1、Process Control System過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)主講：左 燕2課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)3課程目的課程目的本次課程學(xué)習(xí)需要掌握以下內(nèi)容本次課程學(xué)習(xí)需要掌握以下內(nèi)容控制策略與參數(shù)整定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與投運(yùn)典型流程方案設(shè)計(jì)面向?qū)嶋H應(yīng)用的技術(shù)性課程面向?qū)嶋H應(yīng)用的技術(shù)性課程4流體輸送設(shè)備（自學(xué)）鍋爐設(shè)備（6學(xué)時(shí)）精餾塔（6學(xué)時(shí)）化學(xué)反應(yīng)器（自學(xué)）模塊模塊3：典型單元操作的控制：典型單元操作的控制 （Control Systems of Typical Equipment）- 15學(xué)時(shí)均勻控制(3學(xué)時(shí)) 模塊模塊2：復(fù)雜控制系統(tǒng)：復(fù)雜控制系統(tǒng) （Complex Control）- 18學(xué)時(shí)串級(jí)控制

2、串級(jí)控制(3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 比值控制(3學(xué)時(shí)) 前饋控制前饋控制(3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)) 選擇控制(3學(xué)時(shí)) 分程控制(3學(xué)時(shí)) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)(3學(xué)時(shí))過(guò)程對(duì)象特性(3學(xué)時(shí))檢測(cè)變送器和執(zhí)行器(3學(xué)時(shí))控制器設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）模塊模塊1：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) （Simple Control）- 15學(xué)時(shí)被控對(duì)象被控對(duì)象測(cè)量變送器測(cè)量變送器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控變量被控變量設(shè)定值設(shè)定值簡(jiǎn)單控簡(jiǎn)單控制制復(fù)雜控制復(fù)雜控制傳熱設(shè)備（3學(xué)時(shí)）課程內(nèi)容課程內(nèi)容5參考書目參考書目自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制 施仁施仁 等等 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng) 俞金壽俞金壽

3、機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社過(guò)程控制過(guò)程控制 金以慧金以慧 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社化工過(guò)程控制系統(tǒng)化工過(guò)程控制系統(tǒng) 王驥程王驥程 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)過(guò)程控制過(guò)程工業(yè)過(guò)程控制過(guò)程 王樹青王樹青 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社6考核方式考核方式 考試成績(jī)：考試成績(jī)：70% 平時(shí)成績(jī)：平時(shí)成績(jī)：30%第一章第一章過(guò)程控制系統(tǒng)概述過(guò)程控制系統(tǒng)概述8主要內(nèi)容主要內(nèi)容 控制系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)概述 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成 控制系統(tǒng)描述控制系統(tǒng)描述91011基本概念基本概念 過(guò)程過(guò)程 (Process) 過(guò)程控制過(guò)程控制 (Process Control) 在某些單元或設(shè)備上進(jìn)行化學(xué)或物理反

4、應(yīng)，將原料轉(zhuǎn)化原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品為產(chǎn)品的過(guò)程過(guò)程。 生產(chǎn)過(guò)程可分為：連續(xù)、離散、間歇連續(xù)、離散、間歇生產(chǎn)過(guò)程 凡是采用數(shù)字?jǐn)?shù)字或模擬模擬控制方式對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的某一或某些某一或某些物理參數(shù)物理參數(shù)進(jìn)行的自動(dòng)控制統(tǒng)稱為過(guò)程控制過(guò)程控制。過(guò)程控制系統(tǒng)中主要的被控物理量有：溫度溫度(T)(T)、壓力、壓力(P)(P)、流量、流量(F)(F)、液位、液位(L)(L)、成分等。12工業(yè)過(guò)程工業(yè)過(guò)程原材料原材料合格產(chǎn)品合格產(chǎn)品理想條件干擾控制控制 工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo) 在可能獲得的原料和能源條件下，以最經(jīng)濟(jì)的途徑將原材料加工成預(yù)期的合格產(chǎn)品。13工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng) 生產(chǎn)目標(biāo)生產(chǎn)目標(biāo) 安全性 經(jīng)濟(jì)

5、性 平穩(wěn)性工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程（石油、化工、電力、冶金、機(jī)械、紡織等）原材料產(chǎn)品能源副產(chǎn)品、廢棄物確保生產(chǎn)過(guò)程中人身與設(shè)備的安全確保生產(chǎn)過(guò)程中人身與設(shè)備的安全實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化或操作成本的最小化實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化或操作成本的最小化抑制外部干擾，保持生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的能力抑制外部干擾，保持生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的能力14典型的流程工業(yè)典型的流程工業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)裝置生產(chǎn)裝置.操作單元操作單元.煉油廠企業(yè)舉例常減壓裝置催化裂化裝置汽油重整裝置等泵、換熱器、加熱爐、鍋爐、塔、反應(yīng)器等15化工過(guò)程化工過(guò)程 煉油廠煉油廠16催化裂化裝置催化裂化裝置- 精餾塔精餾塔精餾塔過(guò)程工藝精餾塔過(guò)程工藝精餾塔過(guò)程控制設(shè)計(jì)

6、精餾塔過(guò)程控制設(shè)計(jì)回流泵原料塔頂產(chǎn)品塔底產(chǎn)品精餾塔再沸器冷凝器回流罐17加熱器（再沸器）加熱器（再沸器）凝液蒸汽TC再沸器TT18熱工過(guò)程熱工過(guò)程 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠送送風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)一次一次風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)引引風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)煙囪煙囪省煤器省煤器除灰系除灰系統(tǒng)統(tǒng)磨煤機(jī)磨煤機(jī)鍋鍋爐爐GHPIPLPLP電電汽汽輪輪機(jī)機(jī)發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī)煤煤蒸汽蒸汽煙氣煙氣水水火力發(fā)電廠示意圖火力發(fā)電廠示意圖19過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)特點(diǎn)生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性 在過(guò)程控制系統(tǒng)中，大多數(shù)被控過(guò)程都是以長(zhǎng)期的或間歇形式運(yùn)行，在密閉的設(shè)備中被控變量不斷的受到各種擾動(dòng)的影響。被控過(guò)程的復(fù)雜性 過(guò)程控制涉及范

7、圍廣，被控對(duì)象較復(fù)雜控制方案的多樣性 過(guò)程控制系統(tǒng)的控制方案非常豐富20過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)40年代 手工操作狀態(tài)，只有少量的檢測(cè)儀表用于生產(chǎn)過(guò)程。20世紀(jì)40年代末50年代過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)：多為單輸入、單輸出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)SISO自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表：采用的是基地式儀表和部分單元組合儀表（氣動(dòng) 型和電動(dòng)型）；控制理論控制理論：以反饋為中心的經(jīng)典控制理論21過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)60年代：過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)：串級(jí)、比值、均勻、前饋和選擇性等多種復(fù)雜控制系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表：?jiǎn)卧M合儀表（氣動(dòng)型和電動(dòng)型）成為主流產(chǎn)品

8、。60年代后期，出現(xiàn)了專門用于過(guò)程控制的小型計(jì)算機(jī)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC) 和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開始應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域。控制理論控制理論：出現(xiàn)了以狀態(tài)空間方法為基礎(chǔ)，以極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)控制理論為基本特征的現(xiàn)代控制理論,傳統(tǒng)的單輸入單輸出系統(tǒng)發(fā)展到多輸入多輸出系統(tǒng)領(lǐng)域。22控制理論控制理論：形成了大系統(tǒng)理論和智能控制理論，模糊控制，專家 系統(tǒng)控制20世紀(jì)7080年代過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、非線性分布式參數(shù)控制、解耦控制、 模糊控制自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表：氣動(dòng)型和電動(dòng)型，以微處理器為主要構(gòu)成單元 的智能控制裝置。集散控制系統(tǒng)（DCS）、可編程 邏輯控制器 (PLC) 、工業(yè)

9、PC機(jī)、和數(shù)字控制器等， 已成為控制裝置的主流。過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r23控制理論控制理論：人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制20世紀(jì)90年代至今：信息技術(shù)飛速發(fā)展過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)：管控一體化現(xiàn)場(chǎng)，綜合自動(dòng)化是當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程控制的發(fā)展方向。自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表：總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起過(guò)程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)字化和智能化，形成了真正意義上的全數(shù)字過(guò)程控制系統(tǒng)。各種智能儀表、變送器、無(wú)紙紀(jì)錄儀過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r24過(guò)程控制系統(tǒng)分類過(guò)程控制系統(tǒng)分類按功能分按功能分自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)：檢測(cè)、顯示、記錄、報(bào)警自動(dòng)控制系統(tǒng)：檢測(cè)、控制、

10、顯示、記錄、報(bào)警 自動(dòng)操作系統(tǒng)：順序控制按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)按給定類型分按給定類型分定值控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)25過(guò)程控制系統(tǒng)分類過(guò)程控制系統(tǒng)分類根據(jù)設(shè)定值分為定值控制系統(tǒng)，隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng) 特點(diǎn)：設(shè)定值是固定不變的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱為定值控制系統(tǒng)。 作用：克服擾動(dòng)的影響，使被控變量保持在工藝要求的數(shù)值上特點(diǎn)：設(shè)定值是一個(gè)未知的變化量的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱為隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 作用：以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化隨動(dòng)控制系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng) 特點(diǎn)：設(shè)定值是變化的，且按一定時(shí)間程序變化的時(shí)間函數(shù) 作用：以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化26過(guò)程控制系統(tǒng)分

11、類過(guò)程控制系統(tǒng)分類按復(fù)雜程度分簡(jiǎn)單單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)選擇調(diào)節(jié)系統(tǒng)27主要內(nèi)容主要內(nèi)容 控制系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)概述 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成 控制系統(tǒng)描述控制系統(tǒng)描述28例例1- 水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì) 控制目標(biāo)控制目標(biāo)：保持水罐液位恒定：保持水罐液位恒定(1) 被控變量：被控變量：(2) 設(shè)定值：設(shè)定值：(3) 操縱變量：操縱變量：(4) 擾動(dòng)變量：擾動(dòng)變量：水罐液位 h期望液位 hsp進(jìn)水量Qi出水量Qo29例例1- 水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì) 1、人工控制方法、人工控制方法人眼人眼人腦人腦

12、人手人手1）檢測(cè)）檢測(cè)用眼睛觀察高低，并通過(guò)用眼睛觀察高低，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦2）運(yùn)算）運(yùn)算大腦思考后得出偏差值，大腦思考后得出偏差值，再根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，決策后發(fā)出命令再根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，決策后發(fā)出命令3）執(zhí)行）執(zhí)行根據(jù)大腦發(fā)出的命令，根據(jù)大腦發(fā)出的命令，手去改變閥門開度。手去改變閥門開度。人工調(diào)節(jié)水位示意圖人工調(diào)節(jié)水位示意圖30 2、自動(dòng)控制方式、自動(dòng)控制方式變送器變送器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置例例1- 水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)水罐液位控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)31典型液位控制系統(tǒng)典型液位控制系統(tǒng)典型液位控制系統(tǒng)組成：典型液位控制系統(tǒng)組成： 液罐液

13、罐 液位測(cè)量變送器液位測(cè)量變送器 (LT) 液位控制器液位控制器 (LC) 控制閥控制閥32汽包鍋爐人工給水汽包鍋爐人工給水汽包W給水給水調(diào)節(jié)閥省煤器水冷壁過(guò)熱器水位計(jì)蒸汽Dh33汽包鍋爐自動(dòng)調(diào)節(jié)汽包鍋爐自動(dòng)調(diào)節(jié)給水 w蒸汽 D測(cè)量單元調(diào)節(jié)單元給定單元執(zhí)行單元汽包鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)示意圖h34例例2- 蒸汽加熱器控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)蒸汽加熱器控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)冷凝水溫度檢測(cè)溫度檢測(cè)/ /變送器變送器溫度控制器溫度控制器執(zhí)行器執(zhí)行器 控制目標(biāo)控制目標(biāo)：保持物料出口溫度恒定(1) 被控變量：被控變量：(2) 設(shè)定值：設(shè)定值：(3) 操縱變量：操縱變量：(4) 擾動(dòng)變量：擾動(dòng)變量：物料出口溫度 T期望溫度

14、Tsp蒸汽流量Rv蒸汽閥前壓力、物料進(jìn)料流量 RF、進(jìn)料溫度Ti 等35例例2- 典型溫度控制系統(tǒng)典型溫度控制系統(tǒng)典型溫度控制系統(tǒng)組成：典型溫度控制系統(tǒng)組成： 加熱器（加熱爐）加熱器（加熱爐） 溫度測(cè)量變送器溫度測(cè)量變送器 (TT) 溫度控制器溫度控制器 (TC) 控制閥控制閥冷凝水溫度檢測(cè)溫度檢測(cè)/ /變送器變送器溫度控制器溫度控制器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥36檢測(cè)元件和變送器檢測(cè)元件和變送器控制器（調(diào)節(jié)器）控制器（調(diào)節(jié)器）執(zhí)行器執(zhí)行器檢測(cè)被控變量，將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 將檢測(cè)變送單元的輸出信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，求出它們之間的偏差,然后按照預(yù)先選定的控制規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作為控制信號(hào)送給執(zhí)行裝

15、置接受控制器的輸出信號(hào)，直接推動(dòng)被控對(duì)象，改變操縱變量簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成被控對(duì)象（被控過(guò)程）被控對(duì)象（被控過(guò)程）被控制的生產(chǎn)設(shè)備或裝置373839控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值 r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng) D干擾通道GD (s)+受控對(duì)象過(guò)程控制系統(tǒng)基本術(shù)語(yǔ)過(guò)程控制系統(tǒng)基本術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)：被控變量、設(shè)定值、控制變量、操縱變量、擾動(dòng)變量40控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值 r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng) D干擾通道GD

16、(s)+受控對(duì)象n 被控變量被控變量(Controlled Variable, CV) 也稱受控變量、過(guò)程變量也稱受控變量、過(guò)程變量(Process Variable, PV) 被控對(duì)象需要維持在理想值的被控對(duì)象需要維持在理想值的工藝參數(shù)工藝參數(shù)，如液罐液位、熱，如液罐液位、熱 交換交換 器工藝介質(zhì)出口溫度、泵出口壓力、泵出口流量等。器工藝介質(zhì)出口溫度、泵出口壓力、泵出口流量等。 常用被控變量：常用被控變量：溫度、壓力溫度、壓力/差壓、液位差壓、液位/料位、流量料位、流量、成分含量、成分含量被控變量被控變量41控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值

17、r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng) D干擾通道GD (s)+受控對(duì)象n 設(shè)定值設(shè)定值 (Setpoint, SP) 也稱給定值也稱給定值 (Setpoint Value, SV) 被控變量要求達(dá)到的被控變量要求達(dá)到的期望值期望值，作為控制器的參考輸入信號(hào)，作為控制器的參考輸入信號(hào) 常用其對(duì)應(yīng)的電量或相對(duì)百分比來(lái)表示，便于與被控變量的常用其對(duì)應(yīng)的電量或相對(duì)百分比來(lái)表示，便于與被控變量的 測(cè)量值進(jìn)行比較測(cè)量值進(jìn)行比較 設(shè)定值設(shè)定值42控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值 r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng)

18、 D干擾通道GD (s)+受控對(duì)象操縱變量操縱變量 & 控制變量控制變量n 操縱變量操縱變量 (Manipulated Variable, MV) 執(zhí)行器可控制、對(duì)被控變量有直接影響的執(zhí)行器可控制、對(duì)被控變量有直接影響的物理量物理量 常見為一些常見為一些工藝介質(zhì)流量工藝介質(zhì)流量，如蒸汽流量、出料流量、回流流量等，如蒸汽流量、出料流量、回流流量等n 控制變量控制變量 控制器的輸出控制器的輸出電信號(hào)電信號(hào)，即執(zhí)行器的輸入信號(hào)，即執(zhí)行器的輸入信號(hào)43控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值 r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng)

19、D干擾通道GD (s)+受控對(duì)象擾動(dòng)變量擾動(dòng)變量n 擾動(dòng)變量擾動(dòng)變量 (Disturbance Variable, DV) 導(dǎo)致被控變量偏離設(shè)定值的輸入變量導(dǎo)致被控變量偏離設(shè)定值的輸入變量 如蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)，擾動(dòng)變量：蒸汽閥前壓力、工藝如蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)，擾動(dòng)變量：蒸汽閥前壓力、工藝 介質(zhì)進(jìn)料流量、進(jìn)料溫度和組成等介質(zhì)進(jìn)料流量、進(jìn)料溫度和組成等44控制器Gc (s)執(zhí)行器Gv (s)控制通道Gp (s)測(cè)量變送Gm (s)設(shè)定值 r偏差 e+_控制變量u操縱變量q受控變量y測(cè)量值 z擾動(dòng) D干擾通道GD (s)+受控對(duì)象過(guò)程控制系統(tǒng)的組成過(guò)程控制系統(tǒng)的組成基本組成基本組成：被控對(duì)

20、象、測(cè)量變送單元、控制器、執(zhí)行器45練習(xí)練習(xí) 泵流量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)泵流量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝要求工藝要求：為保證平穩(wěn)生產(chǎn)，希望流體的輸送量保持恒定。調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)原理：通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥的開啟度，以改變相關(guān)管路的阻力系數(shù)，以控制管道流量。試設(shè)計(jì)一個(gè)流量控制系統(tǒng)。46控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可測(cè)間接變量(1) 確定被控參數(shù)（即測(cè)量變量）確定被控參數(shù)（即測(cè)量變量）PV靈敏度高、代價(jià)小與生產(chǎn)過(guò)程工藝質(zhì)量有單值關(guān)系最好是直接代表生產(chǎn)過(guò)程的工藝質(zhì)量參數(shù) 如化學(xué)反應(yīng)器輸出物料成分(2) 確定控制量確定控制量MV工藝上易于控制、靈敏度高、對(duì)被控參數(shù)反應(yīng)迅速、符合工藝要求如化學(xué)反應(yīng)器溫度47控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(3)

21、 確定測(cè)量、控制點(diǎn)：確定測(cè)量、控制點(diǎn)：即檢測(cè)儀表、執(zhí)行儀表的安裝地點(diǎn)，符合工藝要求。 (4) 認(rèn)識(shí)工藝流程對(duì)象，確定調(diào)節(jié)回路和控制方案認(rèn)識(shí)工藝流程對(duì)象，確定調(diào)節(jié)回路和控制方案(5) 確定調(diào)節(jié)算法確定調(diào)節(jié)算法(6) 整定調(diào)節(jié)算法參數(shù)整定調(diào)節(jié)算法參數(shù)48單元組合控制儀表單元組合控制儀表 儀表實(shí)現(xiàn)與信號(hào)連接儀表實(shí)現(xiàn)與信號(hào)連接T(t)溫度電阻電流4-20mA電流4-20mA電流4-20mA氣壓0.02-0.10MPa蒸汽量T/hr電流 4-20mA加熱器熱電阻溫度變送器TT溫度控制器TC電-氣轉(zhuǎn)化器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥恒流給定器手操器記錄儀外部擾動(dòng)手動(dòng)手動(dòng)/自動(dòng)自動(dòng)加熱器溫度控制系統(tǒng)加熱器溫度控制系統(tǒng)49過(guò)程計(jì)

22、算機(jī)控制系統(tǒng)組成過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成控制器調(diào)節(jié)閥被控過(guò)程檢測(cè)變送)(tx)(te)(tu)(tq)(ty)(tz)(tfD/AA/D計(jì)算機(jī)生產(chǎn)過(guò)程50主要內(nèi)容主要內(nèi)容 控制系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)概述 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成 控制系統(tǒng)描述控制系統(tǒng)描述 工藝控制流程圖 方框圖51控制系統(tǒng)的兩種表示形式控制系統(tǒng)的兩種表示形式 (1)n 工藝控制流程圖工藝控制流程圖 （帶控制點(diǎn)的工藝流程圖）（帶控制點(diǎn)的工藝流程圖） 用自控工程設(shè)計(jì)的文字符號(hào)和圖形符號(hào)在生產(chǎn)工藝流程圖上描述出生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)，有如下要素： 1、測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn) 2、測(cè)量變量、控制變量、監(jiān)測(cè)與操縱變量 3、檢測(cè)儀表、執(zhí)行器、控制器（如調(diào)節(jié)

23、器、數(shù)字調(diào)節(jié)器、DCS等）、其他輔助儀表 4、控制方案（單回路、復(fù)雜控制回路、監(jiān)視與操作） 52實(shí)例- 鍋爐液位控制系統(tǒng)變送器變送器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置53實(shí)例 - 鍋爐液位控制系統(tǒng) 1. 帶控制點(diǎn)流程圖帶控制點(diǎn)流程圖 用文字符號(hào)和圖形符號(hào)在工藝用文字符號(hào)和圖形符號(hào)在工藝流程圖上描述生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的原理圖流程圖上描述生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的原理圖54工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用圖形符號(hào)常用圖形符號(hào) 1各種測(cè)量點(diǎn)通用表示方法 熱電偶 熱電阻 節(jié)流元件 取壓點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)檢測(cè)儀表：各種變送器的通用表示方法55工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用圖形符號(hào)常用圖形符號(hào) 2記錄

24、儀表操作器就地安裝就地集中盤面、盤后安裝控制室盤面、盤后安裝顯示儀表控制器工藝號(hào)回路順序號(hào)56工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用圖形符號(hào)常用圖形符號(hào) 3 直通閥（單座，雙座） 三通閥 蝶閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥組合 氣閉式氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 氣開式氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥帶閥門定位器的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥閥 角 閥 執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)57 字 母第一位字母后繼字母被測(cè)變量或初始變量修飾詞功能A 分析報(bào)警B 噴火焰 C電導(dǎo)率 控制（調(diào)節(jié)）D 密度或相對(duì)密度差E電壓或電勢(shì)檢測(cè)元件F 流量 比（分?jǐn)?shù)）G長(zhǎng)度波動(dòng)H手動(dòng)I 電流指示J功率 掃描NO節(jié)流孔工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用字母符號(hào)

25、常用字母符號(hào) 158字 母第一位字母后繼字母被測(cè)變量或初始變量修飾詞功能P壓力（或真空）積分計(jì)算試驗(yàn)點(diǎn)（接頭）Q數(shù)量或件數(shù)積分，積算R放射性記錄或打印S速度或頻率安全開關(guān)或聯(lián)鎖T溫度傳送U變量多功能V粘度閥（擋板）W變量或力套管K時(shí)間或時(shí)間程序自動(dòng)-手動(dòng)操作器L物位（液位）指示燈M水分或濕度Z位置驅(qū)動(dòng),執(zhí)行或未分類的執(zhí)行器XY繼動(dòng)器或計(jì)算器工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用字母符號(hào)常用字母符號(hào) 259工藝控制流程圖工藝控制流程圖 - 常用符號(hào)常用符號(hào) 被控變量被控變量 液位液位L、溫度、溫度T、流量、流量F、壓力、壓力P 功能功能 變送變送T、控制、控制C、顯示I、報(bào)警A60實(shí)例實(shí)例 蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)冷凝水溫度檢測(cè)溫度檢測(cè)/ /變送器變送器溫度控制器溫度控制器執(zhí)行器執(zhí)行器61實(shí)例實(shí)例 泵流量控制系統(tǒng)泵流量控制系統(tǒng)流量檢測(cè)流量檢測(cè)/ /變送器變送器流量控制器流量控制器執(zhí)行器執(zhí)行器62控制系統(tǒng)的兩種表示形式控制系統(tǒng)的兩種表示形式 (2)方框圖方框圖方框、信號(hào)線、比較點(diǎn)、引出點(diǎn)控制系統(tǒng)或系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和信號(hào)流向的圖解表示 帶有輸入輸出信號(hào)的方框 比較點(diǎn) 分支點(diǎn) 63在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了表達(dá)清楚一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)各個(gè)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了表達(dá)清楚一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)各個(gè)組成環(huán)節(jié)之間的相互影響和信