过程控制与自动化仪表
自动化仪表与过程控制手写笔记
自动化仪表与过程控制手写笔记一、自动化仪表基础。
咱得先搞清楚啥是自动化仪表哈。
简单来说，它就是能自动检测、显示、记录或者控制各种参数的仪器设备呗。
比如说温度、压力、流量、液位这些参数，都得靠自动化仪表来帮忙监测和控制。
咱常见的自动化仪表有好多类型呢。
像温度仪表，它能测量各种环境下的温度，有的是通过热电阻来测，有的是用热电偶。
压力仪表也不少见，像压力表啊，能直接显示压力大小，在工业生产里那可是经常能看到。
流量仪表就更有意思啦，它能测流体的流量，有电磁流量计、涡轮流量计等好多不同的种类，每种都有自己的特点和适用范围。
还有液位仪表，用来测量容器里液体的高度。
比如说在水箱里，液位仪表就能告诉我们水还有多少，是不是得加水啦。
这些仪表都各有各的用处，在工业生产、日常生活里都发挥着重要作用。
二、自动化仪表的组成部分。
自动化仪表一般由几个重要部分组成哦。
1. 传感器。
这玩意儿就像是仪表的“眼睛”和“耳朵”，负责感受被测量的参数。
比如说温度传感器，它能感受到周围环境温度的变化，然后把这个变化转换成电信号或者其他信号。
不同类型的传感器能感受不同的参数，像压力传感器就能感受压力的变化。
2. 变送器。
传感器感受到的信号有时候比较微弱或者不太适合直接传输和处理，这时候变送器就派上用场啦。
它能把传感器传来的信号进行转换、放大和处理，让信号变得更适合传输和后续的控制操作。
3. 显示器。
显示器就是给咱“看”结果的部分啦。
它能把测量到的参数以数字、指针或者图表等形式显示出来，这样我们就能很直观地知道具体的数值是多少啦。
比如说在电子温度计上，那个数字显示屏就是显示器，能清楚地显示当前的温度。
4. 控制器。
控制器就像是仪表的“大脑”，它根据测量到的参数和预先设定的值进行比较，然后决定要不要采取控制措施。
比如说在一个恒温控制系统里，如果温度高于设定值，控制器就会让制冷设备工作，把温度降下来；如果温度低于设定值，就会让加热设备工作，把温度升上去。
自动化仪表及过程控制
第一章绪论本章提要1.过程控制系统的基本概念2.过程控制的发展概况3.过程控制系统的组成4.过程控制的特点及分类5.衡量过程控制系统的质量指标授课内容第一节过程控制的发展概况1.基本概念过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。
(P3) 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。
(P3)2.过程控制的重要性z进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。
过程控制是自动化技术的重要组成部分。
在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。
3.过程控制的发展概况z19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。
z19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶段，一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化。
主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控制系统结构------单输入、单输出系统；被控参数------温度、压力、流量和液位参数；控制目的------保持这些参数的稳定，消除或者减少对生产过程的主要扰动；理论-----频率法和根轨迹法的经典控制理论，解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。
z19世纪60年代(综合自动化阶段)：过程控制发展的第二个阶段，工厂企业实现车间或大型装置的集中控制。
主要特点：检测和控制仪表-----采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)；过程控制系统结构------多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统；控制目的------提高控制质量或实现特殊要求；理论-----除经典控制理论，现代控制理论开始应用。
过程控制与自动化仪表课程设计
过程控制与自动化仪表课程设计前言过程控制与自动化仪表课程是工程领域中非常重要的基础课程之一，它涉及到工程研发、生产运营以及企业管理等多个方面。
本文将介绍一种基于实践的课程设计方法，旨在让学生深入掌握过程控制与自动化仪表的基础知识。
设计目标•确定学生对过程控制与自动化仪表的基本概念和技术掌握程度。
•培养学生的设计和实验能力，让他们能够运用所学知识分别设计并完成过程控制实验和自动化仪表实验。
•提高学生的团队合作和沟通能力，通过设计项目的过程，激发学生的创新潜力。
设计内容过程控制实验设计实验一：温度控制系统设计在该实验中，学生需要设计一个基于PID控制算法的温度控制系统。
通过调整控制器的参数，让温度快速稳定在设定值附近，并且能够在温度变化时快速响应和自适应调整。
实验二：流量控制系统设计在该实验中，学生需要设计一个基于比例控制算法的流量控制系统。
通过调整控制器的参数，让流量在设定值附近稳定，并且能够在流量变化时快速响应和自适应调整。
自动化仪表实验设计实验三：温度传感器的实现在该实验中，学生需要实现一个基于热电偶的温度传感器。
通过校准测试，让学生了解测量误差来源和校准方法。
实验四：流量计的实现在该实验中，学生需要实现一个流量计，通过实验测试让学生了解其特性和测量误差来源。
设计方法阶段一：学习基础概念和技术在本阶段，学生需要学习过程控制和自动化仪表的基础概念和技术，包括控制系统、PID控制器、量程、精度等方面的知识。
阶段二：组建设计小组在本阶段，每个小组需要选择一个相对复杂的课程设计内容，进行深入的研究和讨论，拟定初步设计方案。
阶段三：设计与实现在本阶段，学生需要分成小组，负责具体的实验设计与实现。
在设计的过程中，需要充分考虑过程控制和自动化仪表的基本原理和设计要求。
在实现的过程中，需要用到软件工具和实验平台。
阶段四：实验测试与评价在本阶段，学生需要对实验设计进行测试，并记录数据处理结果。
测试过程中需要考虑实验中的各种随机与不确定因素。
自动化仪表与过程控制培训课件课件(PPT165页)
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过程控制与自动化仪表
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考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
产品的反应过程。典型设备：反应器
4 ．精馏过程 精馏是一种分离过程。典型设备：精馏塔
5 ．传质过程 不同组分的分离和结合，如液体和气体之间的解
吸、汽提、去湿或润湿，不同非溶液体的萃取、液体 与固体之间的结晶、蒸气或干燥等都是传质过程。其 目的是获得纯的出口物料。
过程控制与自动化仪表
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一、生产过程及其特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
➢被控过程的多样性
生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。 （锅炉、热交换器、精馏塔）
➢控制方案的多样性
被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算 机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、 前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制 系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
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过程控制及自动化仪表总结
练习题
一台具有比例积分控制规律的DDZ-III型控制器， 其比例度δ为200%时，稳态输出为5mA。在某瞬 间，输入突然变化了0.5 mA，经过30s后，输出由 5mA变为6mA，试问该控制器的积分时间TI为多 少？
比例积分控制器，列写出PI控制算式。KP =1， TI=2分钟，当输入是幅值为A的阶跃信号时，2分 钟后输出的变化量是多少？
练习题
什么是仪表的测量范围及上、下限和量程？彼此 有什么关系？
练习题
什么是仪表的测量范围及上、下限和量程？彼此 有什么关系？ 用于测量的仪表都有测量范围，测量范围的最 大值和最小值分别称为测量上限和测量下限， 量程是测量上限值和测量下限值的差，用于表 示测量范围的大小。 已知上、下限可以确定量程，但只给出量程则 无法确定仪表的上、下限以及测量范围。
4、简单控制系统
n 了解简单控制系统的结构、组成及作用 n 掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般 原则 n 了解各种基本控制规律的特点及应用场合 n 掌握控制器正、反作用确定的方法 n 掌握控制器参数工程整定的方法
主要内容
★分析给定的系统 ★制定控制方案 被控对象、被控变量、操纵变量、执行器、控制器 ★画出控制系统的方框图 ★选择执行器的气开、气关 ★选择控制器的控制规律
差压式液位计的工作原理是什么？当测量密闭 有压容器的液位时，差压计的负压室为什么一定 要与气相相连接？
练习题
差压计三阀组的安装示意图如图所示， 它包括两个切断阀和一个平衡阀。 安装三阀组的主 要目的是为了在开 停表时，防止差压计单向受到很大的 静压力，使仪表产生附加误差，甚至 损坏。为此，必须正确地使用三阀组。 具体步骤是：
★选择控制器的正作用、反作用
过程控制与自动化仪表教学设计
过程控制与自动化仪表教学设计背景介绍过程控制与自动化仪表主要用于工业领域中的自动化生产控制过程中，通过仪表测量和控制来实现生产自动化管理。
因此该领域的人才非常稀缺，且在目前的技术变革中，亟需培养更多实践操作的专业人才。
据此，我们开始进行过程控制与自动化仪表课程设计。
教学目标•理解过程控制的基本概念和原理；•掌握自动化仪表的结构和原理；•学习使用自动化仪表的技术方法和步骤；•培养学生自我学习和实践操作的能力。
课程内容•过程控制基础知识介绍：包括过程控制定义、分类、控制对象、控制系统、反馈控制等基础知识；•仪表基础知识介绍：包括仪表的分类、特点、结构、使用说明以及校验方法等基础知识；•传感器与执行机构：包括传感器原理、类型、特点以及执行机构原理、构造和使用等；•仪表信号处理技术：涵盖传感器输出信号处理、信号调理与放大、数字化技术原理以及信号调制和变换等；•自动化控制：详细介绍闭环控制、开环控制、PID控制、自适应控制等方法和工业控制的核心技术。
教学方式本课程采取“理论学习+实验操作”相结合的教学方式，前期讲授理论知识，后期进行实验操作。
特别是在实验操作中，通过让学生使用仪器设备进行实际工作，提高学生的实践操作能力、分析问题的能力和创新思维。
课程评估方式•实验报告，记录实验操作过程中发现的问题和解决方案；•课堂小测验，测试学生对理论知识的掌握程度；•过程考核，考核学生对自动化仪表的掌握程度；•期末成绩，由理论考试和实验操作综合评估得出。
总结过程控制与自动化仪表已经成为现代工业生产的重要组成部分，通过本课程培养出高素质、应用型人才至关重要。
因此我们将不断完善课程内容和教学方法，全面提升学生成为实践操作的掌握者和优秀的自动化生产专业人才。
自动化仪表与过程控制课程设计
自动化仪表与过程控制课程设计引言自动化是现代科学技术的重要分支之一，是制造业和生产过程中提高企业自动化水平的重要手段。
而在自动化过程中，仪表的作用愈发重要，是自动化控制的重要组成部分。
因此，在工科专业中，自动化仪表与过程控制课程的设计至关重要。
本文将介绍一份适用于大学本科工科专业的自动化仪表与过程控制课程设计，主要针对课程设置、课程内容及教学方法进行说明。
课程设置本课程适用于大学自动化、机电、电子等工科专业及相关专业的本科生。
设置为必修课程。
课时数：64学时，分为48学时的理论课和16学时的实验课。
课程内容第一章仪表基础知识1.1 仪表的定义及分类1.2 量的概念1.3 误差及其类型1.4 仪表的精度1.5 温度补偿技术1.6 信号变换与传输第二章传感器2.1 传感器的概述2.2 压力传感器2.3 温度传感器2.4 液位传感器2.5 光电传感器2.6 传感器的选择和应用第三章过程控制基础3.1 进程控制的基本概念3.2 线性控制系统3.3 非线性控制系统3.4 离散控制系统3.5 工艺数学模型3.6 控制系统的组成要素第四章模拟控制技术4.1 信号的超前/滞后、反向作用及校正4.2 模拟控制系统的组成4.3 PID控制器4.4 模拟控制器的调节4.5 工业过程控制的典型应用第五章数字控制技术5.1 数字控制系统的组成5.2 采样定理及信号处理5.3 数字控制器5.4 数字化控制系统的参数调节5.5 数字化控制器的应用第六章实验6.1 传感器基本实验及性能测试6.2 测量实验6.3 PID控制实验6.4 数字化控制实验教学方法本课程采用理论授课与实验相结合的教学方法。
理论授课重点讲解基础理论知识，注重理论与实际应用的结合，引导学生了解自动化及仪表测控原理，为后续应用理论打下基础。
实验课重点围绕课程内容，从器件的使用、检测及调整、故障分析与处理等角度进行讲解，让学生实际操作并获得实际经验。
在平时教学过程中，老师应设置互动环节，引导学生思考、发问、交流，以达到更好的教学效果。
过程控制与自动化仪表
第一章绪论1、过程控制概述过程控制是生产过程自动化的简称。
它泛指石油、化工、电力、冶金、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。
在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制通常是对生产过程中的压力、液位、流量、温度、PH值、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动尽行。
2、过程控制的特点（1）系统由被控过程和检测控制仪表组成；（2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；（3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；（4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；（5）定值控制是过程控制的主要形式。
3、过程控制的要求与任务要求：（1）安全性：针对易燃易爆特点设计；参数越线报警、链锁保护；故障诊断，容错控制。
（2）稳定性：抑制外界干扰，保证正常运行。
（3）经济性：降低成本提高效率。
掌握工艺流程和被控对象静态、动态特性，运用控制理论和一定的技术手段（计算机、自动化仪表）设及合理系统。
任务：指在了解、掌握工艺流程和被控过程的静态与动态特性的基础上，应用控制理论分析和设计符合上述三项要求的过程控制系统，并采用适宜的技术手段（如自动化仪表和计算机）加以实现。
4、过程控制的功能测量变送与执行功能；操作安全与环境保护功能；常规控制与高级控制功能；实时优化功能；决策管理与计划调度功能。
5、过程控制系统的组成被控参数（亦称系统输出）y(t)：被控过程内要求保持稳定的工艺参数；控制参数（亦称操作变量控制介质）q(t)：使被控参数保持期望值的物料量或能量；干扰量f(t)：作用于被控过程并引起被控参数变化的各种因数；设定值r(t)：与被控参数相对应的设定值；反馈值z(t)：被控参数经测量变送后的实际测量值；偏差e(t)：设定值与反馈值之差；控制作用u(t)：控制器的输出值。
过程控制与自动化仪表知识点
过程控制与自动化仪表知识点过程控制与自动化仪表是现代工业领域中的重要组成部分，对于生产过程的控制和监测具有关键作用。
本文将介绍一些与过程控制与自动化仪表相关的知识点，包括仪表的分类、工作原理以及在工业过程中的应用。
一、仪表的分类在过程控制与自动化领域中，仪表按照测量信号类型和测量原理可以分为多个不同的分类。
常见的仪表分类包括以下几种：1.按照测量信号类型：- 模拟仪表：能够对连续变化的物理量进行测量和显示，如压力、温度等。
- 数字仪表：使用数字方式对物理量进行测量和显示，一般通过传感器将信号转换为数字信号，例：数字压力计、数字温度计等。
2.按照测量原理：- 电气仪表：基于电气效应进行测量，如电流、电压等。
- 机械仪表：通过机械结构完成测量，如转速、位移等。
- 光学仪表：利用光原理进行测量，如光电传感器、光谱分析仪等。
二、仪表的工作原理不同类型的仪表在工作原理上也存在差异。
1.模拟仪表的工作原理：模拟仪表一般通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，然后经过放大、调节等处理，最终将结果以模拟信号的形式进行显示和输出。
2.数字仪表的工作原理：数字仪表一般通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，然后经过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，数字信号经过处理后以数字方式进行显示和输出。
三、过程控制与自动化仪表的应用过程控制与自动化仪表在各个工业领域中广泛应用，主要包括以下几个方面：1.工艺参数监测与控制：过程控制与自动化仪表能够实时监测生产过程中的工艺参数，如温度、压力、液位等，并根据设定值进行控制，确保生产过程的稳定性和优化。
2.安全监测与报警：仪表还能够监测危险工作环境中的各项参数，如有毒气体浓度、火焰温度等，并及时发出警报，保护工作人员的生命安全。
3.数据采集与分析：过程控制与自动化仪表能够将各种参数数据进行采集和记录，并通过数据分析软件进行分析和优化，帮助企业提高生产效率和质量。
4.远程监控与操作：仪表系统可以与计算机网络集成，实现远程监控和操作，方便运维人员对生产过程进行远程管理和调试。
过程控制与自动化仪表
第一章1、不设反馈环节的，称为开环控制系统；设有反馈环节的，称为闭环控制系统。
2、开环控制是最简单的一种控制方式。
它的特点是，仅有从输入益到输出端的前向通路，而没有从输出端到输入端的反馈通路。
3、开环控制系统的特点是：操纵情度取决于组成系统的元器件的精度，因此对元器件的要求比较高。
4、开环控制系统普通是根据经验来设计的。
5、为了实现系统的自动控制,提高控制精度，可以改变控制方法，増加反馈回路来构成闭环控制系统。
6、系统的输岀量通过测量变送元件返回到系统的输入端，并和系统的输入量作比较的过程就称反馈。
7、如果输入量和反馈量相减则称为负反馈；反之若二者相加，则成为正反馈。
8、闭环控制系统的自动控制或者自动调节作用是基于输出信号的负反馈作用而产生的，所以经典控制理论的主要研究对象是负反馈的闭环控制系统，研究目的是得到它的普通规律，从而可以设计岀符合要求的、满足实际需要的、性能指标优良的控制系统。
9、由人工来直接进行的控制称为人工控制。
10、人在控制过程中起到了祖测、比较、判断和控制的作用，而这个调基过程就是n栓测偏差、纠正偏差”的过程。
11、液位变送器代替玻璃管液位计和人眼；控制器代替人脑；调节阀代替人手。
过程控制系统普通由自动化装置及生产装置两部份组成。
生产装置包括：被控对象；自动化装置包括：变送器，控制器，执行器。
12、系统的各种作用虽:①被控变量②设定值③测量值④控制变量⑤扰动量⑥偏差13、在生产过程中,如果要求控制系统使被控变量保持在一个生产指标上不变，或者说要求工艺参数的设定值不变，则将这种控制系统称为定值控制系统。
14、该定值是一个未知变化虽的控制系统称为随动控制系统,又称为自动跟踪系统。
15、程序控制系统的设定直也是变化的，但它是时间的已知函致，即頑定直按一定的时间顺序变化。
16、过程控制系统有两种状态:①系统的稳态②系统的动态。
17、过程控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。
过程控制与自动化仪表
过程控制与自动化仪表1. 引言过程控制与自动化仪表是现代工业生产中不可缺少的一部分，它们在监测、控制和优化工业过程中起着重要的作用。
过程控制与自动化仪表技术的应用可以提高工业生产的效率、质量和安全性，减少人力资源的消耗，实现工业自动化。
本文将介绍过程控制与自动化仪表的基本概念、发展历程以及在工业生产中的应用。
同时还会讨论一些常见的过程控制与自动化仪表的类型和工作原理，以及它们在不同行业中的具体应用案例。
2. 过程控制与自动化仪表基本概念过程控制与自动化仪表是指一系列用于监测、控制和调节工业过程的设备和系统。
它们可以通过测量和分析过程变量，控制工艺参数并实现自动化控制。
通过使用合适的传感器、执行器和控制算法，可以实现对工业过程的精密控制和优化。
过程控制与自动化仪表主要由以下几个组成部分构成：•传感器：用于测量各种物理量，如温度、压力、流量等；•控制器：根据传感器测量值和设定值进行逻辑运算，生成控制信号；•执行器：接收控制信号，并执行相应的动作，如开关、阀门等；•监控系统：用于监视和记录工业过程中的各种参数和状态；•人机界面：提供工业过程的可视化显示和人机交互界面。
3. 过程控制与自动化仪表的发展历程过程控制与自动化仪表的发展可以追溯到工业革命时期。
在工业革命之前，工业生产主要依靠人工操作，效率低下且易出错。
随着机械设备和工业化的发展，工业生产越来越复杂，对自动化控制的需求也越来越迫切。
20世纪初，工程师们开始研究和开发过程控制与自动化仪表技术。
最早的控制系统是基于机械和电气设备的。
随着电子技术的发展，电子仪表逐渐取代了机械仪表，实现了对工业过程更加精确的控制。
到了20世纪中叶，随着计算机技术的进一步发展，数字化控制系统开始应用于工业生产。
数字化控制系统通过采集和处理大量数据，实现了对工业过程的智能化控制，并提高了系统的可靠性和稳定性。
近年来，随着互联网和物联网技术的快速发展，过程控制与自动化仪表也越来越趋向于网络化和智能化。
2024版自动化仪表与过程控制培训教材
01
反馈控制原理
将被控变量的测量值与设定值进 行比较，根据偏差进行调节，使
被控变量稳定在设定值附近。
02
前馈控制原理
根据扰动量的大小和方向，提前 对系统进行调节，以减小或消除
扰动对被控变量的影响。
03
过程控制方法
包括PID控制、模糊控制、神经 网络控制等，根据被控对象的特 点和控制要求选择合适的控制方
制定维护保养计划表
将维护保养内容按照周期进行排列， 形成计划表，方便执行和检查。
明确维护保养内容
包括仪表的清洁、润滑、紧固、调整 以及防腐等。
常见故障类型及诊断方法
01
仪表无指示或指示异常
检查电源、信号线路、传感器 等是否正常，判断是否为仪表
内部故障。
02
仪表控制失灵
检查控制阀门、执行器等是否 正常，判断是否为控制系统故
自动化仪表与过程控制培训教 材
目录
• 自动化仪表概述 • 过程控制基本原理 • 自动化仪表选型与安装 • 过程控制系统设计与实施 • 自动化仪表维护与故障排除
目录
• 过程控制系统优化与升级 • 培训教材编写与使用方法
01
自动化仪表概述
自动化仪表定义与分类
01
自动化仪表定义
02
自动化仪表分类
自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的设 备，广泛应用于各种工业自动化领域。
性能评估模型构建
03
基于数据分析，构建性能评估模型，对系统性能进行量化评估。
优化策略制定及实施效果评估
1 2
瓶颈分析 针对系统性能瓶颈，进行深入剖析，找出制约因 素。
优化方案制定 根据瓶颈分析结果，制定针对性的优化方案。
过程控制与自动化仪表介绍
过程控制与自动化仪表介绍1. 引言过程控制是指在工业生产中，通过监测和调整工艺参数，以实现对生产过程的控制和优化。
自动化仪表则是过程控制的重要工具，用于测量、传输和处理工艺参数，为控制系统提供准确的反馈信息。
本文将详细介绍过程控制与自动化仪表的基本概念、原理和应用。
2. 过程控制的基本概念过程控制是指通过监测和调整工艺参数，使生产过程达到预期目标的过程。
这里的工艺参数可以是温度、压力、流量、液位等物理量，也可以是其他关键的过程指标。
过程控制分为反馈控制和前馈控制两种方法。
反馈控制是根据测量到的实际过程参数值与预期目标值之间的差异，通过调整控制器输出信号来纠正偏差，使过程参数保持在合理范围内。
前馈控制则是根据已知的过程变化规律，提前调整控制器输出信号，以使过程参数能够在预期的变化中保持稳定。
3. 自动化仪表的基本原理自动化仪表是过程控制的关键设备，可以完成对工艺参数的测量、传输和处理。
常见的自动化仪表包括温度传感器、压力传感器、流量计、液位计等。
3.1 温度传感器温度传感器用于测量和监控物体或环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和红外线传感器。
热电偶利用两种不同金属的电动势差来测量温度，热电阻则利用电阻与温度呈线性关系的特性来测量温度。
3.2 压力传感器压力传感器用于测量和监控气体或液体的压力。
常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器。
压阻式传感器通过测量电阻的变化来间接测量压力，而压电式传感器则是利用压电晶体的压电效应来直接测量压力。
3.3 流量计流量计用于测量和监控液体或气体的流量。
常见的流量计有浮子流量计、涡轮流量计和电磁流量计等。
浮子流量计通过测量浮子位置的变化来间接测量流量，涡轮流量计则是利用涡轮的旋转速度与流体的流速成正比关系来测量流量。
3.4 液位计液位计用于测量和监控液体的液位高度。
常见的液位计有浮子液位计、压力液位计和超声波液位计等。
浮子液位计通过测量浮子的位置变化来间接测量液体的液位，而超声波液位计利用超声波的传播时间来直接测量液位的高度。
过程控制与自动化仪表
过程控制与自动化仪表简介过程控制是指通过测量与调节技术来实现对工业过程的控制，以达到预定的工艺要求。
而自动化仪表则是过程控制中不可或缺的一部分，它用来测量、记录和控制各种过程变量，为过程控制提供准确的数据与反馈信息。
本文将对过程控制与自动化仪表进行详细介绍。
过程控制过程控制是指对工业过程进行监测与调节，以实现所需的工艺要求。
过程控制可以分为两种类型：开环控制和闭环控制。
开环控制开环控制是一种基本的控制方式，它仅通过设置一组固定的控制参数来实现对工业过程的控制。
开环控制没有反馈机制，因此无法对过程中的变化进行实时调节。
这种控制方式适用于对过程中变化不大的情况，例如温度或压力稳定的控制。
闭环控制闭环控制是一种更为高级的控制方式，它通过测量过程变量并与设定值进行比较，然后根据比较结果进行调整。
闭环控制能够实时监测过程中的变化，并通过反馈机制来调整控制参数，使得过程保持稳定。
这种控制方式适用于对过程变化较大的情况，例如温度、液位或流量等。
自动化仪表自动化仪表是过程控制中的核心设备，用于测量、记录和控制各种过程变量。
自动化仪表通常由传感器、执行器和控制器组成。
传感器传感器是自动化仪表中最基本的部件，用于将物理量转换为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
传感器的选择需要根据需要测量的物理量和工艺要求来确定。
执行器执行器是用于控制过程变量的设备，它根据控制器的指令进行动作。
常见的执行器包括电动阀、电动调节阀、气动执行器等。
执行器的选择需要考虑控制要求、工作环境和应用场景等因素。
控制器控制器是自动化仪表的核心，用于接收传感器的信号并根据设定值进行控制。
常见的控制器有PID控制器、PLC控制器等。
控制器的选择需要根据控制要求和控制策略来确定。
过程控制与自动化仪表的应用领域过程控制与自动化仪表广泛应用于各个工业领域，包括石化、制药、电力、冶金等。
以下是一些典型的应用领域：石化工业在石化工业中，过程控制与自动化仪表用于监测与控制各个工艺单元，例如蒸馏塔、反应器、炉窑等。
过程控制与自动化仪表
过程控制与自动化仪表
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小结
自动控制系统应是具有被控变量负反馈的闭环 系统。
与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本 质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开 环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入 端的。
举例 化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子
操纵指令
操纵作用
工艺参数
自动操纵装置
过程控制与自动化仪表
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第三节 自动控制系统的分类
几种分类方法 按被控变量来分类，如温度、压力等控制系统； 按控制器具有的控制规律来分类，如比例、比例积 分、比例微分、比例积分微分等控制系统； 将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给 定值是否变化和如何变化来分类，这样可将自动控 制系统分为三类，即定值控制系统、随动控制系统 和程序控制系统。
决于作用于系统的干扰形式。其次…
在生产中，出现的干扰是没有固定形式的， 且多半属于随机性质。在分析和设计控制 系统时，为了安全和方便，常选择一些定 型的干扰形式，其中常用的是阶跃干扰。
过程控制与自动化仪表
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采用阶跃干扰的优点：
这种形式的干扰比较突然、 危险，且对被控变量的影响 也最大。如果一个控制系统 能够有效地克服这种类型的 干扰，那么一定能很好地克 服比较缓和的干扰。
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(中国)特点6 相关企业污染严重
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特点7：工业4.0
过程控制7
过程控制与自动化仪表
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王宇雷，男，1985年生，吉林大学，通信工程学院控制理论与控制工程 系讲师。2004/09-2008/06，南开大学学士；2008/09-2013/10，哈尔滨工 业大学，航天学院控制科学与工程专业，博士。2010年至2012年在德国 杜伊斯堡埃森大学AKS研究中心联合培养。自2013年起，在吉林大学从 事汽车仿真与控制等的教学和科研工作。先后发表学术论文20篇，其中 SCI收录5篇，EI收录14篇，核心收录2篇。
过程控制与自动化仪表介绍
过程控制与自动化仪表介绍过程控制与自动化仪表的工作原理是通过传感器采集各种生产参数，如温度、压力、流量、液位等，然后将这些参数转换成电信号，并送到控制器进行处理。
控制器根据预设的控制算法，可以自动地调节各种执行器，如阀门、电机等，来达到控制生产过程的目的。
这样就能够实现对生产过程的自动化控制。
过程控制与自动化仪表的种类多种多样，根据其功能可以分为传感器、控制器、执行器等多种类型。
传感器可以根据所测量的参数种类分为温度传感器、压力传感器、流量传感器等；控制器可以分为PID控制器、PLC控制器、DCS控制器等不同类型；执行器可以分为阀门执行器、电机执行器等多种类型。
在工业生产中，过程控制与自动化仪表的应用可以帮助实现对生产过程的精确控制，提高生产效率，降低能耗成本，提高产品质量，减少人为因素对生产过程的影响，从而使得生产过程更加稳定和可靠。
同时，过程控制与自动化仪表还可以实现远程监测和操作，方便管理人员对生产过程的监控和调整。
总的来说，过程控制与自动化仪表是工业生产中不可或缺的重要设备，它能够帮助实现生产过程的自动化、稳定和高效运行，是提高工业生产质量和效率的重要手段。
过程控制与自动化仪表在工业生产中扮演了至关重要的角色。
它们不仅能够确保生产设备的稳定运行和生产质量的一致性，还可以实现高效的生产过程，节约能源并降低成本。
在本文中，我们将深入探讨过程控制与自动化仪表的工作原理、类型、应用以及未来发展趋势。
## 工作原理过程控制与自动化仪表的工作原理基于控制系统的闭环反馈原理。
首先，传感器可以通过各种不同的检测方法，如电阻、电容、光电、超声波等，来实时获取生产过程中的各种参数。
接下来，传感器将这些参数转换成电信号，并通过电缆或者wifi等传输方式传送给控制器。
控制器是过程控制与自动化仪表的核心部件，它接收传感器传来的信息，并通过预设的算法来处理这些信息。
比如，通过PID控制算法，控制器可以根据实际测量到的参数值与设定的目标值之间的差异，来调节执行器。
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）。
1 ：串级控制系统参数整定步骤应为（1.先主环，后副环先副环后主环2.只整定副环3.4.没有先后顺序） 2：仪表的精度等级指的是仪表的（1.误差基本误差2.3.允许误差4.基本误差的最大允许值副控制器的给定值为3：串级控制系统主、副回路各有一个控制器。
）（恒定不变1.由主控制器输出校正2. 3.由副参数校正由干扰决定4.但在接线中K：用分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。
4）把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（1.偏大2.偏小 ,要视具体情况而定可能大3.,也可能小5：用4：1 衰减曲线法整定控制器参数时得到的TS 值是什么数值）（1.从控制器积分时间旋纽上读出的积分时间从控制器微分时间旋纽上读出的积分时间2.对象特性的时间常数3.衰减曲线上测量得到的振荡周期：1 44.是） 6：当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（1.线圈的震荡频率增加线圈的电阻减小2.线圈的电感增大3.应分别选用的方式为控制排出料和控制进料，7：某容器控制压力，）。
（气开式；气开式1. 2.气关式；气关式 3.气开式；气关式 4.气关式；气开式）高低分成的等级。
8：准确度等级是仪表按（精度1. 2.准确度 3.限度）9：不属于工程上控制参数的整定方法是（动态特性法1.稳定边界法2.3.衰减曲线法4.比较法）结构外还有。
（10：最常见的控制结构除了反馈控制1.串级控制2.前馈控制单回路控制3.多回路控制4.：串级均匀控制系统结构形式与串级控制系统相同，它与串级控11）制系统有区别也有相同的地方。
相同是（系统构成目的1. 2.对主、副参数的要求 3.参数整定顺序、投运顺序干扰补偿方式4.）。
：工业现场压力表的示值表示被测参数的（12动压1.全压2. 3.静压 4.绝压）要适当匹配，否则当13：在串级控制系统中，主、副对象的（一个参数发生振荡时，会引起另一个参数振荡。
滞后时间1.过渡时间2.3.时间常数4.放大倍数曲第一条做出的 414：用：1 衰减曲线法整定控制器参数时， 4：1 ）线是在什么工作条件下获得的（手动遥控控制1. 2.自动控制纯比例作用 3.自动控制比例加积分4.自动控制比例加微分）：大延迟对象是指广义对象的时滞与时间常数之比大于（150.5 1. 1 2. 2 3. 34.）16：不属于自动选择性控制系统类型的是（1.对被控变量的选择对操纵变量的选择2.3.对测量信号的选择4.执行机构的选择）17：常见的复杂控制系统有（1.串级控制控制2.PID单回路控制3.4.积分控制）：标准节流装置的取压方式主要有（181.损失取压法兰取压2.理论取压3.4.任意取压）进行补偿的调节系统。
19：单纯的前馈调节是一种能对（1.测量与给定之间的偏差2.被调量的变化3.干扰量的变化输出的变化4.。
）：20同上题中若负压侧阀门或导压管泄露时，仪表示值将（1.降低2.升高3.不变：对于气动执行机构，当信号压力增加，推杆下移的，称该气动21）。
执行机构为（1.移动式2.可调式正作用式3.反作用式4.22：均匀控制系统的结构主要有（）1.简单均匀控制系统串级均匀控制系统比较结构2.开环结构3.4.并联结构）：关于常规控制系统和均匀控制系统的说法正确的是（231.结构特征不同2.控制达到的目的不同3.控制规律相同参数整定的相同4.）的参数。
：被控对象传函中24纯时延是反映对象（放大能力1.动态特性2. 3.静态特性 4.抗干扰能力）25：调节阀的气开、气关型式应根据下列哪个条件来确定? （生产的安全1. 2.流量的大小 3.介质的性质）：不属于过程控制的被控参数是（261.温度压力2.物位3.4.速度－10000℃，：现有一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为02760℃，求该仪表的最大引在正常情况下进行校验，最大绝对误差为）用误差为（0.6% 1.0.6 2.±0.5% 3.）28：构成自动调节系统需要满足下列哪个条件?（开环负反馈1.闭环负反馈2. 3.闭环正反馈）为止？29：补偿导线的正确敷设，应该从热电偶起敷到（就地接线盒1.仪表盘端子板2. 3.二次仪 4.与冷端温度补偿装置同温的地方)( 30：串级控制系统的投运时1.先投主环，再投副环先投副环，再投主环2.主环、副环一起投3.4.主环、副环无所谓先后顺序31：DDZ-Ⅲ调节器（）的切换为有扰动的切换。
从“硬手动”向“软手动” 1.从“硬手动”向“自动” 2. 3.从“自动”向“硬手动”4.从“自动”向“软手动”的干扰有超前( 32：串级控制系统由于副回路的存在，对于进入 )的影响。
)( 控制作用，因而减少了干扰对副回路，副变量1.副回路，主变量2. 3.主回路，主变量 4.主回路，副变量回路工作频率的关系33：串级控制中主副回路工作频率主w2w1副）是（w2>3w1 1.w2>w1 2.w2>2w1 3.w2=w14.，那么它能正常34：一台电Ⅲ型差压变送器，所供电电压为12VDC）工作吗？（1.可以2.显示不正常不可以3.4.视具体情况而定）35 ：前馈控制是按照一个量的变化来进行控制，这个量是（给定值1. 2.扰动量 3.测量值随机值4.称为反作用调节器。
：将调节器的输出随反馈输入的增大而减小时，1正确错误主要对被校核的前馈扰动前馈，：2反馈对各种扰动都有校核作用；有较强的校正作用，其他扰动作用较弱。
错误正确比值控制系统中的非线性特性是指被控过程的静态放大系数随负3：荷变化而变化的特性。
正确错误：仪表灵敏度数值越大，则仪表测量越精确。
4正确错误：差压值大时，节流件的压力损失小5错误正确：热电偶与自动平衡电桥配接，可以实现温度的测量。
6：比例调节过程的余差与调节器的比例度成正比。
7正确错误：过程输入通道其作用是将模拟量输入信号转换为相应的数字量。
8错误正确：选择串级控制系统的副被控变量时应使主要干扰包括在副环。
9错误正确：三冲量液位控制系统一般用来控制锅炉汽包液位。
10正确错误：对于含有固体颗粒的流体，也可以用椭圆齿轮流量计测量其流11量。
正确错误：快开特性。
适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。
12正确错误：采用分程控制可以提高控制阀的可调比，改善控制品质。
13错误正确：三冲量液位控制系统一般用来控制分馏塔液位。
14正确错误：均匀控制的特点是结构上无特殊性、参数有变化，而且是缓慢15地变化、参数应在限定范围内变化。
：设计串级控制系统时应该把所有干扰包括在副环中。
16正确错误）。
17：确定调节阀尺寸的主要依据是（流通能力正确错误越：调节器的比例度越大，则调节作用就（18 越弱），余差也（大）。
正确错误：由于从动流量总要滞后于主动流量，所以动态补偿器一般应具19有超前特性。
正确错误：转子流量计是基于力平衡原理而工作的。
20正确错误：热电偶测温回路中可只考虑温差电势，不考虑接触电势。
21错误正确：补偿导线在一定范围内的热电性能与热电偶是一样的，如极性22接错会增大热电偶的冷端误差。
正确错误：模糊控制具有较强的鲁棒性，即被控过程的参数变化对控制性23能的影响不明显正确错误：电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离24传输；但推力较小。
正确错误型调节器硬手动切换到软手动，无需平衡即可做到无25DDZ-III：扰动切换。
正确错误） 1：防爆标志为“eⅡb”的仪表可用于下列那种场合。
（1.氢2.乙烯乙炔3.） R1002：在热电偶温度计中，表示为（1.1000℃时的电阻值2.阻值R欧＝1001003.热电阻的长度为） 3：热电偶供电为：（1.直流交流2.3.三相交流4.不供电）。
4：测定动态特性的方法除了统计相关法外还有（计算法1.频域法、时域法2. 3.估计法 4.比较法）5：不属于简单控制系统的组成部分主要有。
（被控对象1.检测变送仪表2.3.干扰4.控制器执行机构：在热力实验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计。
6）（型管压力计1.U 单管式压力计2. 3.斜管式压力计 4.弹性式压力计）。
7：工业现场压力表的示值表示被测参数的（1.动压全压2.静压3.4.绝压） 8：最常见的控制结构除了反馈控制结构外还有。
（1.串级控制2.前馈控制单回路控制3.多回路控制4.则两者的压力若差压相同，9：在孔板和文丘利管两种节流装置中，）。
损失（孔板大1.文丘利管大2.3.一样）。
：通常串级控制系统主控制器正反作用选择取决于（101.控制阀副控制器2.副对象3.4.主对象）：分程控制的应用场合不包括（11扩大控制阀的可调范围1.用作安全生产的防护措施2. 3.为满足工艺要求在一个控制系统中控制两种不同的介质 4.用于大滞后对象：下列流量计中不属于速度型流量计的有（）12电磁流量计1. 2.椭圆齿轮流量计 3.涡轮流量计 4.转子流量计：用于测量流通量的导压管线，阀门组回路中，当正压侧阀门或13）。
导压管泄露时，仪表示值将（降低1. 2.升高 3.不变14：现有两台压力变送器第一台为1级0－600KPa，第二台为1级那台测量准确360KPa，250－500KPa测量变化范围320－的的压力，）度高。
（1.第一台准确度高2.第二台准确度高两者结果一样3.）15 ：对控制系统的几种说法，哪一项是错误的（1.对纯滞后大的控制对象，引入微分作用，不能克服其滞后的影响当控制过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度使其稳定2.当控制器的测量值与给定值相等时，即偏差为零时，控制器的输出为3.零 4.比例控制过程的余差与控制器的比例度成正比无关。
( ：串级控制系统中，副控制器的作用方式与 )16主对象特性1. 2.副对象特性执行器的气开、气关形式3. 4.工艺的安全要求：单闭环比值控制系统中，当主流量不变而副流量由于自身受到17）系统干扰发生变化时，副流量闭环控制系统相当于一个（1.程序控制2.随动控制定值控制3.4.均匀控制）要适当匹配，否则当 18：在串级控制系统中，主、副对象的（一个参数发生振荡时，会引起另一个参数振荡。
滞后时间1.过渡时间2. 3.时间常数 4.放大倍数） 19：比例度对调节过程的影响（比例度越大，调节过程越快慢1.比例度越大，调节过程越快2. 3.比例度越小，调节过程越快 4.比例度越小，调节过程越慢） 20：下述哪一项不是调节阀的性能指标？（1.流量系数2.可调比流量特性3.阀阻比4.）说法是正确的。
21：对于双闭环比值控制系统，下面的（1.只能控制主流量2.只能控制副流量主、副流量都可以控制3.比值是变化的4.22：串级控制系统由于副回路的存在，对于进入( )的干扰有超前的影响。
控制作用，因而减少了干扰对( )副回路，副变量1.副回路，主变量2. 3.主回路，主变量 4.主回路，副变量设备或机械等，工艺变量需要控制的生产过程、：在控制系统中，23。