第1章过程控制系统的基本概念PPT课件
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▪ 研究对象 过程控制系统的分析与设计
控制理论
自动化仪表和计算机 过程控制系统 生产过程与工艺
昆明理工大学
24
▪ 任务
研究对象及任务(2)
监控系统
控制装置 检测元件和变送器
执行器
生产工艺过程
昆明理工大学
25
期末成绩评定
▪ 平时成绩(20%) （书面作业、考勤、课堂回答问题情况） ▪ 期末考试(80%)
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
9
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
10
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
11
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
12
控制大分类
▪ 过程控制 开始…………
板带材轧制酸 洗液微波处理 系统
36
第1章 自动控制系统概述
1.1 自动化及仪表发展概述 控制理论的发展
经典控制理论：20世纪40年代~20世纪50年代
Nyquist（1932）频域分析技术 Bode（1945）图 根轨迹分析方法（1948）
特点：主要从输出与输入量的关系方面分析与研究问题。 适用范围：线性定常的单输入、单输出控制系统。
昆明理工大学
13
▪ 过程控制
控制大分类
富硒渣多层旋转 式微波干燥系统
昆明理工大学
14
▪ 过程控制
控制大分类
微波高温煅 烧回转窑
昆明理工大学
15
▪ 过程控制
控制大分类
聚磷酸铵微 波膨化生产 线
昆明理工大学
16
▪ 过程控制
控制大分类
烟草微波 膨化设备
昆明理工大学
17
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
• 俞金寿, 蒋慰孙,过程控制工程(第3版),电子工 业出版社,2007
• 厉玉鸣著.化工仪表及自动化例题习题 集
昆明理工大学
3
课程信息
昆明理工大学
4
知识结构 第5章 自动控制仪表 第6章 执行器 第2章 过程特性
第3章 检测仪表与传感器
第4章 显示仪表
第1章自动控制系统基本概念
第7章 简单控制系统
昆明理工大学
29
学习这门课程的重要性(4)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 军事上的战斗力
➢ 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
➢ 2003年伊拉克战争
90%
➢ 2011年北约利比亚战争
零伤亡
昆明理工大学
30
学习这门课程的重要性(5)
▪ 控制系统在化工领域的应用比较普遍,比如：炼油厂、 化肥厂、冶金、制浆、造纸过程、制药等等。
▪ 什么是自动化？
昆明理工大学
32
第1章 自动控制系统概述
▪ 控制和自动化的概念
自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规 定的程序或指令自动地进行操作或运行。
自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理 论和技术。两者既有联系，但也有一定的区别。自 动化主要研究是人造系统的控制问题，自动控制则 除了上述研究外，还有社会、经济、生物、环境等 非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、 社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动 化的研究领域的。不过人们提到自动控制，通常是 指工程系统控制，在这个意义上自动化和自动控制 是相近的。
昆明理工大学
26
学习这门课程的重要性(1)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 工业的倍增器
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
昆明理工大学
27
学习这门课程的重要性(2)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 科学研究的先行官
➢ 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的 进步越来越依靠尖端仪器的发展”
Fra Baidu bibliotek
➢ 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”
➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖 获得者达38人
昆明理工大学
28
学习这门课程的重要性(3)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 在航空航天上的应用
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹
飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控 制与操纵
以传递函数为基础，在频率域对单输入单输出控制系统进行 分析与设计。 PID控制规律是古典控制理论最辉煌的成果之一。
第8章 复杂控制系统
第9章昆明新理工型大控学制系统
第10章
计算机控制系统
5
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
6
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
7
控制大分类
▪ 运动控制 期待神八……
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
8
▪ 运动控制
控制大分类
18
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
19
▪ 过程控制
控制大分类
蒸煮--漂白-造纸
昆明理工大学
20
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
21
▪ 过程控制
控制大分类
石油，石化，…………
昆明理工大学
22
学习内容
▪ 检测及传感技术
▪ 过程控制技术
常规控制
复杂控制
昆明理工大学
先进控制
23
研究对象及任务(1)
昆明理工大学
33
第1章 自动控制系统概述
▪ 我国古代自动装置
中国古代能工巧匠发明许多原始的自动装置，以满 足生产、生活和作战的需要。其中比较著名的有下 述几种：
（1）指南车
（2）铜壶滴漏
（3）浮子式阀门
（4）计里鼓车
（5）侯风地动仪
（6）水运仪象台
（7）漏水转浑天仪
昆明理工大学
34
第1章 自动控制系统概述
▪ 自动装置的出现和应用（18世纪以前）
（1）古代自动装置
“自动装置”作为一种技术掌握在发明家手中。
昆明理工大学
35
第1章 自动控制系统概述
▪ 自动化技术形成时期(18世纪末至20世纪30年代)
公元1877年，J.瓦特将离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速 的闭环自动调速系统。
昆明理工大学
▪ 工艺人员也应该充分了解所用的控制系统，以及控 制系统的特性。这样才能设计出合理、高效的生产 工艺。
▪ 从生产过程的控制上看，人工控制不能满足现代生 产控制的需求；工艺上看，条件苛刻，必须依赖于 自动化仪表及装置；从人文上看，减少劳动，安全。
▪ 复杂系统与自动化连在一起。
昆明理工大学
31
第1章 自动控制系统概述
检测及过程控制技术
2011~2012学年上
1
教材及参考书(1)
教材
• 厉玉鸣.化工仪表及自动化(第四版)
化学工业出版社，2006 北京
昆明理工大学
2
教材及参考书(2)
参考书
• 刘君华 申忠如等著. 现代测试技术与系统集 成. 北京：电子工业出版社. 2005
• 张毅，张宝芬等著：自动检测技术及仪表控 制系统，化学工业出版社，2005
控制理论
自动化仪表和计算机 过程控制系统 生产过程与工艺
昆明理工大学
24
▪ 任务
研究对象及任务(2)
监控系统
控制装置 检测元件和变送器
执行器
生产工艺过程
昆明理工大学
25
期末成绩评定
▪ 平时成绩(20%) （书面作业、考勤、课堂回答问题情况） ▪ 期末考试(80%)
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
9
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
10
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
11
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
12
控制大分类
▪ 过程控制 开始…………
板带材轧制酸 洗液微波处理 系统
36
第1章 自动控制系统概述
1.1 自动化及仪表发展概述 控制理论的发展
经典控制理论：20世纪40年代~20世纪50年代
Nyquist（1932）频域分析技术 Bode（1945）图 根轨迹分析方法（1948）
特点：主要从输出与输入量的关系方面分析与研究问题。 适用范围：线性定常的单输入、单输出控制系统。
昆明理工大学
13
▪ 过程控制
控制大分类
富硒渣多层旋转 式微波干燥系统
昆明理工大学
14
▪ 过程控制
控制大分类
微波高温煅 烧回转窑
昆明理工大学
15
▪ 过程控制
控制大分类
聚磷酸铵微 波膨化生产 线
昆明理工大学
16
▪ 过程控制
控制大分类
烟草微波 膨化设备
昆明理工大学
17
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
• 俞金寿, 蒋慰孙,过程控制工程(第3版),电子工 业出版社,2007
• 厉玉鸣著.化工仪表及自动化例题习题 集
昆明理工大学
3
课程信息
昆明理工大学
4
知识结构 第5章 自动控制仪表 第6章 执行器 第2章 过程特性
第3章 检测仪表与传感器
第4章 显示仪表
第1章自动控制系统基本概念
第7章 简单控制系统
昆明理工大学
29
学习这门课程的重要性(4)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 军事上的战斗力
➢ 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
➢ 2003年伊拉克战争
90%
➢ 2011年北约利比亚战争
零伤亡
昆明理工大学
30
学习这门课程的重要性(5)
▪ 控制系统在化工领域的应用比较普遍,比如：炼油厂、 化肥厂、冶金、制浆、造纸过程、制药等等。
▪ 什么是自动化？
昆明理工大学
32
第1章 自动控制系统概述
▪ 控制和自动化的概念
自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规 定的程序或指令自动地进行操作或运行。
自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理 论和技术。两者既有联系，但也有一定的区别。自 动化主要研究是人造系统的控制问题，自动控制则 除了上述研究外，还有社会、经济、生物、环境等 非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、 社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动 化的研究领域的。不过人们提到自动控制，通常是 指工程系统控制，在这个意义上自动化和自动控制 是相近的。
昆明理工大学
26
学习这门课程的重要性(1)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 工业的倍增器
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
昆明理工大学
27
学习这门课程的重要性(2)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 科学研究的先行官
➢ 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的 进步越来越依靠尖端仪器的发展”
Fra Baidu bibliotek
➢ 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”
➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖 获得者达38人
昆明理工大学
28
学习这门课程的重要性(3)
▪ 给过程工业带来经济效益和社会效益 在航空航天上的应用
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹
飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控 制与操纵
以传递函数为基础，在频率域对单输入单输出控制系统进行 分析与设计。 PID控制规律是古典控制理论最辉煌的成果之一。
第8章 复杂控制系统
第9章昆明新理工型大控学制系统
第10章
计算机控制系统
5
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
6
▪ 运动控制
控制大分类
▪ 过程控制 等待…………
昆明理工大学
7
控制大分类
▪ 运动控制 期待神八……
▪ 过程控制 等待…………
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8
▪ 运动控制
控制大分类
18
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
19
▪ 过程控制
控制大分类
蒸煮--漂白-造纸
昆明理工大学
20
▪ 过程控制
控制大分类
昆明理工大学
21
▪ 过程控制
控制大分类
石油，石化，…………
昆明理工大学
22
学习内容
▪ 检测及传感技术
▪ 过程控制技术
常规控制
复杂控制
昆明理工大学
先进控制
23
研究对象及任务(1)
昆明理工大学
33
第1章 自动控制系统概述
▪ 我国古代自动装置
中国古代能工巧匠发明许多原始的自动装置，以满 足生产、生活和作战的需要。其中比较著名的有下 述几种：
（1）指南车
（2）铜壶滴漏
（3）浮子式阀门
（4）计里鼓车
（5）侯风地动仪
（6）水运仪象台
（7）漏水转浑天仪
昆明理工大学
34
第1章 自动控制系统概述
▪ 自动装置的出现和应用（18世纪以前）
（1）古代自动装置
“自动装置”作为一种技术掌握在发明家手中。
昆明理工大学
35
第1章 自动控制系统概述
▪ 自动化技术形成时期(18世纪末至20世纪30年代)
公元1877年，J.瓦特将离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速 的闭环自动调速系统。
昆明理工大学
▪ 工艺人员也应该充分了解所用的控制系统，以及控 制系统的特性。这样才能设计出合理、高效的生产 工艺。
▪ 从生产过程的控制上看，人工控制不能满足现代生 产控制的需求；工艺上看，条件苛刻，必须依赖于 自动化仪表及装置；从人文上看，减少劳动，安全。
▪ 复杂系统与自动化连在一起。
昆明理工大学
31
第1章 自动控制系统概述
检测及过程控制技术
2011~2012学年上
1
教材及参考书(1)
教材
• 厉玉鸣.化工仪表及自动化(第四版)
化学工业出版社，2006 北京
昆明理工大学
2
教材及参考书(2)
参考书
• 刘君华 申忠如等著. 现代测试技术与系统集 成. 北京：电子工业出版社. 2005
• 张毅，张宝芬等著：自动检测技术及仪表控 制系统，化学工业出版社，2005