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 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。
《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。
过程控制复习重点
过控复习重点第一章1.过控的定义：过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。
2.过程控制的特点：①连续生产过程的自动化②过程控制系统由过程检测、控制仪表组成③被控过程是多种多样的、非电量的④过程控制的控制工程多属慢过程、而且多半为参量控制⑤过程控制方案十分丰富⑥定值控制是过程控制的一种常用形式3.过程控制系统的组成：测量元件、变送器、调节器、调节阀（过程检测控制仪表）和被控对象4.过程控制的分类：按过程控制系统的结构特点分①反馈控制系统②前馈控制系统③前馈—反馈控制系统 按给定值信号的特点分①定值控制系统②程序控制系统③随动控制系统5.过程控制的任务在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程静态和动态特性的基础上，根据工艺要求，应用控制理论、现代控制技术，分析、设计、整定过程控制系统。
第二章1.过程的数学建模:是设计过程控制系统，确定方控制案、分析质量指标、整定调节器参数等等的重要依据。
2.建模的目的：①设计过程控制系统和整定调节器参数②指导设计生产工艺设备③进行仿真实验研究④培训运行操作人员3.被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道4.控制作用与被控量之间的信号联系称为控制通道5.建模的方法：①机理分析法建模②实验法建模③最小二乘法建模6.自衡建模（1）单容过程：单容过程是指只有一个贮蓄容量的又具有自平衡能力的过程。
传递函数：1)(000+=s T K s W（2）多容过程：在工业生产过程中，被控过程往往由多个容积和阻力构成的过程称为多容过程传递函数：)1)(1()(2100++=s T s T K s W 7.非自衡过程建模（1）单容过程：传递函数：s T s W a 1)(0=(2) 多容过程：传递函数：)1(1)(0+=Ts S T S W a8.最小二乘法的基本原理：出发点是在获得过程或系统的输入、输出数据后，希望求得最佳的参数值，以使系统方程在最小方差意义上与输入、输出数据相拟合，采用实际观察值替代模型的输出从上式所示的一类模型中找出过程参数向量的估计值，能使模型误差尽可能小的模型。
过程控制考试复习资料.docx
过程控制工程复习资料一、填空题1、 过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、 调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系 统。
按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、 过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、绿。
5、 过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机 理分析+系统辨别）建模。
6、 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、 定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、 控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、 根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、 一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化，也可 以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式,用传递函数可以表示为：（W（s） = 。
其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，T表示纯T #8+1滞后时间。
10、 调节器的比例度6越大，则放大倍数Kc越小,比例调节作用就越弱,过渡过程曲线就越平稳,但余差也越大。
积分时间L越小，则积分速度越大,积分特性曲线的斜率越大, 积分作用越强,消除余差越快,微分时间J越大，微分作用越强。
11、 定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的,而前馈调节是按扰动量大小进行调 节的；前者是闭环调节,后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、 防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、 测量变送器的要求：淮确、快速、可靠。
14、 在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
过程控制复习资料Word版
1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术的种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理，由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8：物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9：过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。
10调节阀由阀芯阀体组成11调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。
12：DCS的设计思想是控制分散、管理集中。
13：在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。
14、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。
15、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环节组成。
16、仪表的精度等级又称准确等级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
17、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。
19、绝对误差是指仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差20、引用误差是绝对误差与仪表量程的百分比。
21、调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、和液动调节阀三大类22、积分作用的优点是可消除稳态误差（余差），但引入积分作用会使系统稳定性下降。
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。
过控考试知识点汇总
1、过程控制系统概念？根据工业生产过程特点，采用测量仪表、执行机构、计算机等工具，应用控制理论，设计生产过程控制系统，实现生产过程的自动化。
2、被控对象？（温度、压力、液位、流量）3、过程控制的组成结构图？被控对象：控制过程中被控制的生产设备及装置；测量变送:检测被控过程的输出参数，并且传送到控制器；控制器：根据输入信号和给定信号的偏差发出动作；执行器：将电动或气动量转换成被控过程或控制阀的信号模式。
常见执行器：控制阀。
4、建模的目的？（机理分析法和试验法）①设计过程控制系统和整定调节器参数。
②指导设计生产工艺设备。
③进行仿真实验研究。
④培训运行操作人员。
5、机理分析法建模？根据生产过程中实际发生的物化机理，写出各有关平衡过程，消去中间变量，写出输入与输出间的关系。
6、自平衡能力？过程再输入量作用下，其平衡状态被破坏后，无需人及机器的干预，依靠自身能力，逐渐恢复到另一新的平衡状态。
7、试验法建模？试验法建模是实际的生产过程中，根据过程输入、输出的实验数据，即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。
8、时域分析法建模方法？及其对试验结果的处理过程？时域分析法建模：给被控对象施加矩形脉冲信号作为输入信号，得到脉冲响应后再将其转换成一条阶跃响应曲线。
根据曲线的形状选定数学模型的结构，然后根据实验曲线确定模型中的参数：放大系数9、最小二乘法参数估计的基本原理：最小二乘法建模基本思想：利用离散模型描述系统，采样，得到输入、输出序列，推算结构模型中的参数值。
最小二乘法参数估计原理：在一类模型中找出参数向量的估计值，能使模型误差尽可能小的模型。
10、热电偶保持冷断温度恒定的方法有：热点效应、补偿导线、补偿电桥、计算校正11、热电偶原理？热电偶的测温原理是以热点效应为基础的。
将两种不同的导体A、B组成一闭合回路，只要接触点1、2温度不同，在回路中产生热电动势，这种现象称为热点效应。
12、控制参数选择原则（从静态特性分析，动态特性分析）？答：（1）控制通道的放大系数K0 要适当大一些；时间常数T0要适当小一些；纯滞后τ o愈小愈好，在有纯滞后τ o的情况下，τ o和T0之比应小一些，若其比值过大，则不利于控制（2）扰动通道的放大系数Kt 应尽可能小。
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。
过程控制总结
过程控制总结过程掌握总结过程掌握系统复习资料第1章过程掌握是指工业生产过程中连续或根据肯定周期程序运行的生产和过程自动化。
过程掌握系统的定义：为实现对某个工艺参数的自动掌握，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的一个整体。
连续过程：稳态条件下连续完成生产任务的生产过程。
被控量：被掌握的过程变量操作量：用来保持被控量等于或接近设定值的过程变量。
干扰量：能够影响被控量的过程变量。
过程掌握系统的根本要求：稳定性、精确性和快速性。
时域掌握性能指标包括：衰减比、最大动态偏差与超调量、余差、振荡频率和调整时间、偏离度。
★过程掌握系统由检测变送单元、掌握器、执行器和被控过程组成。
过程掌握系统的分类：按过程掌握系统构造特点分类：1.反应掌握系统。
2.前馈掌握系统。
3.前馈-反应复合掌握系统。
按设定值信号的特点分类：1.定值掌握系统。
2.随动掌握系统。
3.挨次掌握系统。
锅炉汽包水位掌握系统是定值掌握系统。
第2章自衡：在原平衡状态消失干扰时，无需外加任何掌握作用，被控过程能够自发地趋于新的平衡状态。
无自衡：在原平衡状态消失干扰时，当没有外加任何掌握作用时，被控过程不能重新到达新的平衡状态。
★建立被控过程的数学模型的目的：设计过程掌握系统、整定掌握器参数；指导生产工艺及其设备的设计；被控过程及新型掌握策略的仿真分析和讨论；工业过程的故障检测与诊断系统设计。
★数学模型的根本要求：简洁、能正确牢靠地反映过程输入和输出之间的动态关系。
过程建模的根本方法：解析法，试验辨识法，混合法解析法：依据被控过程的内在机理，运用已知的静态和动态物料平衡、能量平衡等关系，用数学推理的方法求取被控过程的数学模型。
试验辨识法：依据过程输入、输出的试验测试数据，通过过程辨识和参数估量得出数学模型。
混合法：将机理演绎法和试验辨识法相结合来建立过程的数学模型。
★解析法建模的一般步骤：1.明确过程的输入变量、输出变量和中间变量。
2.依据建模对象和模型使用目的做出合理假设。
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。
过程控制系统考点
过程控制系统考点综合第一章概述1、过程控制技术的内涵控制：自动控制过程：工业、连续、慢（一）过程控制系统的组成（1）被控过程（或对象）（2）用于生产过程参数检测与变送仪表（2）控制器（4）执行机构（5）报警、保护和连锁等其他部件（二）生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性、经济性（三）工业过程对控制的要求：准确性、稳定性、快速性2、自动化是指设备、过程或系统，在没有人或者较少人的参与下，按照人的要求，通过自动运行或自动控制，完成其承担的任务。
3、自动化应用的四个里程（1）机械式调节原理实现的动力速度自动控制是自动化应用的第一个里程碑（2）电子式控制器的应用是自动化应用的第二个里程碑（3）数字计算机、网络的普遍应用和系统、管理理念的引入可算是自动化应用的第三个里程碑（4）知识或智能的普遍应用或许将是自动化应用的第四个里程碑4、世界范围内工业化发展的三个阶段机械化电气化自动化5、自动化专业的三个特点（1）多学科交叉的特点（2）突出的方法论特点（3）系统、集成的特点6、自动化学科的四个特点实践性时代性系统性交叉性6、过程控制系统的特点（注意别漏记了第五条）（1）被控过程的多样性（2）控制方案的多样性（3）被控过程属慢过程、多参数控制（4）定值控制(5)过程控制有多种分类方法7、程控制多种分类方法（1）按被控参数分类：温度、压力、流量、液位或物位控制系统、物性控制系统、成分控制系统（2）按被控量数分类：单变量过程控制系统、多变量过程控制系统（3）按设定值分类：定值控制系统、随动（伺服）控制系统（4）按参数性质分类：集中参数控制系统、分布参数控制系统；（5）按控制算法分类：简单控制系统.复杂控制系统.先进或高级控制系统（6）按控制器形式分类：常规仪表过程控制系统、计算机过程控制系统8、气动、电动单元组合仪表检测、显示、调节和操作等单元仪表的组合气动单元组合仪表以0.02~0.1MPa为标准信号电动单元组合仪表以0～10mA标准信号9、工业上把4-20mA(DC)作为标准信号的原因:1. 直流：传输过程中易于和交流感应干扰相区别，不存在相移问题，不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。
过程控制系统考试要点
第一章1. 过程控制的特点:系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；被控过程复杂多样,通用控制系统难以设计；控制方案丰富多彩,控制要求越来越高；控制过程大多属于慢变过程与参量控制；定制控制是过程控制的主要形式。
2. 过程控制系统主要由被控过程和自动化仪表两部分组成,其中自动化仪表负责对被控过程的工艺参数进行自动测量、自动监视和自动控制等。
3. 分类——按结构不同：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同：定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统；4. 单项时域性能指标：（1）衰减比：两个相邻的同向波峰值之比（4:1--10:1）衰减率：一个周期后波动幅值衰减的程度（0.75—0.9）；（2）超调量：最大动态偏差占被控量稳定值的百分比 二阶系统： （3）余差：过渡过程结束后，设定值与被控参数稳定值之差，静态指标，一般要求余差不超过预定值或为零。
5.单元组合式仪表的统一规定：模拟直流电流信号4-20mA DC,模拟直流电压信号1-5V DC.6.误差积分指标存在的缺点是不能保证控制系统具有合适的衰减率。
通常先确定衰减率，然后再考虑使某种误差积分最小。
第二章1.温度仪表的选用原则:精度符合误差要求；操作方便、运行可靠、经济合理、统一品种与规格；量程略大于实测范围（90%）；高温-热电偶，低温-热电阻；保护套管的耐压等级不低于所在管线或设备的耐压等级。
2.热电偶冷端温度补偿：为了消除冷端温度t 0不为零或变化时对测量精度的影响。
查表校正法（t 0=0）和电桥补偿法(t 0随环境温度变化)。
3.电桥补偿法原理：利用电桥中某桥臂电阻因环境温度变化而产生的附加电压来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电动势的变化。
4．DDZ —Ⅲ型温度变送器工作原理：热电偶的热电势V i 与调零调量程回路的信号V z 和非线性反馈回路的信号V f 进行综合后，输入放大单元进行处理，变送器输出为 4～20mADC 或 l ～5VDC 标准统一信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
主控制器的正、反作用主要取决于主对象的放大倍数，至于控制阀的气开、气关形式不影响主控制器正、反作用的选择，因为控制阀已包含在副回路内。
应使Kc1Kp1Km1的乘积为正值,通常Km1总是正值,因此主控制器的正、反作用选择应使Kc1Kp1为正值。
图5-4所示加热炉出口温度和炉膛温度串级控制系统中控制器正反作用的选择步骤如下：控制阀：从安全角度考虑，选择气开型控制阀，Kv>0；副被控对象：燃料油流量增加，炉膛温度升高，因此，Kp2>0；副控制器：为保证负反馈，应满足：Kc2KvKp2Km2>0。
因Km2>0；应选Kc2>0。
即选用反作用控制器；主被控对象：当炉膛温度升高时，出口温度升高，因此，Kp1>0；主控制器：为保证负反馈，应满足：Kc1Kp1Km1>0。
因Km1>0；应选Kc1>0。
即选用反作用控制器。
调节过程：当扰动或负荷变化使炉膛温度升高时，因副控制器是反作用，因此，控制器输出减小，控制阀是气开型，因此，控制阀开度减小，燃料量减小，使炉膛温度下降；同时，炉膛温度升高，使出口温度升高，通过反作用的主控制器，使副控制器的设定降低，通过副控制回路的调节，减小燃料量，减低炉膛温度，进而降低出口温度，以保持出口温度恒定。
图5-5所示夹套反应釜进行放热反应，串级控制系统控制器正反作用的选择步骤如下：控制阀：从安全角度考虑，选择气关型控制阀，Kv<0；副被控对象：冷却水流量增加，夹套温度下降，因此，Kp2<0；副控制器：为保证负反馈，应满足：Kc2KvKp2Km2>0。
因Km2>0；应选Kc2>0。
即选用反作用控制器；主被控对象：当夹套温度升高时，反应釜温度升高，因此，Kp1>0；主控制器：为保证负反馈，应满足：Kc1Kp1Km1>0。
因Km1>0；应选Kc1>0。
即选用反作用控制器。
参数的整定：（逐步逼近法；两步法；一步法）变型：采用常规仪表时，为减少仪表投资，采用加法器等运算单元来实现串级控制系统，以节省控制器的投资。
采用阀门定位器，引入串级控制系统，这时副控制器参数通常不调整。
某大型氨厂引入驰放气作为辅助冲量的一段转化炉出口温度与燃料量串级控制系统。
比值控制系统定义：凡是用来实现两个或两个以上的物料按一定比例关系控制以达到某种控制目的的控制系统。
关系式：主动量F1，从动量F2，比值K=F2/F1。
分类：单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统和变比值控制系统单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统变比值控制系统：变比值控制系统的比值是变化的，比值由另一个控制器设定。
比值系数的计算：采用线性流量检测单元情况：)()(max 2max 1max 2max 112max 11max 22F F k F F F F F F F F K ===采用电动和气动仪表时，乘法器输入的比值电流或气压和相除方案中比值控制器设定电流或气压可按下列公式计算：输入信号=仪表量程范围×K + 零点 采用差压变送器（非线性检测变送环节）：2max 22max 122max 22max 12122F F k F F F F K ⋅=⋅=例题：合成氨一段转化反应中，为保证甲烷的转化率，需保持甲烷、蒸汽和空气三者的比值为1:3:1.4。
流量测量都采用节流装置和差压变送器，未装开方器，其中，蒸汽最大流量为31100m3/h ；天然气最大流量为11000m3/h ；空气最大流量为14000m3/h ；采用相乘和相除方案，确定各差压变送器的量程，仪表比值系数K 1和K 2，乘法器和除法器输入电流I k1和I k2。
比值控制系统设计和工程应用中的问题1）、主动量和从动量的选择：主动量通常选择可测量但不可控制的过程变量；从安全考虑，如该过程变量供应不足会不安全时，应选择该过程变量为主动量，例如，水蒸汽和甲烷进行甲烷转化反应，由于水蒸气不足会造成析碳，因此，应选择水蒸汽作为主动量；从动量通常应是既可测量又可控制，并需要保持一定比值的过程变量。
2）、类型的选择：主动量不可控时，选用单闭环比值控制系统，例如，主动量来自上一工序；主动量可控可测，并且变化较大时，宜选双闭环比值控制系统； 当比值根据生产过程的需要由另一个控制器进行调节时，应选择变比值控制系统；当质量偏离控制指标需要改变流量的比值时，应采用变比值控制系统；变比值控制系统的第三过程变量通常选择过程的质量指标，例如，烟道气中的氧含量等。
3）、比值函数环节（乘法器、分流器、加法器）4）、变送器量程的选择：采用常规仪表时，如果采用线性检测变送环节，主、从动量的仪表量程范围相等，则工艺比值系数k 与仪表比值系数K 相等；如果采用非线性检测变送环节，主、从动量的仪表量程范围满足：2max 12max 2F F k ，则工艺比值系数k 与仪表比值系数K 相等。
5）、流量的温度压力补偿：温度应换算到凯氏温度，压力应换算到绝对压力。
比值控制系统的参数整定和投运1、 单闭环比值控制系统：非振荡或衰减比10:1的过渡过程。
2、双闭环比值控制系统：主动量：衰减比为4:1整定主控制器参数；动量控制系统：以非振荡或衰减比为10:1整定从动量控制器参数。
均匀控制系统定义：均匀控制系统是指一种控制方案所起的作用而言，因为就控制方案的结构来看，它可能象是液位或压力的简单定值控制系统，也可能象是液位与流量或压力与流量的串级控制系统。
特点：均匀控制系统应具有既允许表征前后供求矛盾的两个变量都有一定范围的变化，又要保证它们的变化不应过于剧烈的特点。
参数整定：在均匀控制系统中不应该选择微分作用，有时还可能需要选择反微分作用。
在参数整定上，一般比例度要大于100%，并且积分时间要长一些，这样液位仍会变化，但变化不会太剧烈。
同时，控制器输出很和缓，阀位变化不大，流量波动也相当小。
这样就实现了均匀控制的要求。
图5-17 简单均匀控制系统串级均匀控制系统系统中副回路流量控制的目的是为了消除控制阀前后压力干扰及自衡作用对流量的影响。
均匀控制系统的控制规律的选择及参数整定(1)控制规律作用的选择对一般的简单均匀控制系统的控制器，选择纯比例控制规律。
对一些输入流量存在急剧变化的场合或液位存在“噪声”的场合，特别是希望液位正常稳定工况时保持在特定值附近时，则应选用比例积分控制规律。
前馈控制系统原理：前馈控制系统是一种开环控制系统，根据扰动或设定值的变化按补偿原理而工作。
特点：当扰动产生后，被控变量还未变化以前，根据扰动作用的大小进行控制，以补偿扰动作用对被控变量的影响。
换热器的前馈控制系统及其方块图前馈—反馈控制系统：利用前馈控制来克服可以预见的主要扰动；而对于前馈控制补偿不完全的部分及扰动依旧作用于被控变量所产生的偏离及其余扰动，由反馈控制来消除。
即使在大而频繁的扰动下，仍然可以获得优良的控制品质。
前馈控制的主要结构形式：静态前馈静态前馈是在扰动作用下，前馈补偿作用只能最终使被控变量回到要求的设定值，而不考虑补偿过程中的偏差大小。
在有条件的情况下，可以通过物料平衡和能量平衡关系求得采用多大校正作用。
静态前馈控制不包含时间因子，实施简便。
前馈反馈控制系统(b) 前馈加串级反馈前馈控制系统的设计及工程实施中若干问题前馈控制系统主要用于克服控制系统中对象滞后大、由扰动而造成的被控变量偏差消除时间长、系统不易稳定、控制品质差等弱点，因此采用前馈控制系统的条件是：① 扰动可测但是不可控② 变化频繁且变化幅度大的扰动③ 扰动对被控变量影响显著，反馈控制难以及时克服，且过程对控制精度要求又十分严格的情况。
前馈补偿装置及偏置的选择：采用DCS或计算机控制：前馈-反馈控制算法常规仪表实施：静态前馈选择性控制系统选择性控制系统（取代控制、超驰控制和保护控制）定义：在控制系统中含有选择单元的系统。
选择器：低选器、高选器uo=min(ui1,ui2,--- uij)uo=max (ui1,ui2,---uij)(1)选择器位于两个控制器与一个执行器之间超驰(override)控制系统是选择性控制系统中常用的类型。
图5-25为液氨蒸发器的超驰控制系统，液氨蒸发器是一个换热设备，在工业生产上用得很多。
液氨的汽化，需要吸收大量的汽化热，因此，它可以常用来冷却流经管内的被冷却物料。
在正常工况下，控制阀由温度控制器TC的输出来控制，这样可以保证被冷却物料的温度为设定值。
但是，蒸发器需要有足够汽化空间，来保证良好的汽化条件以及避免出口氨气带液，为此又设计了液面超驰控制系统。
在液面达到高限的工况，此时，即便被冷却物料的温度高于设定值，也不再增加氨液量，而由液位控制器LC取代温度控制器TC进行控制。
这样，既保证了必要的汽化空间又保证了设备安全。