2.5 過(guò)程控制服務(wù)教育成就未來(lái)北京新大陸時(shí)代教育科技有限公司過(guò)程控制是智能控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分。智能控制系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)和環(huán)節(jié)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。而過(guò)程控制作為智能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為智能控制系統(tǒng)提供了必要的數(shù)據(jù)和信息，幫助智能控制系統(tǒng)更好地理解和控制生產(chǎn)過(guò)程。2.5過(guò)程控制2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用2.5過(guò)程控制1、定義過(guò)程控制是指利用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)的自動(dòng)控制。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)1、定義通過(guò)采集和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略進(jìn)行計(jì)算和決策，控制系統(tǒng)可以自動(dòng)地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，以達(dá)到最佳的生產(chǎn)效果。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2、目標(biāo)過(guò)程控制的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性、高效性和可靠性。通過(guò)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，可以減少人為操作的干預(yù)，提高生產(chǎn)過(guò)程的精確度和一致性，降低人為錯(cuò)誤的發(fā)生概率。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2、目標(biāo)同時(shí)，過(guò)程控制還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題，提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性和可靠性。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)3、應(yīng)用過(guò)程控制技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，涉及各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，如化工、石油、電力、制造等。通過(guò)合理的過(guò)程控制，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和能源消耗。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)3、應(yīng)用同時(shí)，過(guò)程控制還可以提供數(shù)據(jù)分析和決策支持，幫助企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化和管理決策。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)4、隱患過(guò)程設(shè)備一般指在流程性加工行業(yè)中使用的壓力容器（包括儲(chǔ)存設(shè)備、換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、分離設(shè)備）以及將這些容器相互連接的工藝管道系統(tǒng)。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)4、隱患?jí)毫θ萜鳌毫艿?、鍋爐和氣瓶設(shè)備均屬于承壓設(shè)備，這些設(shè)備通常在承受壓力或負(fù)壓、高溫或低溫的條件下工作，內(nèi)部物質(zhì)多為易燃、易爆、有毒或腐蝕性，并且需要在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)運(yùn)行。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)4、隱患如果存在未被發(fā)現(xiàn)的缺陷或隱患，可能會(huì)引發(fā)壓力容器的泄漏、破裂甚至爆炸等惡性事故，造成極大的災(zāi)難和損失。所以，全球各地的政府都將承壓設(shè)備包含在安全監(jiān)察的范圍內(nèi)。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試過(guò)程設(shè)備測(cè)試是根據(jù)國(guó)家頒布的相關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)備及管道的結(jié)構(gòu)合理性、受壓元件的強(qiáng)度、制造和安裝的質(zhì)量?jī)?yōu)劣、內(nèi)部和外部存在的缺陷以及安全附件的準(zhǔn)確可靠程度進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，并作出具有證明效力的結(jié)論。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試需要強(qiáng)調(diào)的是，過(guò)程設(shè)備的質(zhì)量與安全是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及許多工程學(xué)科和社會(huì)力量。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試設(shè)備在其整個(gè)生命周期中，從選址到設(shè)計(jì)、從加工到安裝、從投產(chǎn)到運(yùn)行維護(hù)直至最終報(bào)廢，質(zhì)量和安全應(yīng)始終是核心概念。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試這些概念應(yīng)貫穿于設(shè)備生命周期的各個(gè)階段和環(huán)節(jié)，并滲透到人員素質(zhì)、勞動(dòng)紀(jì)律、作業(yè)規(guī)程等各個(gè)方面。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)設(shè)備質(zhì)量安全保障體系5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估的技術(shù)方法。這些設(shè)備包括各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、控制系統(tǒng)等。通過(guò)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，可以確保其正常運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，減少故障和停機(jī)時(shí)間。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，涉及各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)合理的測(cè)試和評(píng)估，可以提高設(shè)備的可靠性和安全性，減少故障和停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試常見(jiàn)的過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、可靠性測(cè)試、安全測(cè)試、校準(zhǔn)測(cè)試等方面。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試功能測(cè)試：對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，確保其能夠正常工作。這包括對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)、控制、傳感器等功能進(jìn)行測(cè)試。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試性能測(cè)試：對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行測(cè)試，包括設(shè)備的輸出能力、響應(yīng)時(shí)間、精度等指標(biāo)的測(cè)試。通過(guò)性能測(cè)試，可以評(píng)估設(shè)備的工作效率和準(zhǔn)確性。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試可靠性測(cè)試：對(duì)設(shè)備的可靠性進(jìn)行測(cè)試，包括設(shè)備的壽命、故障率等指標(biāo)的測(cè)試。通過(guò)可靠性測(cè)試，可以評(píng)估設(shè)備的使用壽命和故障概率，從而制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試安全測(cè)試：對(duì)設(shè)備的安全性進(jìn)行測(cè)試，包括設(shè)備的防護(hù)措施、安全開(kāi)關(guān)等的測(cè)試。通過(guò)安全測(cè)試，可以確保設(shè)備在工作過(guò)程中不會(huì)對(duì)人員和環(huán)境造成危害。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試校準(zhǔn)測(cè)試：對(duì)設(shè)備的測(cè)量和控制系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。校準(zhǔn)測(cè)試可以通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行比較，或者使用校準(zhǔn)儀器進(jìn)行測(cè)試。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)5、過(guò)程設(shè)備測(cè)試功能測(cè)試：對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，確保其能夠正常工作。這包括對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)、控制、傳感器等功能進(jìn)行測(cè)試。2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用2.5過(guò)程控制1、定義過(guò)程控制裝置是一種用于監(jiān)測(cè)和控制工業(yè)過(guò)程的設(shè)備，可通過(guò)測(cè)量和調(diào)節(jié)溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)來(lái)確保工業(yè)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行。2.5.2過(guò)程控制裝置2、作用過(guò)程控制裝置的作用是確保工業(yè)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，降低能耗和資源消耗，并確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。過(guò)程控制裝置在許多行業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用，例如化工、石油、電力、制造業(yè)等。2.5.2過(guò)程控制裝置3、組成過(guò)程控制裝置通常由傳感器、執(zhí)行器、控制器和人機(jī)界面組成。2.5.2過(guò)程控制裝置傳感器傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它以一定的精確度將所測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成與之有明確對(duì)應(yīng)關(guān)系的、易于處理的某種量值的測(cè)量設(shè)備。2.5.2過(guò)程控制裝置傳感器傳感器的作用是接收并感知被測(cè)信息，并將其傳輸出去。2.5.2過(guò)程控制裝置無(wú)線高精度壓力傳感器敏感元件敏感元件是一種能夠敏銳地感應(yīng)并響應(yīng)被測(cè)量量的元件，例如金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變片可以感受壓力并產(chǎn)生形變，其形變程度對(duì)應(yīng)壓力的大?。汇K電阻則可以感應(yīng)溫度的變化并改變其阻值，阻值的變化反映了溫度的升降。2.5.2過(guò)程控制裝置轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件的功能是將敏感元件輸出的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。2.5.2過(guò)程控制裝置光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路的功能是對(duì)轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，使其能夠進(jìn)行顯示、處理和傳輸。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換電路包括電橋、放大器、濾波器和調(diào)制解調(diào)電路等。2.5.2過(guò)程控制裝置傳感器種類十分繁多，可以從不同角度對(duì)其進(jìn)行分類。根據(jù)傳感器的工作機(jī)制，可分為物理型、化學(xué)型、生物型等。根據(jù)傳感器的構(gòu)成原理，可分為結(jié)構(gòu)型與物理型。根據(jù)傳感器將輸入能量轉(zhuǎn)換為輸出能量的方式，可以分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器。2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.2過(guò)程控制裝置傳感器分類：結(jié)構(gòu)型傳感器主要是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的幾何形狀或尺寸的變化，將外部被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量（如電阻、電感、電容等）的變化，從而檢測(cè)出被測(cè)信號(hào)。例如，應(yīng)變式壓力傳感器和電容式壓力傳感器等。2.5.2過(guò)程控制裝置應(yīng)變式壓力傳感器電容式壓力傳感器物理型傳感器是利用某些材料本身的物理性質(zhì)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，它采用半導(dǎo)體、電介質(zhì)等作為敏感材料。這類傳感器對(duì)壓力、溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等具有一定的依賴性，但可以通過(guò)轉(zhuǎn)換將這些物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。例如，壓電式壓力傳感器和半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器等。2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.2過(guò)程控制裝置半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器壓電式壓力傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，它們接受來(lái)自控制器的指令，并將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際行動(dòng)，以調(diào)節(jié)過(guò)程中的各種參數(shù)。例如，閥門(mén)執(zhí)行器可能被用于控制流體或氣體的流量，而加熱器執(zhí)行器則可能被用于調(diào)節(jié)設(shè)備的溫度。2.5.2過(guò)程控制裝置執(zhí)行器在一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)中，控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)過(guò)程并發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶?。這些指令可以是電信號(hào)、氣信號(hào)或其他形式的信號(hào)，具體取決于所使用的執(zhí)行器的類型。執(zhí)行器接收到這些信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)化為物理動(dòng)作，如開(kāi)合閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥瓣的位置，或者改變加熱器的功率輸出。2.5.2過(guò)程控制裝置執(zhí)行器對(duì)于閥門(mén)執(zhí)行器來(lái)說(shuō)，根據(jù)控制器的指令，它們可以調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟程度，從而控制流經(jīng)管道的流體數(shù)量。這種精確的控制可以確保過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，例如在化工、石油、水處理等行業(yè)。2.5.2過(guò)程控制裝置執(zhí)行器而對(duì)于加熱器執(zhí)行器，它們可以通過(guò)調(diào)節(jié)加熱器的功率或改變加熱器的溫度設(shè)定來(lái)響應(yīng)控制器的指令。這可以確保加熱過(guò)程在預(yù)設(shè)的參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行，不論是食品加工、塑料制造還是其他需要精確溫度控制的行業(yè)，加熱器執(zhí)行器的穩(wěn)定調(diào)節(jié)都顯得至關(guān)重要。2.5.2過(guò)程控制裝置執(zhí)行器總的來(lái)說(shuō)，執(zhí)行器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它們將控制器的指令轉(zhuǎn)化為實(shí)際行動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程中各種參數(shù)的精確控制。這種控制不僅可以提高過(guò)程的效率和穩(wěn)定性，還可以在許多關(guān)鍵領(lǐng)域中提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。2.5.2過(guò)程控制裝置控制器控制器是過(guò)程控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，它作為核心裝置負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行?？刂破髦饕鶕?jù)來(lái)自傳感器的反饋信號(hào)和預(yù)先設(shè)定的控制策略來(lái)計(jì)算出相應(yīng)的控制指令，然后將這些指令發(fā)送給執(zhí)行器。2.5.2過(guò)程控制裝置在復(fù)雜的過(guò)程控制系統(tǒng)中，控制器的主要功能包括以下幾個(gè)方面。監(jiān)控和調(diào)整：控制器持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并收集來(lái)自傳感器的反饋信息。這些反饋信息可能包括溫度、壓力、流量等關(guān)鍵參數(shù)?？刂破魍ㄟ^(guò)比較實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)設(shè)控制策略，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)整。2.5.2過(guò)程控制裝置計(jì)算控制指令：控制器根據(jù)傳感器的反饋信號(hào)和預(yù)設(shè)的控制策略，通過(guò)特定的算法計(jì)算出適當(dāng)?shù)目刂浦噶?。這些指令指導(dǎo)執(zhí)行器如何調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)，以滿足預(yù)設(shè)的要求。2.5.2過(guò)程控制裝置發(fā)送指令：一旦控制器計(jì)算出控制指令，它會(huì)將這些指令發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器接收到指令后，會(huì)根據(jù)指令的內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的操作。2.5.2過(guò)程控制裝置控制器可以是基于硬件的控制器，也可以是基于軟件的控制器?；谟布目刂破魍ǔＳ呻娮佑布颓度胧较到y(tǒng)組成，而基于軟件的控制器通常由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。在許多現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，基于軟件的控制器越來(lái)越常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈兲峁┝烁叨鹊撵`活性和可編程性。2.5.2過(guò)程控制裝置控制器作為過(guò)程控制系統(tǒng)中的核心部分，通過(guò)接收傳感器的反饋信號(hào)、計(jì)算控制指令和發(fā)送指令，確保系統(tǒng)在預(yù)設(shè)的控制策略下穩(wěn)定運(yùn)行。這種精密的控制不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗，提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。2.5.2過(guò)程控制裝置人機(jī)界面人機(jī)界面是過(guò)程控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它提供了直觀而有效的操作和監(jiān)控方式。通過(guò)人機(jī)界面，操作員可以查看過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài)和各種參數(shù)，如壓力、溫度、流量等，同時(shí)也可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種操作，如啟動(dòng)、停止、調(diào)整等。2.5.2過(guò)程控制裝置人機(jī)界面通常包括各種顯示設(shè)備和輸入設(shè)備，如觸摸屏、計(jì)算機(jī)界面、控制面板等。這些設(shè)備可以向操作員展示過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)也可以接收操作員輸入的指令和數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到控制系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的控制和調(diào)整。2.5.2過(guò)程控制裝置除了基本的顯示和操作功能，人機(jī)界面還可以提供更多的信息和功能，如歷史數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警提示、參數(shù)設(shè)置等。這些功能可以幫助操作員更好地了解和控制過(guò)程，同時(shí)也可以提高過(guò)程的效率和安全性。2.5.2過(guò)程控制裝置人機(jī)界面作為過(guò)程控制系統(tǒng)中的重要組成部分，為操作員提供了直觀、便捷的操作和監(jiān)控方式，使得操作員可以更好地控制和管理過(guò)程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.1過(guò)程設(shè)備測(cè)試技術(shù)2.5.2過(guò)程控制裝置2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用（了解）2.5過(guò)程控制過(guò)程控制系統(tǒng)的目標(biāo)是通過(guò)監(jiān)測(cè)和控制關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化、高效化和安全化。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用典型的過(guò)程控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用非常廣泛，幾乎涵蓋了各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，包括工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制、能源管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、建筑自動(dòng)化系統(tǒng)、化工工藝控制、制造業(yè)控制、石油和天然氣工業(yè)控制等多個(gè)方面。下面簡(jiǎn)單介紹幾種典型的過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用1、熱交換器溫度反饋應(yīng)用場(chǎng)景：在氮肥生產(chǎn)過(guò)程中，有一道工序名為變換工段，將來(lái)自煤氣發(fā)生爐的一氧化碳和水蒸氣的混合物轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)合成氨的原料氣。在此過(guò)程中會(huì)釋放大量熱量，使變換氣體的溫度升高。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用目的：為確保變換氣體在送至洗滌塔前能夠降溫，同時(shí)進(jìn)入變換爐的混合物能夠升溫，通常會(huì)利用變換氣體來(lái)加熱二氧化碳與水蒸氣的混合氣體。這種冷熱介質(zhì)的熱量交換是通過(guò)熱交換器來(lái)完成的。因此，在許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，熱交換器設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)其的控制也就顯得尤為重要。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用工作原理：熱交換器的主要被調(diào)控變量是冷卻介質(zhì)退出熱交換器的溫度。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用熱交換器及其有關(guān)工藝參數(shù)

其中，加熱介質(zhì)是工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱熱源（例如成品、半成品或廢氣、廢液）。為了最大程度地節(jié)約能源，通常不希望對(duì)其流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。相反，被加熱介質(zhì)的溫度通常通過(guò)調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用由穩(wěn)態(tài)時(shí)的熱平衡關(guān)系可知，當(dāng)不考慮散熱損失時(shí)，加熱介質(zhì)釋放的熱量等于被加熱介質(zhì)吸收的熱量，即2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用qv1是加熱介質(zhì)的體積流量qv2是被加熱介質(zhì)的體積流量c1是加熱介質(zhì)的平均比熱容c2是被加熱介質(zhì)平均比熱容Th1是加熱介質(zhì)進(jìn)交換器的溫度Th2是加熱介質(zhì)出交換器的溫度Tc2是被加熱介質(zhì)出交換器的溫度Tc1是被加熱介質(zhì)進(jìn)交換器的溫度

所以，有關(guān)變量的靜態(tài)前饋函數(shù)計(jì)算關(guān)系式2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用靜態(tài)前饋函數(shù)的實(shí)施路線如下圖的虛線框所示。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用熱交換器溫度反饋——前饋控制系統(tǒng)的組成2、單回路控制系統(tǒng)的應(yīng)用即便在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)取得快速發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)裝置中，單回路控制系統(tǒng)仍在合成氨的現(xiàn)代化大型裝置中占據(jù)主導(dǎo)地位，約占總控制系統(tǒng)的85%。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用

因此，深入理解和掌握單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及其應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)過(guò)程裝置的自動(dòng)化至關(guān)重要。

單回路控制系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較少、易于調(diào)整和運(yùn)行，以及能夠滿足一般生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用單回路控制系統(tǒng)一般由被控過(guò)程Wo(s)、測(cè)量變送器Wm(s)、調(diào)節(jié)器Wc(s)和調(diào)節(jié)閥Wv(s)等環(huán)節(jié)組成，下面用拉式變換表示的單回路控制系統(tǒng)的基本框圖。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用單回路控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖下面通過(guò)具體例子分析。牛奶乳化物干燥過(guò)程中的噴霧式干燥工藝設(shè)備。

存在問(wèn)題：乳化物屬于膠體物質(zhì)，過(guò)度攪拌易固化，無(wú)法通過(guò)泵進(jìn)行輸送。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用解決方法：采用高位槽的方式，即濃縮的乳液從高位槽流經(jīng)過(guò)濾器A或B（兩個(gè)過(guò)濾器交替使用，以保障連續(xù)操作）以除去凝結(jié)塊等雜質(zhì)，然后通過(guò)干燥器頂部的噴嘴噴出。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用具體工作原理：空氣由鼓風(fēng)機(jī)送至換熱器（通過(guò)蒸汽進(jìn)行間接加熱），熱空氣與鼓風(fēng)機(jī)直接送來(lái)的空氣混合后，經(jīng)過(guò)風(fēng)管進(jìn)入干燥器，從而蒸發(fā)出乳液中的水分并形成奶粉，隨濕空氣一起輸出后進(jìn)行分離。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用生產(chǎn)工藝對(duì)干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量要求極高，水分含量不能有太大的波動(dòng)。同時(shí)，干燥的溫度也需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，若溫度波動(dòng)小于±2℃，產(chǎn)品便符合質(zhì)量要求。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用牛奶的干燥過(guò)程流程圖產(chǎn)品品質(zhì)(水分含量)與干燥溫度存在密切的相互關(guān)系。由于水分含量與溫度之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此可以通過(guò)測(cè)量間接參數(shù)溫度來(lái)評(píng)估水分含量。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用為了確保產(chǎn)品水分含量的穩(wěn)定控制，選用干燥器的溫度作為被控對(duì)象，通過(guò)對(duì)其溫度進(jìn)行精確控制，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品水分含量的穩(wěn)定控制。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用影響干燥器溫度的因素有乳液流量f1(t)、旁路空氣流量f2(t)和加熱蒸汽用量f3(t)。選取其中任一變量作為控制參數(shù)，均可構(gòu)成溫度控制系統(tǒng)。下面用調(diào)節(jié)閥位置代表三種控制方案。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用乳液流量為控制參數(shù)時(shí)的系統(tǒng)2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用乳液直接進(jìn)入干燥器的時(shí)間延遲最小，對(duì)于干燥溫度的校正作用最為迅速，并且干擾進(jìn)入裝置最靠近調(diào)節(jié)閥1，這個(gè)方案看起來(lái)似乎是最好的。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用然而，由于乳液流量代表了生產(chǎn)負(fù)荷，通常需要保證產(chǎn)量穩(wěn)定，因此將其作為控制參數(shù)并不合適，故該控制方案并不可行。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用風(fēng)量作為控制參數(shù)時(shí)的系統(tǒng)框圖2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用旁路空氣流量與熱風(fēng)量混合后再經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的風(fēng)管進(jìn)入干燥器。由于混合空氣傳輸管道長(zhǎng)，存在管道傳輸延遲，因此控制通道的時(shí)間延遲較大，對(duì)干燥溫度的校正作用的靈敏度要差一些。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用蒸汽流量作為控制參數(shù)時(shí)的系統(tǒng)框圖2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用通過(guò)改變空氣的溫度來(lái)調(diào)節(jié)干燥溫度。然而，由于換熱器通常為一雙容過(guò)程，時(shí)間常數(shù)較大，控制通道的滯后最大，對(duì)干燥溫度的校正作用靈敏度最差。綜合來(lái)看，選擇旁路空氣量作為控制參數(shù)的方案最為合適。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用3、流體輸送設(shè)備的控制在生產(chǎn)流程中，各種生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)管道中的物料流和能量流相互連接，進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)、分離、吸收等過(guò)程，以生成人們所需的產(chǎn)品。這種物料流和能量流都被稱為流體，流體包括液體和氣體，固體物料通常也被轉(zhuǎn)化為流態(tài)形式在管道中進(jìn)行輸送。2.5.3典型過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用為了優(yōu)化生產(chǎn)，流體通常被連續(xù)輸送以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。用于輸送流體并提高其壓力的機(jī)械設(shè)備被稱為流體輸送設(shè)備。其中，用于輸送液體并提高其壓力的機(jī)械設(shè)備被稱為泵，而用于輸送氣體并提高其壓力的機(jī)械設(shè)備則被稱為風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)