中控DCS基礎(chǔ)知識

1、DCSDCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識 孟慶浩孟慶浩 20152015年年0303月月 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 DCS系統(tǒng)概述及特點 DCS系統(tǒng)發(fā)展歷史 DCS基礎(chǔ)知識 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識 簡單控制系統(tǒng) 復(fù)雜控制系統(tǒng) DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫 （Distributed Control System），在國內(nèi)自控 行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。 它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成 的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)， 綜合了計算機(Computer)、通訊 (Communication)、顯示(CRT)和控制(Control) 等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中 操作

2、、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 高可靠性高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機 上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一 臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能 的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承 擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功 能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機， 從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提 高。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 開放性開放性 DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化 設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通 信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng) 功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通 信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)

3、絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其 他計算機的工作。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 靈活性靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進 行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相 互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控 制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需 的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所 需的控制系統(tǒng)。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 易于維護易于維護 功能單一的小型或微型專用計算機，具有 維護簡單、方便的特點，當某一局部或某個 計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng) 運行的情況下在線更換，迅速排除故障。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各

4、種數(shù)據(jù)， 整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制 系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 DCS系統(tǒng)概述及特點系統(tǒng)概述及特點 控制功能齊全控制功能齊全 控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和 批處理控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解 耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進控制，并可方 便地加入所需的特殊控制算法。 DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 1975 年美國最大的儀表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的綜合分散控制系統(tǒng) TDC2000 ( Toal Distributed Control-2000),這 一系統(tǒng)的發(fā)表,立即引起美國工業(yè)控制界高 度評價，稱之為“最鼓舞人心的事件”。 世界各國的各大公司也紛紛仿效，

5、推出了 一個又一個集散系統(tǒng)，從此過程控制進入 了集散系統(tǒng)的新時期。 DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 第一階段第一階段 1975-1980，在這個時期集散控制系統(tǒng)的技術(shù) 特點表現(xiàn)為： 1）采用微處理器為基礎(chǔ)的控制單元，實現(xiàn)分 散控制，有各種各樣的算法，通過組態(tài)獨立完成 回路控制，具有自診斷功能 2）采用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分 離，實現(xiàn)集中監(jiān)視，集中操作 3）采用較先進的冗余通信系統(tǒng) DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 第二階段第二階段 19801985.，在這個時期集散控制系統(tǒng)的 技術(shù)特點表現(xiàn)為： 1）微處理器的位數(shù)提高，CRT顯示器的分 辨率提高 2）強化的模塊化系統(tǒng) 3）強化了系統(tǒng)信息管理，加強通信

6、功能 DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 第三階段第三階段 1985-2000，集散系統(tǒng)進入第三代，其技術(shù) 特點表現(xiàn)為： 1）采用開放系統(tǒng)管理 2）操作站采用32位微處理器 3）采用實時多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng) DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 第四第四階段階段 2000年以后，DCS系統(tǒng)進入第四代，技術(shù)特點 主要表現(xiàn)為： 體系結(jié)構(gòu)主要分為四層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場儀表層、 控制裝置單元層、工廠（車間）層和企業(yè)管理層。 一般DCS廠商主要提供除企業(yè)管理層之外的三層 功能，而企業(yè)管理層則通過提供開放的數(shù)據(jù)庫接 口，連接第三方的管理軟件平臺（ERP、CRM、 SCM等）。所以說，當今DCS主要提供工廠（車 間）級的所有控制和管理功能

7、，并集成全企業(yè)的 信息管理功能。 DCS發(fā)展歷史發(fā)展歷史 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識 儀表功能標志 儀表功能常用字母 附加功能符號（字母Y） 儀表常用縮寫字母 儀表常用圖形符號 ECS-700流程圖畫面 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表功能標志儀表功能標志 儀表功能標志組成儀表功能標志組成 儀表功能標志由一個首字母及一個或二至三個后繼 字母組成。示例如下： 例例1 PI-功能標志 P-首位字母（表示被測變量類型為壓力） I-后繼字母（表示指示功能） 例例2 TIC-功能標志 T-首位字母（表示被測變量類型為溫度） IC-后繼字母（表示指示功能+控制功能） DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表功能標志儀表功能標志

8、儀表功能標志組成儀表功能標志組成 例例3 HIC-功能標志 H-首位字母（表示手動操作） IC-后繼字母（表示指示功能+控制功能） 例例4 FFICA-功能標志 FF-首位字母（表示被測變量類型為流 量+修飾字母功能為比值） ICA-后繼字母（表示指示功能+控制功能 +報警功能） DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表功能標志儀表功能標志 儀表位號儀表位號 儀表位號由儀表功能標志與儀表回路編號兩部分組 成。示例如下： 例例1 FIC-1206-儀表位號 FIC-功能標志 1206-回路編號 例例2 12TIC1001-儀表位號 TIC-功能標志 12+1001-回路編號 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表功能標志

9、儀表功能標志 儀表位號儀表位號 回路編號可以用工序號加儀表順序號組成（例1）， 也可用其他規(guī)定的方法進行編號。示例如下： 例例1 FIC-1206-儀表位號 12-工序號（一般用兩位數(shù)字，也可用 三位數(shù)字） 06-儀表順序號（一般用兩位數(shù)字，也 可用三位數(shù)字） 例例2 12TIC1001-儀表位號 12-工序號 1001-儀表順序號 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用字母儀表常用字母 功能字母代號功能字母代號 首位字母首位字母后繼字母后繼字母 被測變量被測變量修飾詞修飾詞讀出功能讀出功能輸出功能輸出功能修飾詞修飾詞 A分析報警 C控制 D密度差 F流量比值 H手動高 I指示 L物位低 P壓力 DC

10、S基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用字母儀表常用字母 功能字母代號功能字母代號 首位字母首位字母后繼字母后繼字母 被測變量被測變量修飾詞修飾詞讀出功能讀出功能輸出功能輸出功能修飾詞修飾詞 Q累計 S聯(lián)鎖 T溫度變送 V振動閥門 XX軸 YY軸 Z位置Z軸 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用字母儀表常用字母 常用組合字母表常用組合字母表 首位字母首位字母后繼字母后繼字母 被測變量被測變量 讀出功能讀出功能輸出功能輸出功能 檢測檢測 元件元件 E 指示指示 I 記錄記錄 R 報警報警A 變送變送 器器 T 控制器控制器C 功能功能 Y 閥門閥門 V 聯(lián)鎖聯(lián)鎖S AHAL 指示指示 I 記錄記錄 R SHSL A

11、分析AEAIARAAHAALATAICARCAYAVASHASL D密度DEDIDRDAHDALDTDICDRCDYDVDSHDSL F流量FEFIFRFAHFALFTFICFRCFYFVFSHFSL FF流量比FFEFFIFFRFFAHFFALFFTFFICFFRCFFYFFVFFSHFFSL H手動HICHV L物位LELILRLAHLALLTLICLRCLYLVLSHLSL DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用字母儀表常用字母 常用組合字母表常用組合字母表 首位字母首位字母后繼字母后繼字母 被測變量被測變量 讀出功能讀出功能輸出功能輸出功能 檢測檢測 元件元件 E 指示指示 I 記錄記錄 R

12、報警報警A 變送變送 器器 T 控制器控制器C 功能功能 Y 閥門閥門 V 聯(lián)鎖聯(lián)鎖S AHAL 指示指示 I 記錄記錄 R SHSL P壓力PEPIPRPAHPALPTPICPRCPYPVPSHPSL PD壓差PDEPDIPDRPDAHPDALPDTPDICPDRCPDYPDVPDSHPDSL T溫度TETITRTAHTALTTTICTRCTYTVTSHTSL V振動VEVIVRVAHVALVTVYVZVSH W質(zhì)量WEWIWRWAHWALWTWICWRCWYWVWSHWSL Z位置ZEZIZRZAHZALZTZICZRCZYZVZSH DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識附加功能符號（字母附加功能符號（

13、字母Y） 附加功能符號（字母附加功能符號（字母Y）HG/T 20505-2000 序號序號功能功能符號符號數(shù)學(xué)方程式數(shù)學(xué)方程式說明說明 1和M=X1+X2+.Xn輸出等于輸入信號的代數(shù)和 2平均值/n 輸出等于輸入信號的代數(shù)和除以輸入信號 的數(shù)目 3差M=X1-X2輸出等于輸入信號的代數(shù)差 4比值K 1:1 2:1M=Kx輸入與輸入成正比 5乘法xM=X1X2輸出等于兩個輸入信號的乘積 6除法輸出等于兩個輸入信號的商 7高選 M=X1當X1X2 M=X2當X2X1 輸出等于幾個輸入信號中最大值 8低選 M=X1當X1X2 M=X2當X2X1 輸出等于幾個輸入信號中最小值 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識

14、儀表常用縮寫字母儀表常用縮寫字母 儀表常用縮寫字母儀表常用縮寫字母 序號序號縮寫縮寫說明說明 1AC交流電 2A/M自動/手動 3AND“與”門 4AVG平均值 5DC直流電 6FC故障關(guān) 7FI故障保持 8FO故障開 9H高 10HH高高 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用縮寫字母儀表常用縮寫字母 儀表常用縮寫字母儀表常用縮寫字母 序號序號縮寫縮寫說明說明 11IA儀表空氣 12IN輸入 13L低 14LL低低 15MAX最大 16MIN最小 17NOT“非”門 18OR“或”門 19OUT輸出 20PID比例積分微分調(diào)節(jié) DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用圖形符號儀表常用圖形符號 儀表常用圖形符號

15、儀表常用圖形符號 常規(guī)儀表圖形為細實線圓圈，圖例如下： DCS圖形由細實線正方形與內(nèi)切圓組成，圖例如下： 可編程邏輯控制器圖形由細實線正方形與內(nèi)接四邊形組成，圖例如下： 聯(lián)鎖系統(tǒng)圖形為細實線菱形，菱形中標注“I”（Interlock縮寫），在局部聯(lián)鎖系統(tǒng)多時， 應(yīng)將聯(lián)鎖系統(tǒng)編號，圖例如下： I I xxx DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識儀表常用圖形符號儀表常用圖形符號 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面流程圖畫面 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面流程圖畫面 監(jiān)控界面簡介監(jiān)控界面簡介 工具欄工具欄 鼠標放至圖標上方對應(yīng)畫面名稱即有提示 工具欄可實現(xiàn)畫面選擇、切換、操作、設(shè)置等。

16、 信息欄信息欄 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面流程圖畫面 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 HMI控制臺右上角的編輯框用于顯示系統(tǒng)當前位號，編輯 框右邊的按鈕和下拉菜單用于進行對當前位號的操作。 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 報警確認： 點擊后確認當前報警（當前顯示的報警中 被選中的那一個報警），當前用戶有確認權(quán)限的才能進行 確認。 取消報警選中： 點擊后釋放選中狀態(tài)（即當前顯示的 報警中被選中的那一個報警取消選中）。 過程報警： 彈出過程報警表，顯示當前操作小組下的 所有過程報警信

17、息。 系統(tǒng)報警： 彈出系統(tǒng)報警表，若產(chǎn)生了系統(tǒng)報警則按 鈕背景顯示紅色，若有未確認的系統(tǒng)報警，則背景紅色閃 爍。 狀態(tài)表： 彈出各狀態(tài)表（強制表、OOS表、故障安全、 故障恢復(fù)、報警屏蔽表、抖動開關(guān)量表、超量程表、仿真 表）。可顯示各種狀態(tài)的實時和歷史記錄。 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 報警確認： 點擊后確認當前報警（當前顯示的報警中 被選中的那一個報警），當前用戶有確認權(quán)限的才能進行 確認。 取消報警選中： 點擊后釋放選中狀態(tài)（即當前顯示的 報警中被選中的那一個報警取消選中）。 過程報警： 彈出過程報警表，顯示當前操作小組下的 所有過程報警信息。 系統(tǒng)報警： 彈出系統(tǒng)報警表，若產(chǎn)

18、生了系統(tǒng)報警則按 鈕背景顯示紅色，若有未確認的系統(tǒng)報警，則背景紅色閃 爍。 狀態(tài)表： 彈出各狀態(tài)表（強制表、OOS表、故障安全、 故障恢復(fù)、報警屏蔽表、抖動開關(guān)量表、超量程表、仿真 表）?？娠@示各種狀態(tài)的實時和歷史記錄。 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面流程圖畫面 AI位號儀表面板及說明AO位號儀表面板及說明 DCS基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面流程圖畫面 DI位號儀表面板及說明DO位號儀表面板及說明 DCS基礎(chǔ)知識ECS-700流程圖畫面 每個儀表面板中都有四個跳轉(zhuǎn)按鈕，每個儀表面板中都有四個跳轉(zhuǎn)按鈕， 其功能分別打開與位號關(guān)聯(lián)的各個畫面其功能分別打開與位號關(guān)聯(lián)的各個

19、畫面 流程圖 趨勢圖 歷史報警 調(diào)整畫面 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識 程序概述 編程語言 數(shù)據(jù)類型 變量類型 邏輯運算功能 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識程序概述程序概述 IEC 61131 - 3是可編程序控制器的編程語言的標準， 它將現(xiàn)代軟件的概念和現(xiàn)代軟件工程的機制與傳 統(tǒng)的PLC編程語言成功地結(jié)合，使它在工業(yè)控制領(lǐng) 域的影響越出PLC的界限，成為DCS、IPC、PAC、 PC控制、運動控制以及SCADA的編程系統(tǒng)事實上 的標準。 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識編程語言編程語言 圖形化編程語言圖形化編程語言 功能塊圖（FBD:Function Block Diagram） 梯形

20、圖 （LD ：Ladder Diagram） 順控圖 （SFC：Sequential Function Chart） 文本化文本化編程語言編程語言 結(jié)構(gòu)化文本 （ST： Structured Text） 指令表 （IL ：Instruction List） 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識編程語言編程語言 VisualField系統(tǒng)軟件符合IEC61131-3標準，為用戶 提供高效的圖形編程環(huán)境。 編輯工具：功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、 順控圖（ SFC ）、結(jié)構(gòu)化文本（ST） 。 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識變量變量類型類型 聯(lián)鎖

21、邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識邏輯運算功能邏輯運算功能 與門與門是對兩個是對兩個BOOL 型的變量進行邏輯與運算。型的變量進行邏輯與運算。 邏輯符號邏輯符號 真值表真值表 輸入輸入A輸入輸入B輸出輸出Y 000 010 100 111 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識邏輯運算功能邏輯運算功能 或門或門是對兩個是對兩個BOOL 型的變量進行或運算。型的變量進行或運算。 邏輯符號邏輯符號 真值表真值表 輸入輸入A輸入輸入B輸出輸出Y 000 011 101 111 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識邏輯運算功能邏輯運算功能 非門非門是對輸入是對輸入BOOL 型的變量進行邏輯非運算。型的變量進行邏輯非運

22、算。 邏輯符號邏輯符號 真值表真值表 輸入輸入A輸出輸出Y 01 10 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識邏輯運算功能邏輯運算功能 RS觸發(fā)器觸發(fā)器復(fù)位復(fù)位優(yōu)先型優(yōu)先型RS 觸發(fā)器是最基本的時序邏輯裝置，任意時觸發(fā)器是最基本的時序邏輯裝置，任意時 刻，功能塊的輸出不僅與該時刻的刻，功能塊的輸出不僅與該時刻的輸入輸入BOOL 型變量有關(guān)，還與原來的狀型變量有關(guān)，還與原來的狀 態(tài)有關(guān)，是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在態(tài)有關(guān)，是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在RS 觸發(fā)器中，由于觸發(fā)器中，由于輸入信號輸入信號的觸發(fā)，的觸發(fā)， 它的輸出從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)，并長期保持，直到下一個觸發(fā)它的輸出從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)，

23、并長期保持，直到下一個觸發(fā) 信號來臨，信號來臨，具有記憶具有記憶功能。功能。 邏輯符號邏輯符號 真值表真值表 SRQ 110 101 010 00保持 聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識聯(lián)鎖邏輯基礎(chǔ)知識邏輯運算功能邏輯運算功能 SR觸發(fā)器觸發(fā)器置位優(yōu)先型置位優(yōu)先型SR 觸發(fā)器是最基本的時序邏輯裝置，任意時觸發(fā)器是最基本的時序邏輯裝置，任意時 刻，功能塊的輸出不僅與該時刻的刻，功能塊的輸出不僅與該時刻的輸入輸入BOOL 型變量有關(guān)，還與原來的狀型變量有關(guān)，還與原來的狀 態(tài)有關(guān)，是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在態(tài)有關(guān)，是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在SR 觸發(fā)器中，由于觸發(fā)器中，由于輸入信號輸入信號的觸發(fā)，的觸發(fā)， 它的輸出從一個穩(wěn)態(tài)

24、轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)，并長期保持，直到下一個觸發(fā)它的輸出從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)，并長期保持，直到下一個觸發(fā) 信號來臨，信號來臨，具有記憶具有記憶功能功能。 邏輯符號邏輯符號 真值表真值表 SRQ 111 101 010 00保持 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng) 概述概述 簡單簡單控制系統(tǒng)的幾大參數(shù)控制系統(tǒng)的幾大參數(shù) 三三種控制器的比較種控制器的比較 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)概述概述 簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個 控制閥和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制閥和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。 簡單簡單控制系統(tǒng)

25、控制系統(tǒng)概述概述 簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個 控制閥和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂崎y和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)簡單簡單控制系統(tǒng)的幾大參數(shù)控制系統(tǒng)的幾大參數(shù) 從上圖從上圖中可知簡單控制系統(tǒng)由四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象、測量中可知簡單控制系統(tǒng)由四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象、測量 變送裝置、控制器和執(zhí)行器。變送裝置、控制器和執(zhí)行器。 被控變量被控變量 生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量 稱為被控變量。 執(zhí)行器執(zhí)行器 接受控制器的輸出信號

26、,直接控制能量或物料等調(diào)節(jié)介質(zhì)的輸送量,達到 控制溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的目的。 測量變送器測量變送器 用于檢測各被控變量（如流量、溫度、壓力、液位）工藝參數(shù)各類儀表。 對象對象 工藝上所需控制的各類設(shè)備如塔、罐等。 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)簡單簡單控制系統(tǒng)的幾大參數(shù)控制系統(tǒng)的幾大參數(shù) 控制器控制器 對于生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、流量、液位等工藝變量常常要求維持在一 定的數(shù)值上，或按一定的規(guī)律變化，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。PID控制器 是根據(jù)PID控制原理對整個控制系統(tǒng)進行偏差調(diào)節(jié)，從而使被控變量的實 際值與工藝要求的預(yù)定值一致。不同的控制規(guī)律適用于不同的生產(chǎn)過程， 必須合理選擇相應(yīng)的控制

27、規(guī)律，否則PID控制器將達不到預(yù)期的控制效果。 控制器控制器有三種：比例控制器、比例積分控制器、比例積分微分控制器有三種：比例控制器、比例積分控制器、比例積分微分控制器 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)三三種控制器性能比較表種控制器性能比較表 特點特點適用于適用于 比例控比例控 制器制器 控制器的輸出與偏差成比例,閥門位置 與偏差之間有一一對應(yīng)關(guān)系。當負荷 變化時,比例控制器克服干擾能力強, 過渡過程時間短。純比例控制器在過 渡過程終了時存在余差。 調(diào)節(jié)通道滯后較小、負 荷變化不大、工藝上沒 有提出無差要求的系統(tǒng)。 比例積比例積 分控制分控制 器器 積分作用使控制器輸出與偏差的積分 成比例, 過渡過程

28、結(jié)束時無余差。但 使穩(wěn)定性降低。 調(diào)節(jié)通道滯后較小、負 荷變化不大、工藝參數(shù) 不允許有余差的系統(tǒng)。 比例積比例積 分微分分微分 控制器控制器 微分作用使控制器的輸出與偏差變化 速度成比例。它對克服容量滯后有顯 著效果。在比例的基礎(chǔ)上加上微分作 用能提高穩(wěn)定性,再加上積分作用可以 消除余差。 容量滯后較大、負荷變 化大、控制質(zhì)量要求較 高的系統(tǒng) 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)流程圖流程圖 簡單簡單控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)功能塊功能塊 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 分分程控制系統(tǒng)程控制系統(tǒng) 選擇選擇控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 串級控制串級控制系統(tǒng)系統(tǒng)

29、-兩只調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出作兩只調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出作 為另一個調(diào)節(jié)器的給定值的系統(tǒng)為另一個調(diào)節(jié)器的給定值的系統(tǒng)。 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 例：加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級控制系統(tǒng)例：加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級控制系統(tǒng) 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 基本概念即組成結(jié)構(gòu)基本概念即組成結(jié)構(gòu) 串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調(diào)節(jié)器，前 一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié)一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個調(diào)節(jié) 器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。器的輸出

30、送往調(diào)節(jié)閥。 前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量前一個調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量 稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標；后一個調(diào)節(jié)稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標；后一個調(diào)節(jié) 器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被 控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量?？貐?shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。 整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回 路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成； 主

31、回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、 副過程和主過程構(gòu)成。副過程和主過程構(gòu)成。 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 串級控制系統(tǒng)的工業(yè)串級控制系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用應(yīng)用 1. 用于用于克服被控過程較大的容量克服被控過程較大的容量滯后滯后 2. 用于克服被控過程的純滯后用于克服被控過程的純滯后 3. 用于抑制變化劇烈幅度較大的擾動用于抑制變化劇烈幅度較大的擾動 4. 用于克服被控過程的用于克服被控過程的非線性非線性 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng) 復(fù)雜復(fù)雜控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng) 分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)-一般來說，一臺調(diào)節(jié)器的