在外 其他 力作用下达到平衡的规律，以及
这些规律的实际应用。
流体的流动性：剪应力作用下流体会变形，且无恢复原状的能力。 流体的压缩性：温度不变时，流体的体积随压力增大而缩小。 流体的膨胀性：压力不变时，流体的体积随温度升高而增大的性质。 流体的粘性 ：运动的流体，在相邻的流层接触面上，形成阻碍流层相对运动的
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2. 基本过程原理
2.1 流体动力过程 (1) 流体动力学过程
流体流动时的特征 ： 层流(laminar flow)：流体流动时，各质点间互相平行，不
相干扰。 湍流(turbulent flow)：流体除了向前流动外，还造成许多漩
涡，与侧边的流体混合。 过渡流(Transition flow)：从层流过渡至湍流的中间状态，
4. 动量传递过程: (Momentum transfer process)
遵循动量传递及固体 力学诸规律的过程。它 涉及固体物料的输送、 粉碎、造粒等过程及设 备。
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Eh / V
1. 概述 1.3 基本工业过程
5. 热力学过程: (Thermodynamic process)
1.4
体的体积。 帕斯卡原理(静压传递原理) ：密闭容器内的液体，外压力
发生变化时，液体中任一点的压力均发生同样大小变化。
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过程装备控制技术及应用PPT课件
●根据物料平衡原理，保证锅炉的给水量和 蒸汽排出量相等。
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第6页/共39页
人工控制
阀门
7
第7页/共39页
自动控制
执行器
8
第8页/共39页
人工控制与自动控制的比较
9
第9页/共39页
控制系统的组成
执行器
1.被控对象
工艺变量需要控制的生产设备或机器。
2.测量元件及变送器
测量需要控制的工艺参数并将其转化为一种 特定信号（电流信号或气压信号）的仪器。
不将控制的结果反馈回来影响当前控 制的系统 。
举例：打开灯的开关——按下开关后 的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮 起已对按开关的这个活动没有影响 。
两者的判断区别：开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持 续一定的时间。
16
第16页/共39页
3.按系统的复杂程度划分
简单控制系统 复杂控制系统
差保持在规定范围内。这种系统在军事上应用最为普遍.如雷达天线控制 系统等。
③程序控制系统
程序控制系统的给定值也是不断变化的信号，但是这种 变化是一个已知的函数，即给定值按一定的时间程序变化。
如程序控制机床的程序控制系统的输出量应与给定量的变化规律相同。
14
第14页/共39页
闭环控制
2.按系统输出信号对操纵变量影响划分
4.时间乘平方误差偏积分指标（ITSE）
ITSE指标兼有ISE治标和ITAE指标的特点，用它来 调整控制器参数，可以得到比较理想的结果。
37
第37页/共39页
作业 1
课本 Page13： 2、6 Page14： 7、9
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感谢您的观看。
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人工控制
阀门
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自动控制
执行器
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人工控制与自动控制的比较
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控制系统的组成
执行器
1.被控对象
工艺变量需要控制的生产设备或机器。
2.测量元件及变送器
测量需要控制的工艺参数并将其转化为一种 特定信号（电流信号或气压信号）的仪器。
不将控制的结果反馈回来影响当前控 制的系统 。
举例：打开灯的开关——按下开关后 的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮 起已对按开关的这个活动没有影响 。
两者的判断区别：开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持 续一定的时间。
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3.按系统的复杂程度划分
简单控制系统 复杂控制系统
差保持在规定范围内。这种系统在军事上应用最为普遍.如雷达天线控制 系统等。
③程序控制系统
程序控制系统的给定值也是不断变化的信号，但是这种 变化是一个已知的函数，即给定值按一定的时间程序变化。
如程序控制机床的程序控制系统的输出量应与给定量的变化规律相同。
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闭环控制
2.按系统输出信号对操纵变量影响划分
4.时间乘平方误差偏积分指标（ITSE）
ITSE指标兼有ISE治标和ITAE指标的特点，用它来 调整控制器参数，可以得到比较理想的结果。
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作业 1
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过程装备与控制工程课件
过程装备控制系统的设计与实现
设计原则
确保控制系统的稳定性、可靠性和经济性。
控制方案确定
根据工艺要求和设备特性，选择合适的控制 方案。
控制算法选择
根据控制要求，选择合适的控制算法，如 PID控制、模糊控制等。
控制界面设计
设计操作简便、直观的控制界面。
过程装备控制系统的调试与优化
01
系统调试
对控制系统进行调试，确保系统正 常运行。
紧急处理措施
在故障发生时，采取紧急处理措施，防止事故扩大。
故障预防与改进
对故障进行总结和归纳，采取预防措施，改进设备设计、制造和运行管理。
06
案例分析与实践操作
典型过程装备的控制案例分析
案例一
反应釜控制系统的案例分析
案例二
离心机控制系统的案例分析
案例四
压缩机控制系统的案例分析
案例三
换热器控制系统的案例分析
过程装备的控制算法
控制算法的基本概念
指用于实现控制策略的数学模型或计算方法。
控制算法的分类
包括线性控制算法和非线性控制算法。
控制算法的选择与实现
需要根据被控对象的特性和控制要求进行选择和调整。
05
过程装备的安全与维护
过程装备的安全管理
安全管理原则
制定和执行安全规章制度，确保过程装备的 安全运行。
过程装备与控制工程 课件
目 录
• 过程装备与控制工程概述 • 过程装备基础知识 • 过程控制基础知识 • 过程装备的控制技术 • 过程装备的安全与维护 • 案例分析与实践操作
01
过程装备与控制工程概 述
定义与特点
定义
过程装备与控制工程是一门涉及化学、机械、材料、计算机等多个学科领域的 综合性工程学科，主要研究工业生产过程中的装备设计、制造、运行控制以及 生产过程优化等方面的理论和实践问题。
过程装备与控制技术课件
，
仪表的性能指标
2 变差（迟滞误差）： 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所得到 的两条特性曲线之间的最大偏差。
仪 表 的 指 示 值
反行程 最大绝对误差 正行程 被测变量
H max h 100% 满量程Ymax
稳定性 经济性 耐腐蚀 灵敏性 低能耗
准确性
测量及误差理论
(2)中间件(变送器或变换器)
★作用——
将传感器的输出信号进行变换，实现放大、远传、线性 化处理或转变成规定的统一信号，供给显示器等。
★要求——
能准确稳定地传输、放大和转换信号，且受外界其 他因素的干扰影响小，变换信号的误差小。
测量及误差理论
max 允 100% k % x上 x下
去掉%和±并与国家精度等级相比，取相等或高档的精度
仪表的性能指标
例:某反应器内的最高温度500℃。根据工艺要求，允许的最大绝 对误差不超过+7℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以 上要求？ 解：根据工艺要求： 仪表的量程上限：X上=2 X
Max=
1000℃
仪表的允许引用误差为：
允
max 7 100% 100% 0.7% x上 x下 1000 0
去掉±、%，0.5＜0.7＜1.0，所以选精度等级0.5的仪表才能满 足工艺要求。精度等级1.0的仪表，其允许引用误差为±1.0%， 超过了工艺上允许的数值.
仪表的性能指标
仪表技术指标
仪表使用指标
仪表的性能指标
1.精确度: 是衡量仪表准确程度的一个品质指标。数值上等于在规 定的正常情况下，仪表所允许的引用误差。
过程装备与控制工程之工程材料课件
断裂是金属材料在应力的作用下分为互不相连的两个或两 个以上部分的现象。
断裂－金属材料在变形超过其塑性极限—完全分开. 原子间结合力遭受破坏。
断裂过程一般都经历三个阶段，即裂纹的萌生、裂纹的亚稳 扩展及失稳扩展，最后是断裂。 所有材料断裂后，在断裂部位都有匹配的两个断裂表面，称 为断口，断口及其周围留下与断裂过程有密切相关的信息。
(2) 韧性断裂
在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂叫做 韧性断裂。 a．韧性断裂的特征 韧性断裂是一个缓慢的断裂 过程，塑性变形与裂纹成长同时进行。裂纹萌生及
亚稳扩展阻力大、速度慢，材料在断裂过程中需要
不断消耗相当多的能量。随着塑性变形的不断增加，
承载面积减小，至材料承受的载荷超过了强度极限
韧脆转变温度 在一系列不同温度的冲击试验中， 冲击吸收功AK急剧变化或断口韧性转变的温度区域 (GB／ T 229—1994《金属夏比缺口冲击试验方 法》)。 断口形貌转变温度FATT 无塑性转变温度NDT
③尺寸效应。钢板与锻件的厚度对脆性断裂有较大的影响， 当钢的洁净度不够高，同一钢号随厚度的增加，其韧性有显 著的变化。
过程装备失效存在着各种不同的情况： a. 完全失去原有功能的现象是失效； b. 装备性能劣化，不能完成指定的任务是失效；
c. 失去安全工作能力的情况也属于失效。
金属构件的失效按材料失效的性质分类，常见的
失效形式分为三大类：变形失效、断裂失效及表
面损伤。
各种失效形式均有其产生的条件、特征及判断的 依据，但实际的失效往往是多种因素共同作用的 结果，是多种特征的掺合，分析时要注意。
b．韧性断裂的断口形态
断裂－金属材料在变形超过其塑性极限—完全分开. 原子间结合力遭受破坏。
断裂过程一般都经历三个阶段，即裂纹的萌生、裂纹的亚稳 扩展及失稳扩展，最后是断裂。 所有材料断裂后，在断裂部位都有匹配的两个断裂表面，称 为断口，断口及其周围留下与断裂过程有密切相关的信息。
(2) 韧性断裂
在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂叫做 韧性断裂。 a．韧性断裂的特征 韧性断裂是一个缓慢的断裂 过程，塑性变形与裂纹成长同时进行。裂纹萌生及
亚稳扩展阻力大、速度慢，材料在断裂过程中需要
不断消耗相当多的能量。随着塑性变形的不断增加，
承载面积减小，至材料承受的载荷超过了强度极限
韧脆转变温度 在一系列不同温度的冲击试验中， 冲击吸收功AK急剧变化或断口韧性转变的温度区域 (GB／ T 229—1994《金属夏比缺口冲击试验方 法》)。 断口形貌转变温度FATT 无塑性转变温度NDT
③尺寸效应。钢板与锻件的厚度对脆性断裂有较大的影响， 当钢的洁净度不够高，同一钢号随厚度的增加，其韧性有显 著的变化。
过程装备失效存在着各种不同的情况： a. 完全失去原有功能的现象是失效； b. 装备性能劣化，不能完成指定的任务是失效；
c. 失去安全工作能力的情况也属于失效。
金属构件的失效按材料失效的性质分类，常见的
失效形式分为三大类：变形失效、断裂失效及表
面损伤。
各种失效形式均有其产生的条件、特征及判断的 依据，但实际的失效往往是多种因素共同作用的 结果，是多种特征的掺合，分析时要注意。
b．韧性断裂的断口形态
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20
进பைடு நூலகம்安排
11月15日前确定选题
选题名称、参加人员（班级、学号、电子邮箱，初步分工）以班级 为单位用电子邮件发送到（班长负责登记）： 涂善东（sttu@)
12月15日提交论文全文（电子版） 12月20日提交PPT 书面报告（论文+PPT）于12月25日以班级为单位提交：
奉贤校区教务办公室谢红妹老师处
（3）广泛的学科交叉、融合，推动了工程科 学不断深入、不断精细化，同时也提出了更高 的前沿科学问题。
13
3、过程装备与控制工程学科发展的趋势和前沿
（4）产品的个性化、多样化和标准化已经 成为工程领域竞争力的标志，产品创新和功 能扩展/强化是工程科学研究的首要目标 。 （5）先进工艺技术得到前所未有的广泛重视。
11
2、过程装备与控制工程学科研究的主要特点
过程装备与控制工程研究 主要特点，一是要以机电工程 为主干与工艺过程密切结合， 创新单元工艺装备，二是要善 于博采众长、综合集成，把有 关多学科、专业最新研究成果 之他山之石为我所用。
12
过程装备与控制工程学科建设的若干思考
3 过程装备与控制工程发展的趋势和前沿 （1）全生命周期的设计/制造正成为研究 的重要发展趋势。 （2）工程科学的研究尺度向两极延伸。
7
1、过程装备与控制工程的产生是工程科学发展的必然
流程工业是加工制造流程性材料产品的现代国 民经济支柱产业之一，要求高度机械化、自动化和 智能化的过程装备与控制工程。
现代过程装备与控制工程是机械、化学、电、 能源、信息、材料工程等学科的交叉学科，是密切 结合过程工业生产这实践的工程科学的一个分支。
按工程制图要求，至少提交一张A3大小图纸
18
提出一个问题
每个人用单独一页纸提出一个问题 并简略解释为什么要提出这个问题
19
评价标准
内容是否新颖、完整并达到字数要求35% 内容是否贴合课程10% 是否符合格式规范10% 参考文献是否充分10%（5篇以上） 是否抄袭（一票否决） 有无单独提出问题10% PPT是否美观，应用了动画，表达了核心内容25%
实现经济、社会发展与自然相协调，从而实
现可持续发展的重要基础和手段。
15
过程装备与控制工程概论 论文/设计要求
16
在查阅文献的基础上，选择与过程设备内容相关的 题目； 结合课堂内容阐述所选过程装备与控制的原理、发 展、应用等； 论文格式按学校的课程论文规范要求； 用A4纸撰写报告
17
字数不少于3000字； 可以是团队写作，但字数不少于5000字，一个团 队的人数不能超过3人，并在论文末注明每个人的 贡献。 对于创新的设计思路可以降低字数的要求，但要求 有设计草图
23
化工、石化工业（供参考）
化肥的作用及其生产工艺和关键设备 电子化学品的生产技术与装备，如硅、碳化硅的生产技术 石油的作用及其转变为汽油、煤油和化学品的工艺和关键 设备 煤及天然气转变为汽油、煤油和化学品的工艺和关键设备 精细化学品制造工艺及设备 微化工装置
24
发电动力过程技术（供参考）
超超临界发电的原理及装备技术 生物质发电的技术与装备 核原料生产原理及装备 快中子增殖堆的技术及装备 高温气冷堆的技术及装备 先进发动机的技术原理 太阳能热电技术和装备 微型能源、动力技术 二氧化碳相关技术
3 过程装备与控制工程学科发展的趋势和前沿 4 过程装备与控制工程应为自然科学的发展做 5 出贡献 5 过程装备与控制工程学科建设
5
过程装备与控制工程学科建设的若干思考
1、过程装备与控制工程的产生是工程科 学发展的必然
人类的主要特点是能制造工具。人们制 造和使用工具，有目的、有计划地改造自 然、变革自然，才有了名符其实的生产劳 动。 现代过程装备与控制系统是现代人 类文明的标志之一。
过程装备与控制工程
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过程装备与控制工程 学科建设的若干思考
高金吉院士报告
北京化工大学
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过程装备与控制工程学科建设的若干思考
主要内容：
1 过程装备与控制工程是工程科学发展的必然
2 过程装备与控制工程学科研究的主要特点
因此，过程装备与控制工程学科是集成创新的 新学科具有强大的生命力和广阔的发展前景。
8
过程装备与控制工程学科建设的若干思考
2、过程装备与控制工程学科研究的 主要特点
过程装备与控制工程是加工制造 流程性材料的由过程单元设备和机泵 群通过管路、阀等连成的机电仪监控 一体化的连续性复杂系统。
9
2、过程装备与控制工程学科研究的主要特点
（6）可持续发展的战略思想渗透到工程科 学的多个方面，表现了人类社会与自然相协 调的发展趋势。
14
4、过程装备与控制工程应为国民经济的发展和 自然科学的发展做出应有的贡献
过程工业地位、作用：
国民经济的支柱产业；
发展经济提高我国国际竞争力的不可缺少 的基础；
提高人民生活水平的基础；
保障国家安全、打赢现代战争的重要支撑；
人类的主要活动：采取，加工，控制，
保障。本学科占其二。
6
1、过程装备与控制工程的产生是工程科学发展的必然
现代工程科学是自然科学和工程 技术的桥梁，具有宽广的研究领域和 学科分支。如机械工程科学、化学工程科
学、材料工程科学、信息工程科学、能源 工程科学、冶金工程科学、建筑与土木工 程科学、水利工程科学、采矿工程科学和 电工程科学等。
主要特点：
（1）过程装备：与工艺过程密切结合的 可原始创新的独特装备 （2）控制工程：机电一体，监控一体。 优化运行，故障预防与自愈调控 （3）过程装备与控制工程：集成创新的 复杂大系统
10
2、过程装备与控制工程学科研究的主要特点
过程装备与控制工程除了少数几 个研究领域如混合工程、反应工程、 分离工程及设备和密封技术为本学科 的独特之处以外，几乎其它研究方向 都是其它相关学科的主攻研究方向。
21
创新研讨会
2009年12月26日 星期六下午 一等奖3名 二等奖6名 三等奖11名
22
生活中的过程设备原理（供参考）
咖啡机的过程原理及其改进 电冰箱的制冷原理及其发展 室内空调的原理及其发展 宇航用的咖啡机、冰箱和相关家用电器 利用室内余热加热冷空气的技术方案及节能效果评价 自来水转化为可饮用水的过程技术 小型锅炉加热房屋的过程技术 人工心脏的过程原理及其发展 室内污染空气的净化原理及装置
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11月15日前确定选题
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12月15日提交论文全文（电子版） 12月20日提交PPT 书面报告（论文+PPT）于12月25日以班级为单位提交：
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（3）广泛的学科交叉、融合，推动了工程科 学不断深入、不断精细化，同时也提出了更高 的前沿科学问题。
13
3、过程装备与控制工程学科发展的趋势和前沿
（4）产品的个性化、多样化和标准化已经 成为工程领域竞争力的标志，产品创新和功 能扩展/强化是工程科学研究的首要目标 。 （5）先进工艺技术得到前所未有的广泛重视。
11
2、过程装备与控制工程学科研究的主要特点
过程装备与控制工程研究 主要特点，一是要以机电工程 为主干与工艺过程密切结合， 创新单元工艺装备，二是要善 于博采众长、综合集成，把有 关多学科、专业最新研究成果 之他山之石为我所用。
12
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流程工业是加工制造流程性材料产品的现代国 民经济支柱产业之一，要求高度机械化、自动化和 智能化的过程装备与控制工程。
现代过程装备与控制工程是机械、化学、电、 能源、信息、材料工程等学科的交叉学科，是密切 结合过程工业生产这实践的工程科学的一个分支。
按工程制图要求，至少提交一张A3大小图纸
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学、材料工程科学、信息工程科学、能源 工程科学、冶金工程科学、建筑与土木工 程科学、水利工程科学、采矿工程科学和 电工程科学等。
主要特点：
（1）过程装备：与工艺过程密切结合的 可原始创新的独特装备 （2）控制工程：机电一体，监控一体。 优化运行，故障预防与自愈调控 （3）过程装备与控制工程：集成创新的 复杂大系统
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21
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