第一章思考題與習(xí)題（P9）

1.簡(jiǎn)述過程控制發(fā)展概況，

答上個(gè)世紀(jì)40年代以前，工業(yè)生產(chǎn)大多處于手操作階段，人們主要是憑經(jīng)臉用人工去

控制生產(chǎn)過程。生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)靠人工觀察，生產(chǎn)過程的操作也靠人工去執(zhí)行。因此

勞動(dòng)生產(chǎn)率很低。

40年代以后，生產(chǎn)過程自動(dòng)化發(fā)展很快。尤其近年來，過程控制技術(shù)發(fā)展更為迅速。

當(dāng)前.自動(dòng)化裝置已成為大型謾備不可分割的組成部分?？梢哉f,如果不配置合適的最大控

制系統(tǒng)，大型生產(chǎn)過程是艱本無法運(yùn)行的。實(shí)際上，生產(chǎn)過程自動(dòng)化的程度已成為衡量工業(yè)

企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。縱觀過程控制發(fā)展的為史，大致精力一下階段：

第一個(gè)階段。50年代前后，過程控制開始得到發(fā)展。一些工廠企業(yè)實(shí)現(xiàn)了儀表化和局

部自動(dòng)化。者是過程控制發(fā)展的第一個(gè)階段。其主要特點(diǎn)是：檢測(cè)和控制儀表普遍采用基地

式儀表和部分單元組合儀表（多數(shù)是啟動(dòng)儀表）；過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多數(shù)是單輸入、單輸

出系統(tǒng)；被控參數(shù)主要是息度、壓力、流量和液位四種參數(shù)；控制的目的是保持這些參數(shù)穩(wěn)

定，消除或者減少對(duì)生產(chǎn)過程的主要擾動(dòng)：過程控制的理論是以頻率法和根軌跡法為主題的

經(jīng)典控制理論，主要解決單輸入、單輸出的定值控制系發(fā)的分析和綜合問題。

第二個(gè)階段。在60年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)過程控制提出了新的要求：隨

著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，也為自動(dòng)化技術(shù)工具的完善提供了條件，開始了過程控制的第二個(gè)

階段。在儀表方面，開始X量采用單元組合儀表（包括電動(dòng)和氣動(dòng)）。為了滿足定型、靈活、

多功能的要求，又出現(xiàn)了俎裝儀表，它將各個(gè)單元?jiǎng)澐譃楦〉墓δ軌K，以適應(yīng)比較復(fù)雜的

模擬和邏輯規(guī)律相結(jié)合的控制系統(tǒng)要求。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開始應(yīng)用于過程控制領(lǐng)

域，實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制（DDC）和設(shè)定值控制（SPC）o在過程控制系統(tǒng)方面，為了提高控

制質(zhì)量與實(shí)現(xiàn)一些特殊的控制要求，相繼出現(xiàn)了各種復(fù)雜控制系統(tǒng)，例如串級(jí)、比值和均勻

控制的應(yīng)用，尤其是前饋和選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用，是復(fù)雜控制系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)新的水平。在

過程控制理論方面，除了仍然采用經(jīng)典控制理論解決實(shí)際生產(chǎn)過程遇到的問題外，現(xiàn)代控制

理論開始應(yīng)用，控制系統(tǒng)由單變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)向多變量系統(tǒng)，以解決實(shí)際生產(chǎn)過程遇到的更為復(fù)

雜的問題。

第三個(gè)階段。70年代以來，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，儀表與硬件的開發(fā)，微型

計(jì)算機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，使生產(chǎn)過程自動(dòng)化的發(fā)展達(dá)到一個(gè)新的水平。其主要特點(diǎn)：對(duì)全工廠或

整個(gè)工藝流程的集中控制、應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)綜合控制，或者用多臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)

過程進(jìn)行控制和經(jīng)營(yíng)管理，過程控制發(fā)展到現(xiàn)代過程控制的新階段。在新型的自動(dòng)化技術(shù)工

具方面，開始采用以微處理器為核心的智能單元組合儀是（包括可編程序調(diào)節(jié)器）；在測(cè)量

變送器方面，較為突出的是成分在線檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理（如氣相色普和液相色普與質(zhì)普等）的

應(yīng)用日益廣泛；在模擬式調(diào)節(jié)儀表方面，不僅川型儀表產(chǎn)品品質(zhì)增加，可靠性能提高，而且

本質(zhì)安全防爆（電動(dòng)），適應(yīng)/各種復(fù)雜控制系統(tǒng)要求。/O年代中期，DCSW1世，從此工業(yè)

生產(chǎn)過程自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。在過程控制理論方面，智能控制與優(yōu)化。

3.什么是過程控制系統(tǒng)？試述其組成。

答過程控制系統(tǒng)是指自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控量是溫度、壓力、流量、液位成分、拈度、

濕度以及pH值（氫離子濃度）等這樣一些過程變量時(shí)的系統(tǒng)。

其組成為：系統(tǒng)的組成包括測(cè)量元件、變送器、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器、被控過程等。

5.乙煥發(fā)生器是利用電石和水來生產(chǎn)乙塊氣的裝置。為了降低電石消耗量，提高乙塊氣的

收率，確保生產(chǎn)安全，故設(shè)計(jì)圖1-8所示溫度控制系統(tǒng)。生產(chǎn)要求發(fā)生器溫度控制80±rCo

試畫出溫度控制系統(tǒng)的方框圖，并指出圖中控制對(duì)象、被控參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)。

冷水

乙

煥

發(fā)

生

器?

-

統(tǒng)

制系

度控

8溫

圖1

示：

圖所

如下

框圖

的方

系統(tǒng)

控制

溫度

答

~>

器一

烘發(fā)生

）乙

閥|——

調(diào)節(jié)

----一

器--

調(diào)節(jié)

才溫度

——

>1）

一定在

值.

測(cè)量

---

-------

-------

-------

送卜-

測(cè)變

--檢

-------

-------

-------

生器

烘發(fā)

：乙

對(duì)象

控制

溫度

生器

烘發(fā)

：乙

參數(shù)

被調(diào)

量

水流

：冷

參數(shù)

調(diào)節(jié)

指標(biāo)？

綜合

是一種

能指標(biāo)

偏差性

？而

指標(biāo)

單項(xiàng)

一項(xiàng)

標(biāo)是

量指

的質(zhì)

過程

過渡

系統(tǒng)

么說

為什

10.

過

過渡

差、

大偏

率、最

或衰減

減比

）、衰

態(tài)偏差

差（靜

由余

指標(biāo)

質(zhì)量

程的

渡過

統(tǒng)過

答系

態(tài)精

的穩(wěn)

系統(tǒng)

一個(gè)

。當(dāng)

制約的

互相

之間是

，它們

標(biāo)中

量指

述質(zhì)

。在上

組成

時(shí)間

峰值

間和

程時(shí)

快速

失去

鈍而

應(yīng)遲

因反

可能

后，又

題之

定問

決穩(wěn)

：解

穩(wěn)定

態(tài)不

起動(dòng)

會(huì)引

，可