工业生产过程控制讲义

过程控制主讲人：马平什么是过程控制？

工业生产过程指原材料经过若干加工步骤转变成产品并具有一定生产规模的过程。工业生产过程可分为：连续生产过程离散生产过程间歇生产过程（批量生产过程）。工业生产过程的目标在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径将原材料加工成预期的合格产品。原材料合格产品理想条件干扰产品？控制过程控制过程控制主要是指连续过程工业的过程控制教材：过程控制清华大学出版社，金以慧，1993年教学内容：绪论第一篇简单控制系统第二篇复杂控制系统第十章火电厂热工过程控制系统学习目的： 通过本课程的学习，建立过程控制系统的基本概念，掌握分析系统和设计系统的基本方法。达到对典型系统能够分析和设计的能力。学习要求： 绪论：建立过程控制系统的基本概念，了解现状及发展趋势 第一篇：要求建立简单控制系统的基本概念；理解控制系统的品质指标，生产过程被控对象动态特性的特点，调节规律及调节参数变化对调节过程的影响，调节阀的结构和工作流量特性；掌握由阶跃响应曲线建立被控对象动态特性的方法和简单控制系统的工程整定方法

第二篇：要求建立串级控制、比值控制、前馈控制、大迟延系统和解耦控制的基本概念，理解这些控制的基本特点和设计原理，掌握这些控制系统的基本设计方法和基本整定方法第十章：要求了解火电厂热工控制基本组成，掌握负荷控制、燃烧控制、给水控制及汽温控制的常规设计方法。参考书：1热工自动控制系统中国电力出版社，李遵基，1999年过程控制工程（第二版）中国石化出版社，蒋慰孙、俞金寿编著，1999年工业过程控制工程化学工业出版社，王树青等，2003年答疑方式及安排1课间答疑2每周三下午4：30以后3邮件答疑E-mail：maping2067@163.com测量变送器控制器（PID)执行器水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽汽包炉汽水生生产过程测量变送器控制器执行器调节阀对象-定值+被调量广义被控对象象（广义过程））控制器广义被控对象给定值被调量1．生产过程（被被控对象）生产设备以及及所发生的物物理和化学变变化的过程。。置于控制系统统中过程称为为被控对象2．控制系统控制仪表和生生产过程通过过信号的传递递互相联系起起来就构成控控制系统。3．被调量（被控控制量）表征生产过程程是否正常运运行并需要加加以调节的物物理量。名词术语4．给定值按生产要求被被调量必须维维持的希望值值（简称给定定值）。5．调节机构可用来改变进进入控制对象象的物质或能能量的装置。。6．控制量（调节节量）由操作者或调调节机构(阀阀门、挡板等等)改变的输输入物理量，，用以控制被被调量的变化化。称为控制制量。7．扰动引起被调量偏偏离平衡状态态的各种原因因称为扰动。。8．控制过程（调调节过程）原来处于平衡衡状态的生产产过程，一旦旦受到扰动作作用，被调量量偏离原来平平衡状态，通通过施加调节节作用使被调调量重新恢复复到新的平衡衡状态的过程程，称为控制制（调节）过过程。9．系统工艺流程程图：包括被控对对象和控制设设备的控制系系统示意图10．控制系统结构构方框图：不包括被控控对象，描述述控制系统结结构和控制功功能的方框图图11．控制系统原理理图：用传递函数数描述控制系系统的方框图图过程控制的发发展经历了三三个阶段：50年代：经经典控制理论论，简单系统统，基地式气气动仪表。60—70年年代：现代控控制理论，以以状态空间分分析为基础，，揭示系统内内在的规律性性，为高水平平的自动化奠奠定了基础，，电动单元组组合仪表及早早期的直接数数字控制DDC（计算机机仪表）。70年代—20世纪末：：智能控制理理论，将控制制理论与其它它学科相互交交叉、渗透和和结合，DCS集散控制制系统21世纪：计计算机网络技技术的应用使使控制设备之之间的连接更更加简便———现场总线开开始应用。生产过程对过过程控制的要要求：安全性——（要求在整个个生产过程中中确保人身和和设备的安全全）经济性——（（要求在生产同同样质量和数数量产品所的的能量的原材材料最少）稳定性——（要求系统具具有抑制外部部干扰，保持持生产过程长长期稳定运行行的能力）过程控制的任任务：应用控制理论论对控制系统统进行分析和和综合，采用用适宜的技术术手段使系统统实现安全性性、经济性和和稳定性的要要求。过程控制系统统的设计与实实现步骤：确定控制目标标选择测量参数数（被调量））选择操作量（（调节量）确定控制方案案选择控制算法法选择执行器设计报警和连连锁保护系统统控制系统的调调试和投运水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器学习本课程的的目的：建立过程控制制系统的基本本概念，掌握握分析系统和和设计系统的的基本方法。。对典型系统统能够分析和和设计。本课程学习内内容：过程控制系统统的基本要求求生产过程的动动态特性常用用描述方法及及特点调节器的动态态规律及对控控制系统的控控制作用简单控制系统统分析和设计计方法串级控制、前前馈——反馈馈控制、比值值控制多变量控制系系统火电厂热工控控制系统实例例分析水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器被调量水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器调节量水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器调节阀测量变送器控制器执行器调节阀对象-给定值+被调量扰动1扰动2控制器广义被控对象象给定值被调量原平衡状态新平衡状态控制过程（调节过程））测量变送器控制器（PID)执行器PIDKvF(x)ΔPI控制系统结构图控制器广义被控对象给定值被调量Gc(s)Gp(s)yr+-控制系统原理图9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2221:00:5821:00:58December28,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。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、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2821:00:5821:00:5828December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。9:00:58下午9:00下下午21:00:5812月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。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结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2221:00:5821:00:58December28,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。28十二二月20229:00:58下下午21:00:5812月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月229:00下下午午12月月-2221:00December28,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/2821:00:5821:00:5828December202217、空山新雨后后，天气晚来来秋。。9:00:58下午9:00下下午21:00:5812月-229、杨柳柳散和和风，，青山山澹吾吾虑。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、阅阅读读一一切切好好书书如如同同和和过过去去最最杰杰出出的的人人谈谈话话。。21:00:5821:00:5821:0012/28/20229:00:58PM11、越是没没有本领领的就越越加自命命不凡。。12月-2221:00:5821:00Dec-2228-Dec-2212、越是无能能的人，越越喜欢挑剔剔别人的错错儿。21:00:5821:00:5821:00Wednesday,December28,202213、知人者智智，自知者者明。胜人人者有力，，自胜者强强。12月-2212月-2221:00:5821:00:58December28,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。28十二月月20229:00:58下午21:00:5812月-2215、最具挑挑战性的的挑战莫莫过于提提升自我我。。十二月229:00下午午12月-2221:00December28,202216、业余余生活活要有有意义义，不不要越越轨。。2022/12/2821:00:5821:00:58