工業(yè)生產過程控制講義

過程控制主講人：馬平什么是過程控制？

工業(yè)生產過程指原材料經過若干加工步驟轉變成產品并具有一定生產規(guī)模的過程。工業(yè)生產過程可分為：連續(xù)生產過程離散生產過程間歇生產過程（批量生產過程）。工業(yè)生產過程的目標在可能獲得的原料和能源條件下，以最經濟的途徑將原材料加工成預期的合格產品。原材料合格產品理想條件干擾產品？控制過程控制過程控制主要是指連續(xù)過程工業(yè)的過程控制教材：過程控制清華大學出版社，金以慧，1993年教學內容：緒論第一篇簡單控制系統(tǒng)第二篇復雜控制系統(tǒng)第十章火電廠熱工過程控制系統(tǒng)學習目的： 通過本課程的學習，建立過程控制系統(tǒng)的基本概念，掌握分析系統(tǒng)和設計系統(tǒng)的基本方法。達到對典型系統(tǒng)能夠分析和設計的能力。學習要求： 緒論：建立過程控制系統(tǒng)的基本概念，了解現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 第一篇：要求建立簡單控制系統(tǒng)的基本概念；理解控制系統(tǒng)的品質指標，生產過程被控對象動態(tài)特性的特點，調節(jié)規(guī)律及調節(jié)參數(shù)變化對調節(jié)過程的影響，調節(jié)閥的結構和工作流量特性；掌握由階躍響應曲線建立被控對象動態(tài)特性的方法和簡單控制系統(tǒng)的工程整定方法

第二篇：要求建立串級控制、比值控制、前饋控制、大遲延系統(tǒng)和解耦控制的基本概念，理解這些控制的基本特點和設計原理，掌握這些控制系統(tǒng)的基本設計方法和基本整定方法第十章：要求了解火電廠熱工控制基本組成，掌握負荷控制、燃燒控制、給水控制及汽溫控制的常規(guī)設計方法。參考書：1熱工自動控制系統(tǒng)中國電力出版社，李遵基，1999年過程控制工程（第二版）中國石化出版社，蔣慰孫、俞金壽編著，1999年工業(yè)過程控制工程化學工業(yè)出版社，王樹青等，2003年答疑方式及安排1課間答疑2每周三下午4：30以后3郵件答疑E-mail：maping2067@163.com測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽汽包爐汽水生生產過程測量變送器控制器執(zhí)行器調節(jié)閥對象-定值+被調量廣義被控對象象（廣義過程））控制器廣義被控對象給定值被調量1．生產過程（被被控對象）生產設備以及及所發(fā)生的物物理和化學變變化的過程。。置于控制系統(tǒng)統(tǒng)中過程稱為為被控對象2．控制系統(tǒng)控制儀表和生生產過程通過過信號的傳遞遞互相聯(lián)系起起來就構成控控制系統(tǒng)。3．被調量（被控控制量）表征生產過程程是否正常運運行并需要加加以調節(jié)的物物理量。名詞術語4．給定值按生產要求被被調量必須維維持的希望值值（簡稱給定定值）。5．調節(jié)機構可用來改變進進入控制對象象的物質或能能量的裝置。。6．控制量（調節(jié)節(jié)量）由操作者或調調節(jié)機構(閥閥門、擋板等等)改變的輸輸入物理量，，用以控制被被調量的變化化。稱為控制制量。7．擾動引起被調量偏偏離平衡狀態(tài)態(tài)的各種原因因稱為擾動。。8．控制過程（調調節(jié)過程）原來處于平衡衡狀態(tài)的生產產過程，一旦旦受到擾動作作用，被調量量偏離原來平平衡狀態(tài)，通通過施加調節(jié)節(jié)作用使被調調量重新恢復復到新的平衡衡狀態(tài)的過程程，稱為控制制（調節(jié)）過過程。9．系統(tǒng)工藝流程程圖：包括被控對對象和控制設設備的控制系系統(tǒng)示意圖10．控制系統(tǒng)結構構方框圖：不包括被控控對象，描述述控制系統(tǒng)結結構和控制功功能的方框圖圖11．控制系統(tǒng)原理理圖：用傳遞函數(shù)數(shù)描述控制系系統(tǒng)的方框圖圖過程控制的發(fā)發(fā)展經歷了三三個階段：50年代：經經典控制理論論，簡單系統(tǒng)統(tǒng)，基地式氣氣動儀表。60—70年年代：現(xiàn)代控控制理論，以以狀態(tài)空間分分析為基礎，，揭示系統(tǒng)內內在的規(guī)律性性，為高水平平的自動化奠奠定了基礎，，電動單元組組合儀表及早早期的直接數(shù)數(shù)字控制DDC（計算機機儀表）。70年代—20世紀末：：智能控制理理論，將控制制理論與其它它學科相互交交叉、滲透和和結合，DCS集散控制制系統(tǒng)21世紀：計計算機網絡技技術的應用使使控制設備之之間的連接更更加簡便———現(xiàn)場總線開開始應用。生產過程對過過程控制的要要求：安全性——（要求在整個個生產過程中中確保人身和和設備的安全全）經濟性——（（要求在生產同同樣質量和數(shù)數(shù)量產品所的的能量的原材材料最少）穩(wěn)定性——（要求系統(tǒng)具具有抑制外部部干擾，保持持生產過程長長期穩(wěn)定運行行的能力）過程控制的任任務：應用控制理論論對控制系統(tǒng)統(tǒng)進行分析和和綜合，采用用適宜的技術術手段使系統(tǒng)統(tǒng)實現(xiàn)安全性性、經濟性和和穩(wěn)定性的要要求。過程控制系統(tǒng)統(tǒng)的設計與實實現(xiàn)步驟：確定控制目標標選擇測量參數(shù)數(shù)（被調量））選擇操作量（（調節(jié)量）確定控制方案案選擇控制算法法選擇執(zhí)行器設計報警和連連鎖保護系統(tǒng)統(tǒng)控制系統(tǒng)的調調試和投運水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器學習本課程的的目的：建立過程控制制系統(tǒng)的基本本概念，掌握握分析系統(tǒng)和和設計系統(tǒng)的的基本方法。。對典型系統(tǒng)統(tǒng)能夠分析和和設計。本課程學習內內容：過程控制系統(tǒng)統(tǒng)的基本要求求生產過程的動動態(tài)特性常用用描述方法及及特點調節(jié)器的動態(tài)態(tài)規(guī)律及對控控制系統(tǒng)的控控制作用簡單控制系統(tǒng)統(tǒng)分析和設計計方法串級控制、前前饋——反饋饋控制、比值值控制多變量控制系系統(tǒng)火電廠熱工控控制系統(tǒng)實例例分析水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器被調量水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器調節(jié)量水位H給水流量飽和蒸汽過熱蒸汽測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器調節(jié)閥測量變送器控制器執(zhí)行器調節(jié)閥對象-給定值+被調量擾動1擾動2控制器廣義被控對象象給定值被調量原平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)控制過程（調節(jié)過程））測量變送器控制器（PID)執(zhí)行器PIDKvF(x)ΔPI控制系統(tǒng)結構圖控制器廣義被控對象給定值被調量Gc(s)Gp(s)yr+-控制系統(tǒng)原理圖9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2221:00:5821:00:58December28,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。28十二月月20229:00:58下午21:00:5812月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月229:00下下午12月-2221:00December28,202216、行動出成成果，工作作出財富。。。2022/12/2821:00:5821:00:5828December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點的射線線向前。。9:00:58下午9:00下下午21:00:5812月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功?。?。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結結果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2221:00:5821:00:58December28,202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。28十二二月20229:00:58下下午21:00:5812月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月229:00下下午午12月月-2221:00December28,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2821:00:5821:00:5828December202217、空山新雨后后，天氣晚來來秋。。9:00:58下午9:00下下午21:00:5812月-229、楊柳柳散和和風，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、閱閱讀讀一一切切好好書書如如同同和和過過去去最最杰杰出出的的人人談談話話。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、越是沒沒有本領領的就越越加自命命不凡。。12月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、越是無能能的人，越越喜歡挑剔剔別人的錯錯兒。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、知人者智智，自知者者明。勝人人者有力，，自勝者強強。12月-2212月-2221:00:5821:00:58December28,202214、意志堅強的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。28十二月月20229:00:58下午21:00:5812月-2215、最具挑挑戰(zhàn)性的的挑戰(zhàn)莫莫過于提提升自我我。。十二月229:00下午午12月-2221:00December28,202216、業(yè)余余生活活要有有意義義，不不要越越軌。。2022/12/2821:00:5821:00:58