过程控制绪论金以慧清华大学出版社模板
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置于控制系统中过程称为被控对象
2．控制系统
控制仪表和生产过程通过信号的传递互相联系起 来就构成控制系统。
3．被调量（被控制量）
表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的
物理量。
过程控制
绪论
4．给定值
按生产要求被调量必须维持的希望值（简称给定 值）。 5．调节机构 可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置。
F(x)
控制系统结构图
过程控制
绪论
被调量 给定值
控制器 广义被控对象
r +
y
Gc(s) Gp(s)
-
控制系统原理图
过热蒸汽
给水 流量
过程控制
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
被调量
（PID)
执行器 给水流量
过程控制
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 （PID) 执行器 给水流量 水位H
过热蒸汽
调节量
过程控制
6．控制量（调节量）
由操作者或调节机构(阀门、挡板等)改变的输入物 理量，用以控制被调量的变化。称为控制量。 7．扰动 引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。
过程控制
绪论
8．控制过程（调节过程）
原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，
被调量偏离原来平衡状态，通过施加调节作用使被调 量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为控制（调节） 过程。 9．系统工艺流程图：包括被控对象和控制设备的控制
系统示意图
10．控制系统结构方框图：不包括被控对象，描述控 制系统结构和控制功能的方框图 11．控制系统原理图：用传递函数描述控制系统的方 框图
过程控制
绪论
过程控制的发展经历了三个阶段：
50年代：经典控制理论，简单系统，基地式气动仪表。
60—70年代：现代控制理论，以状态空间分析为基础，
揭示系统内在的规律性，为高水平的自动化奠定了基础，
工程整定方法
过程控制
绪论
第二篇：要求建立串级控制、比值控制、前馈控
制、大迟延系统和解耦控制的基本概念，理解这
些控制的基本特点和设计原理，掌握这些控制系 统的基本设计方法和基本整定方法 第十章： 要求了解火电厂热工控制基本组成，掌 握负荷控制、燃烧控制、给水控制及汽温控制的
常规设计方法。
过程控制
绪论
过程控制
绪论
过程控制
绪论
汽包炉汽水生产过程
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H 过热蒸汽
广义被控对象 （广义过程）
被 调 量
定值+
（PID)
执行器
控制器
执行器
调节阀
对象
测量变送器
给水 流量
被调量
控制器 广义被控对象
给定值
过程控制
绪论
名词术语 1．生产过程（被控对象）
生产设备以及所发生的物理和化学变化的过程。
绪论
本课程学习内容：
1. 过程控制系统的基本要求 2. 生产过程的动态特性常用描述方法及特点 3. 调节器的动态规律及对控制系统的控制作用 4. 简单控制系统分析和设计方法 5. 串级控制、前馈——反馈控制、比值控制 6. 多变量控制系统
7. 火电厂热工控制系统实例分析
过程控制
绪论
饱和蒸汽 水位H
参考书：
1 热工自动控制系统 中国电力出版社，李遵基， 1999年 2 过程控制工程（第二版） 中国石化出版社，蒋 慰孙、俞金寿编著，1999年
3 工业过程控制工程 化学工业出版社，王树青等， 2003年
过程控制
绪论
答疑方式及安排
1 课间答疑 2 每周三下午4：30以后
3 邮件答疑E-mail：maping2067@
电动单元组合仪表及早期的直接数字控制DDC（计算机 仪表）。
70年代—20世纪末：智能控制理论，将控制理论与其它
学科相互交叉、渗透和结合，DCS集散控制系统
21世纪：计算机网络技术的应用使控制设备之间的连接
更加简便——现场总线开始应用。
过程控制
绪论
生产过程对过程控制的要求：
安全性——（要求在整个生产过程中确保人身和设备的安全）
经济性——（要求在生产同样质量和数量产品所的能量的原材料最少） 稳定性——（要求系统具有抑制外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力）
过程控制的任务：
应用控制理论对控制系统进行分析和综合，采用适宜的技 术手段使系统实现安全性、经济性和稳定性的要求。
过程控制
绪论
过程控制系统的设计与实现步骤：
确定控制目标 选择测量参数（被调量）
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
选择操作量（调节量）
确定控制方案 选择控制算法 选择执行器 设计报警和连锁保护系统 控制系统的调试和投运
（PID)
执行器 给水流量
过程控制
绪论
学习本课程的目的：
建立过程控制系统的基本概念，掌握分析系统和设计系 统的基本方法。对典型系统能够分析和设计。
过程控制
过程控制
绪论
过程控制
主讲人：马平
过程控制
绪论
什么是过程控制？
工业生产过程 指原材料经过若干加工步骤转变成产品并具有一 定生 产规模的过程。 工业生产过程可分为： 连续生产过程
离散生产过程
间歇生产过程（批量生产过程）。
过程控制
绪论
工业生产过程的目标
在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的 途径将原材料加工成预期的合格产品。
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
（PID)
执行器
调节阀
给水流量
过程控制
绪论
扰动2 给定值+ 控制器 执行器 调节阀 对象
扰动1 被调量
测量变送器
过程控制
给定值
控制器
绪论
广义被控对象
被调量
新平衡 状态
原平衡 状态
控制过程 （调节过程）
过程控制
绪论
测量 变送器
ΔP I
PID
控制器 （PID) 执行器 Kv
法。达到对典型系统能够分析和设计的能力。
过程控制
绪论
学习要求：
绪论： 建立过程控制系统的基本概念，了解 现状及发展趋势
第一篇： 要求建立简单控制系统的基本概念；
理解控制系统的品质指标，生产过程被控对象动态特 性的特点，调节规律及调节参数变化对调节过程的影 响，调节阀的结构和工作流量特性；掌握由阶跃响应 曲线建立被控对象动态特性的方法和简单控制系统的
理想条件
原材料
合格产品
控制
干扰
产品？
过程控制
过程控制主要是指连续过程工业的过程控制
过程控制
绪论
教
材：
过程控制 清华大学出版社，金以慧，1993年
教学内容：
绪论 第一篇 简单控制系统 第二篇 复杂控制系统
第十章 火电厂热工过程控制系统
过程控制
绪论
学习目的：
通过本课程的学习，建立过程控制系统的
基本概念，掌握分析系统和设计系统的基本方
2．控制系统
控制仪表和生产过程通过信号的传递互相联系起 来就构成控制系统。
3．被调量（被控制量）
表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的
物理量。
过程控制
绪论
4．给定值
按生产要求被调量必须维持的希望值（简称给定 值）。 5．调节机构 可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置。
F(x)
控制系统结构图
过程控制
绪论
被调量 给定值
控制器 广义被控对象
r +
y
Gc(s) Gp(s)
-
控制系统原理图
过热蒸汽
给水 流量
过程控制
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
被调量
（PID)
执行器 给水流量
过程控制
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 （PID) 执行器 给水流量 水位H
过热蒸汽
调节量
过程控制
6．控制量（调节量）
由操作者或调节机构(阀门、挡板等)改变的输入物 理量，用以控制被调量的变化。称为控制量。 7．扰动 引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。
过程控制
绪论
8．控制过程（调节过程）
原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，
被调量偏离原来平衡状态，通过施加调节作用使被调 量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为控制（调节） 过程。 9．系统工艺流程图：包括被控对象和控制设备的控制
系统示意图
10．控制系统结构方框图：不包括被控对象，描述控 制系统结构和控制功能的方框图 11．控制系统原理图：用传递函数描述控制系统的方 框图
过程控制
绪论
过程控制的发展经历了三个阶段：
50年代：经典控制理论，简单系统，基地式气动仪表。
60—70年代：现代控制理论，以状态空间分析为基础，
揭示系统内在的规律性，为高水平的自动化奠定了基础，
工程整定方法
过程控制
绪论
第二篇：要求建立串级控制、比值控制、前馈控
制、大迟延系统和解耦控制的基本概念，理解这
些控制的基本特点和设计原理，掌握这些控制系 统的基本设计方法和基本整定方法 第十章： 要求了解火电厂热工控制基本组成，掌 握负荷控制、燃烧控制、给水控制及汽温控制的
常规设计方法。
过程控制
绪论
过程控制
绪论
过程控制
绪论
汽包炉汽水生产过程
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H 过热蒸汽
广义被控对象 （广义过程）
被 调 量
定值+
（PID)
执行器
控制器
执行器
调节阀
对象
测量变送器
给水 流量
被调量
控制器 广义被控对象
给定值
过程控制
绪论
名词术语 1．生产过程（被控对象）
生产设备以及所发生的物理和化学变化的过程。
绪论
本课程学习内容：
1. 过程控制系统的基本要求 2. 生产过程的动态特性常用描述方法及特点 3. 调节器的动态规律及对控制系统的控制作用 4. 简单控制系统分析和设计方法 5. 串级控制、前馈——反馈控制、比值控制 6. 多变量控制系统
7. 火电厂热工控制系统实例分析
过程控制
绪论
饱和蒸汽 水位H
参考书：
1 热工自动控制系统 中国电力出版社，李遵基， 1999年 2 过程控制工程（第二版） 中国石化出版社，蒋 慰孙、俞金寿编著，1999年
3 工业过程控制工程 化学工业出版社，王树青等， 2003年
过程控制
绪论
答疑方式及安排
1 课间答疑 2 每周三下午4：30以后
3 邮件答疑E-mail：maping2067@
电动单元组合仪表及早期的直接数字控制DDC（计算机 仪表）。
70年代—20世纪末：智能控制理论，将控制理论与其它
学科相互交叉、渗透和结合，DCS集散控制系统
21世纪：计算机网络技术的应用使控制设备之间的连接
更加简便——现场总线开始应用。
过程控制
绪论
生产过程对过程控制的要求：
安全性——（要求在整个生产过程中确保人身和设备的安全）
经济性——（要求在生产同样质量和数量产品所的能量的原材料最少） 稳定性——（要求系统具有抑制外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力）
过程控制的任务：
应用控制理论对控制系统进行分析和综合，采用适宜的技 术手段使系统实现安全性、经济性和稳定性的要求。
过程控制
绪论
过程控制系统的设计与实现步骤：
确定控制目标 选择测量参数（被调量）
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
选择操作量（调节量）
确定控制方案 选择控制算法 选择执行器 设计报警和连锁保护系统 控制系统的调试和投运
（PID)
执行器 给水流量
过程控制
绪论
学习本课程的目的：
建立过程控制系统的基本概念，掌握分析系统和设计系 统的基本方法。对典型系统能够分析和设计。
过程控制
过程控制
绪论
过程控制
主讲人：马平
过程控制
绪论
什么是过程控制？
工业生产过程 指原材料经过若干加工步骤转变成产品并具有一 定生 产规模的过程。 工业生产过程可分为： 连续生产过程
离散生产过程
间歇生产过程（批量生产过程）。
过程控制
绪论
工业生产过程的目标
在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的 途径将原材料加工成预期的合格产品。
绪论
饱和蒸汽 测量 变送器 控制器 水位H
过热蒸汽
（PID)
执行器
调节阀
给水流量
过程控制
绪论
扰动2 给定值+ 控制器 执行器 调节阀 对象
扰动1 被调量
测量变送器
过程控制
给定值
控制器
绪论
广义被控对象
被调量
新平衡 状态
原平衡 状态
控制过程 （调节过程）
过程控制
绪论
测量 变送器
ΔP I
PID
控制器 （PID) 执行器 Kv
法。达到对典型系统能够分析和设计的能力。
过程控制
绪论
学习要求：
绪论： 建立过程控制系统的基本概念，了解 现状及发展趋势
第一篇： 要求建立简单控制系统的基本概念；
理解控制系统的品质指标，生产过程被控对象动态特 性的特点，调节规律及调节参数变化对调节过程的影 响，调节阀的结构和工作流量特性；掌握由阶跃响应 曲线建立被控对象动态特性的方法和简单控制系统的
理想条件
原材料
合格产品
控制
干扰
产品？
过程控制
过程控制主要是指连续过程工业的过程控制
过程控制
绪论
教
材：
过程控制 清华大学出版社，金以慧，1993年
教学内容：
绪论 第一篇 简单控制系统 第二篇 复杂控制系统
第十章 火电厂热工过程控制系统
过程控制
绪论
学习目的：
通过本课程的学习，建立过程控制系统的
基本概念，掌握分析系统和设计系统的基本方