1、2021-11-241q1.1 1.1 過程控制系統(tǒng)的定義與組成過程控制系統(tǒng)的定義與組成q1.2 1.2 過程控制的特點過程控制的特點q1.3 1.3 性能指標性能指標q1.4 1.4 過程控制系統(tǒng)的類別過程控制系統(tǒng)的類別第一章第一章 緒論緒論v1.1.1過程控制系統(tǒng)的定義2021-11-2422021-11-243進進料料口口出出料料口口H玻璃管液位計玻璃管液位計進進料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器調調節(jié)節(jié)器器常見常見 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)2021-11-244水槽液位控制 F1LC工作過程：F1增加 L增加 變送器輸出信號增加 偏差（測量值-設定值）為正、增加 控制器輸出增加 閥開度增

2、加 F2增加 L降低； F22021-11-245常見常見 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)2021-11-246常見過程控制系統(tǒng)常見過程控制系統(tǒng)熱空氣燃料燃料嘴爐膛汽包過熱器減溫器PMD負荷設備調節(jié)閥過熱蒸汽送負荷設備爐墻省煤器熱空氣送往爐膛給水空氣預熱器冷空氣煙氣(經引風機送往煙囪)2021-11-247鍋爐設備的三大控制系統(tǒng)給水量減溫水燃料量送風量引風量水 位蒸汽溫度蒸汽壓力過?？諝鉅t膛負壓負荷鍋爐設備主要控制系統(tǒng)：（1）鍋爐汽包水位的控制；）鍋爐汽包水位的控制； （2）鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制；）鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制； （3）過熱蒸汽系統(tǒng)的控制。）過熱蒸汽系統(tǒng)的控制。2021-11-248常見過程控制

3、系統(tǒng)常見過程控制系統(tǒng)（a）手動控制 （b）自動控制蒸汽汽包省煤器給水LTLC蒸汽汽包省煤器給水玻璃管液位計鍋爐汽包液位控制2021-11-249常見常見 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)2021-11-2410常見常見 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)2021-11-2411工作原理：燃油量增加 T2增大 T1增大變送器輸出信號增加 偏差（測量值-設定值）為正、增加 控制器輸出減小 （反作用）閥開度減小 燃油量降低討論：分析原油量減少的控制過程；加熱爐溫度控制鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)2021-11-24122021-11-24131.1.2 控制系統(tǒng)組成簡單控制系統(tǒng)由檢測變送單元、控制器、執(zhí)行器和被控對象組成

4、。簡單控制系統(tǒng)由檢測變送單元、控制器、執(zhí)行器和被控對象組成。 被控對象被控對象：是指某些被控制的裝置或設備。例如加熱爐、高爐、沸是指某些被控制的裝置或設備。例如加熱爐、高爐、沸騰爐、回轉窯以及貯藏物料的槽罐或輸送物料的管段等。騰爐、回轉窯以及貯藏物料的槽罐或輸送物料的管段等。 檢測元件和變送器檢測元件和變送器：用于檢測被控變量，并將檢測到的信號轉換為：用于檢測被控變量，并將檢測到的信號轉換為標準信號輸出。標準信號輸出。 控制器控制器：用于將檢測變送單元的輸出信號與設定值信號進行比較，：用于將檢測變送單元的輸出信號與設定值信號進行比較，按一定的控制規(guī)律對其偏差信號進行運算，運算結果輸出到執(zhí)行器。

5、按一定的控制規(guī)律對其偏差信號進行運算，運算結果輸出到執(zhí)行器。 執(zhí)行器執(zhí)行器：執(zhí)行器接收控制器的輸出信號，通過改變執(zhí)行器節(jié)流件的：執(zhí)行器接收控制器的輸出信號，通過改變執(zhí)行器節(jié)流件的流通面積來改變操縱變量。流通面積來改變操縱變量。2021-11-2414控制器控制器被控對象被控對象測量變送裝置測量變送裝置+SP執(zhí)行器執(zhí)行器2021-11-24152021-11-24162021-11-24172021-11-2418鍋爐磁力水位儀鍋爐磁力水位儀射頻導納物位計射頻導納物位計電動浮筒液位計電動浮筒液位計2021-11-2419TP-HW2000紅外碳硫分析儀紅外碳硫分析儀紅外線氣體分析器紅外線氣體分析

6、器二氧化碳二氧化碳/溫度檢測儀溫度檢測儀2021-11-2420控制器控制器被控對象被控對象測量變送裝置測量變送裝置+SP執(zhí)行器執(zhí)行器壓力變送器壓力變送器一體式溫度變送器一體式溫度變送器擴散硅液位變送器擴散硅液位變送器2021-11-2421控制器控制器被控對象被控對象測量變送裝置測量變送裝置+SP執(zhí)行器執(zhí)行器數字調節(jié)器數字調節(jié)器模擬調節(jié)器模擬調節(jié)器2021-11-2422控制器控制器被控對象被控對象測量變送裝置測量變送裝置+SP執(zhí)行器執(zhí)行器直行程電動執(zhí)行器直行程電動執(zhí)行器2021-11-24231.2 過程控制的特點1、系統(tǒng)由過程檢測控制儀表組成、系統(tǒng)由過程檢測控制儀表組成 2、被控對象多樣

7、性、被控對象多樣性 3、過程存在滯后、過程存在滯后4、過程特性非線性、過程特性非線性5、控制系統(tǒng)比較復雜、控制系統(tǒng)比較復雜6、定值控制是過程控制的一種主要控、定值控制是過程控制的一種主要控制形式制形式1.3 過程控制系統(tǒng)的性能指標v1.3.1過程控制系統(tǒng)的過渡過程2021-11-2424v1.3.2過程控制系統(tǒng)的性能指標v1、衰減比n和衰減率2021-11-2425v2、動態(tài)偏差v3、靜態(tài)偏差v4、調整時間Tcv 被控量在穩(wěn)定值的5%(或2%)以內，達到新的平衡狀態(tài)所經歷的的時間。2021-11-24262021-11-24271.4 過程控制系統(tǒng)的分類（一）按劃分過程控制類別的方式： 1、按

8、參數分類：溫度、壓力、流量及液位控制系、按參數分類：溫度、壓力、流量及液位控制系統(tǒng)統(tǒng) 2、按任務分類：定值、前饋、比值、均勻、分程、按任務分類：定值、前饋、比值、均勻、分程及自適應控制系統(tǒng)及自適應控制系統(tǒng) 3、按動作規(guī)律：比例、比例積分、比例積分微分、按動作規(guī)律：比例、比例積分、比例積分微分及位式控制系統(tǒng)及位式控制系統(tǒng) 4、按構成回路：開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、按構成回路：開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng) 5、按處理信號：模擬、數字控制系統(tǒng)、按處理信號：模擬、數字控制系統(tǒng) 6、按是否采用計算機：常規(guī)儀表、計算機控制系統(tǒng)、按是否采用計算機：常規(guī)儀表、計算機控制系統(tǒng)v（二）按設定值的形式 v 1、定值控制系統(tǒng)v 2、

9、隨動控制系統(tǒng)v 3、程序控制系統(tǒng)2021-11-24282021-11-24292021-11-24302021-11-2431t01234T52021-11-2432過程控制儀表與裝置的分類過程控制儀表與裝置的分類按能源形式分類按能源形式分類按信號類型分類按信號類型分類按結構形式分類按結構形式分類2021-11-2433按能源形式分類按能源形式分類 可分為電動、氣動、液動和機械式等。工業(yè)上普遍使可分為電動、氣動、液動和機械式等。工業(yè)上普遍使用電動和氣動控制儀表。用電動和氣動控制儀表。 表表1-1 1-1 電動控制儀表和氣動控制儀表的比較電動控制儀表和氣動控制儀表的比較電動控制儀表電動控制儀表

10、 氣動控制儀表氣動控制儀表 能源能源 電源（電源（220VAC220VAC） （24V DC24V DC） 氣源（氣源（140 kPa140 kPa） 傳輸信號傳輸信號電信號（電流、電壓或脈沖）電信號（電流、電壓或脈沖）氣壓信號氣壓信號 構成構成 電子元器件（電阻、電容、電子放電子元器件（電阻、電容、電子放大器、集成電路等）大器、集成電路等）氣動元件（氣阻、氣氣動元件（氣阻、氣容、氣動放大器等）容、氣動放大器等） 接線接線 導線，印刷電路板導線，印刷電路板 導管，管路板導管，管路板 2021-11-2434按信號類型分類按信號類型分類 模擬式模擬式控制儀表由模擬元器件構成，其控制儀表由模擬元器件構成，其傳輸信號為連續(xù)變化的模擬量，如電流、電傳輸信號為連續(xù)變化的模擬量，如電流、電壓、氣壓信號等。壓、氣壓信號等。 數字式數字式控制