1、,流程工業(yè)自動化技術(shù) 董 超 2012.11,流程工業(yè),工業(yè)領(lǐng)域，可以按照生產(chǎn)方式分為兩大類，分別是不間斷連續(xù)生產(chǎn)方式的，如石化、化工行業(yè)統(tǒng)稱為流程工業(yè)；另一種是非連續(xù)性生產(chǎn)的方式，如汽車制造業(yè)，稱為離散工業(yè)。 流程工業(yè)是德國PROCESS全部版權(quán)在中國的惟一授權(quán)雜志，創(chuàng)刊于1998 年，以新聞資訊、人物專訪、熱點論壇、技術(shù)專輯、大事回放、展會追蹤、商務(wù)連線等形式全面報道，深度分析流程工業(yè)生產(chǎn)過程中的管理、工藝、技術(shù)和設(shè)備信息及典型案例，為中國石油石化、化工、制藥、電力、環(huán)保水處理等流程行業(yè)提供領(lǐng)先實用的企業(yè)級解決方案。,流程工業(yè)制藥?？?2012年第3期,綜合自動化技術(shù),綜合自動化技術(shù)是一個

2、動態(tài)廣義的概念，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，其內(nèi)涵不斷擴充和深化。綜合自動化系統(tǒng)不僅包括我們熟悉的各種簡單復(fù)雜的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)、順序邏輯控制系統(tǒng)、自動批處理控制系統(tǒng)、連鎖保護系統(tǒng)等，也包括各生產(chǎn)裝置先進控制、企業(yè)實時數(shù)據(jù)集成、生產(chǎn)過程流程模擬與優(yōu)化、生產(chǎn)設(shè)備故障診斷和維護、根據(jù)市場和生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)進行生產(chǎn)計劃和排產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、以產(chǎn)品質(zhì)量和成本為中心的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)和財務(wù)管理系統(tǒng)等，涉及到產(chǎn)品物流增值鏈和產(chǎn)品生命周期的所有過程。 現(xiàn)代企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)包括PCS（生產(chǎn)過程系統(tǒng)）、MES系統(tǒng)(生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))和ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）。,過程控制系統(tǒng)（Process Contro

3、l）,以表征生產(chǎn)過程的參量為被控制量使之接近給定值或保持 在給定范圍內(nèi)的自動控制系統(tǒng)。這里“過程”是指在生產(chǎn)裝置或設(shè) 備中進行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過程。表征過程的主 要參量有溫度、壓力、流量、液位、成分、濃度等。通過對過 程參量的控制，可使生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高和 能耗減少。一般的過程控制系統(tǒng)通常采用反饋控制的形式，這 是過程控制的主要方式。,過程控制系統(tǒng)（Process Control）,過程控制系統(tǒng)（Process Control）,過程控制系統(tǒng)（Process Control）,過程控制系統(tǒng)的組成,以液體貯槽的液位控制為例說明過程控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成。貯槽液位原理 圖，

4、如圖所示。,過程控制系統(tǒng)的組成,眼 觀察玻璃管液位計（測量元件）指示高度； 大腦 將液位高度與期望高度進行比較，經(jīng)過思考估算出需要改變的流 出量，然后發(fā)出動作命令； 手 根據(jù)命令改變出口閥門開度，相應(yīng)地增減流出量，使液位保持在合 理的范圍內(nèi)。,過程控制系統(tǒng)的組成,液位變送器 檢測并變換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號送到控制器； 自動控制器 接收變送器信號與液位期望值進行比較，根據(jù)偏差按某種規(guī)律運算， 運算結(jié)果送給執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）； 執(zhí)行器 將控制器指令信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的位移信號，驅(qū)動閥門動作，改變液體流出 量，實現(xiàn)液位的自動控制。,過程控制系統(tǒng)的組成,由液體貯槽的液位控制可知，過程控制系統(tǒng)是由被控對象，測量與

5、變送裝置、控制器、執(zhí)行器組成。 如果把測量與變送裝置、控制器、以及執(zhí)行器統(tǒng)稱為自動化裝置， 則過程控制系統(tǒng)是由被控對象和自動化裝置兩部分組成的。 過程控制系統(tǒng)的任務(wù)：就是當(dāng)被控對象受到干擾使被控變量（溫度 、壓力、流量、液位、成分等）產(chǎn)生偏差時，能夠及時檢測，并通過合 理地調(diào)節(jié)操縱變量使被控變量回到給定值。,常用術(shù)語,被控對象：需要實現(xiàn)控制的設(shè)備、機器或生產(chǎn)過程稱為被控對象，簡稱對象。如本例中的液體貯槽。 被控變量：對象中需要進行控制（保持數(shù)值在某一范圍內(nèi)或按預(yù)定規(guī)律變化）的物理量稱為被控變量。如本例中的貯槽液位。 操縱變量：受到控制裝置的操縱，用以使被控變量保持在設(shè)定數(shù)值的物料或能量變量稱為

6、操縱變量。如本例中的液體流出量。 干擾（擾動）： 除操縱變量外，作用于對象并使被控變量發(fā)生變化的因素稱為干擾（擾動）。如本例中的液體流入量。 設(shè)定值：按照生產(chǎn)工藝的要求為被控變量規(guī)定的所要達到或保持的數(shù)值稱為給定值（設(shè)定值）。如例中，為了防止槽內(nèi)液體溢出或抽空，規(guī)定貯槽液位保持在貯槽50的高度比較合理。 偏差：在過程控制系統(tǒng)中通常把測量值減給定值稱為偏差。,單回路控制舉例,左圖采用了一臺液位變送器（LT ) ，一臺液位控制器（LC ）和一個用于控制液位的執(zhí)行器（LV ）。 由于回路數(shù)較少，故將數(shù)字編號省略了。,單回路控制舉例,PI圖的識別,儀表圖形符號：儀表圖形符號可用來表達工業(yè)自動化儀表所處理的被 測變量和功能，還可以表示儀表或元件的名稱。儀表圖形符號是直徑為 12mm的細實圓圈，并在其中標(biāo)有儀表位號。儀表位號由字母代號和數(shù)字編 號組成。,PI圖的識別,儀表位號按被測變量不同進行分類。同一個裝置（或工段）的同類 被測變量的儀表位號中順序號是連續(xù)的。 在工藝控制流程