第1章緒論P(yáng)Pt(1)

1、 第第1 1章章 緒論緒論1 1）掌握過程控制的定義、要求和任務(wù)，）掌握過程控制的定義、要求和任務(wù)， 了解過程控制的發(fā)展?fàn)顩r；了解過程控制的發(fā)展?fàn)顩r；2 2）掌握過程控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、類型）掌握過程控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、類型及其性能指標(biāo)；及其性能指標(biāo)；3 3）了解過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和儀表的類）了解過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和儀表的類型與發(fā)展；型與發(fā)展；4 4）掌握儀表的信號制及防爆系統(tǒng)的構(gòu)成。）掌握儀表的信號制及防爆系統(tǒng)的構(gòu)成。過程控制的特點(diǎn)、任務(wù)及功能要求過程控制的特點(diǎn)、任務(wù)及功能要求 一、什么是過程控制？它有何作用？適用的生產(chǎn)過程一、什么是過程控制？它有何作用？適用的生產(chǎn)過程? ? 二、過

2、程控制的特點(diǎn)、任務(wù)及功能要求二、過程控制的特點(diǎn)、任務(wù)及功能要求 （一）（一） 過程控制的特點(diǎn)過程控制的特點(diǎn) 1.1.組成（過程，系列化儀表）；組成（過程，系列化儀表）； 2.2.設(shè)計(jì)難（過程的復(fù)雜性，模型的不精確性）；設(shè)計(jì)難（過程的復(fù)雜性，模型的不精確性）； 3.3.要求高（控制方案豐富）；要求高（控制方案豐富）； 4.4.慢過程、參量控制；慢過程、參量控制； 5.5.定值控制定值控制 （二）（二） 過程控制的要求、任務(wù)及功能過程控制的要求、任務(wù)及功能 1.1.要求與任務(wù)（安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性），要求與任務(wù)（安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性），（了解工藝、獲取模型、分析設(shè)計(jì)、物理實(shí)現(xiàn)）；（了解工藝、獲

3、取模型、分析設(shè)計(jì)、物理實(shí)現(xiàn)）； 2.2.功能（圖功能（圖1 11 1） （1 1）測量變送與執(zhí)行；測量變送與執(zhí)行； （2 2）操作安全與環(huán)保；操作安全與環(huán)保； （3 3）常規(guī)與高級控制；常規(guī)與高級控制； （4 4）實(shí)時(shí)優(yōu)化；實(shí)時(shí)優(yōu)化； （5 5）決策與計(jì)劃決策與計(jì)劃 1.1.3 1.1.3 ( (一）一） （1）被控參數(shù)（亦稱系統(tǒng)輸出）y(t)： 被控過程內(nèi)要求保持穩(wěn)定的工藝參數(shù)；（2）控制參數(shù)（亦稱操作變量控制介質(zhì)）q(t)：使被控參數(shù)保持期望值的物料量或能量；（3）干擾量f(t)：除被控參數(shù)外，作用于被控過程并引起被控參數(shù)變化的各種因數(shù)；（4）設(shè)定值r(t)：與被控參數(shù)相對應(yīng)的設(shè)定值；（5

4、）反饋值z(t)：被控參數(shù)經(jīng)測量變送 后的實(shí)際測量值；（6）偏差e(t)：設(shè)定值與反饋值之差；（7）控制作用u(t)：控制器的輸出值。 （二）過程控制系統(tǒng)的分類（二）過程控制系統(tǒng)的分類1.1.分類方法分類方法（被控量名稱、多少、特定工藝、（被控量名稱、多少、特定工藝、工具）；工具）；2.2.安結(jié)構(gòu)分類：安結(jié)構(gòu)分類：1）反饋控制；反饋控制；2）前饋控制；前饋控制；3）復(fù)合控制。復(fù)合控制。3.3.安設(shè)定值分類：安設(shè)定值分類：1）定值控制；定值控制；2）伺服控制；伺服控制；3）順序控制。順序控制。 (1)(1)衰減比衰減比n n（衰減率（衰減率）兩個(gè)相鄰的同向波峰值之比兩個(gè)相鄰的同向波峰值之比:衰減

5、率定義為一個(gè)周期后波動幅度衰減的程度衰減率定義為一個(gè)周期后波動幅度衰減的程度:衰減比與衰減率的單值對應(yīng)關(guān)系，如衰減比為衰減比與衰減率的單值對應(yīng)關(guān)系，如衰減比為4：1或或10：1時(shí)，則衰減率時(shí)，則衰減率為為0.75或或0.9。（2 2）最大動態(tài)偏差和超調(diào)量）最大動態(tài)偏差和超調(diào)量: : 二階系統(tǒng)： (3)(3)殘余偏差（穩(wěn)態(tài)誤差、靜差）殘余偏差（穩(wěn)態(tài)誤差、靜差）: : 定值系統(tǒng)： (4)(4)調(diào)節(jié)時(shí)間、上升時(shí)間、振蕩頻率調(diào)節(jié)時(shí)間、上升時(shí)間、振蕩頻率12BnB131BBB()()100%()pyyyt%1001n)()(yre)()(ye2 2）安全火花型防爆等級：）安全火花型防爆等級：30V30V

6、DC;DC;最小引爆電流（表最小引爆電流（表1 11 1）2.數(shù)字式儀表的通信標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字式儀表的通信標(biāo)準(zhǔn)（不統(tǒng)一；內(nèi)容：信息格式、編碼方式、信號發(fā)送與接收、接口標(biāo)準(zhǔn)等）（不統(tǒng)一；內(nèi)容：信息格式、編碼方式、信號發(fā)送與接收、接口標(biāo)準(zhǔn)等）3.能源供給能源供給直流集中供電的優(yōu)點(diǎn)直流集中供電的優(yōu)點(diǎn)：1）體積）體積、重量、重量、溫升、溫升 2）防停電能力）防停電能力 3）無交流，易于防爆）無交流，易于防爆1.2.3 防爆儀表與防爆系統(tǒng)防爆儀表與防爆系統(tǒng)1.安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 1）防爆性能：本質(zhì)安全與非本質(zhì)安全；）防爆性能：本質(zhì)安全與非本質(zhì)安全；2.安全火花型防爆系統(tǒng)安全火花型防爆系統(tǒng)（圖（圖19） 條件條件:現(xiàn)場儀表為安全現(xiàn)場儀表為安全火花型；安全防爆火花型；安全防爆柵隔離。柵隔離。n表表1-1 1-1 爆炸性混合物最小引爆電流的等級爆炸性混合物最小引爆電流的等級n如如DDZ-型儀表防爆等級為型儀表防爆等級為“He”：“H”-安全火花型；安全火花型；“”最小引爆電流為最小引爆電流為級，即低于級，即低于70mA；e-周圍氣體自燃溫度為周圍氣體自燃溫度為100，低于此溫度，即可保證在低于此溫度，即可保證在e組氣體中不自燃起爆。組氣體中不自燃起爆。級別級別最小引爆電流最小引爆電流（mAmA）爆炸性混合物種類爆炸性混合物種類i i120120甲烷，乙烷，汽油，甲醇，乙醇，丙