第4章-简单过程控制系统

１.掌握过程控制系统设计的基本要求、主要内容、设计步骤。２.掌握简单控制系统各环节的设计原则。３.掌握被控变量、操纵变量的选择方法及原则。４.掌握简单控制系统调节器参数４种工程整定方法。５.掌握简单控制系统的投运步骤。６.能进行简单控制系统调节器调节规律的选择及调节器正、反作用选择。学习目标第4章简单过程控制系统§４—１简单控制系统一、简单控制系统的构成第4章简单过程控制系统二、过程控制系统设计的基本要求１.安全性安全性是指在整个生产过程中，过程控制系统应该确保人员和设备安全（并兼顾环境卫生、生态平衡等安全性要求）。２.稳定性稳定性指在扰动作用下，过程控制系统将工艺参数控制在规定的范围内，维持设备和系统长期稳定运行，使生产过程平稳、持续地进行。３.经济性经济性是指过程控制系统在提高产品质量、产量的同时，节省原材料，降低能源消耗ꎬ提高经济效益与社会效益。第4章简单过程控制系统三、过程控制系统设计的主要内容系统控制方案设计工程设计工程安装和仪表调校调节器参数整定第4章简单过程控制系统四、过程控制系统设计的步骤１.熟悉和理解生产对控制系统的技术要求和性能指标２.建立被控过程的数学模型３.控制方案的确定４.控制设备选型５.实验（或仿真）验证第4章简单过程控制系统§４—２简单控制系统设计一、被控变量的选择需要选择能表征工艺控制指标的其他变量作为被控变量，称为间接指标控制。１.单值性２.线性或确定的函数关系３.灵敏度第4章简单过程控制系统二、操纵变量的选择１.对象静态特性的影响２.控制通道动态特性的影响(１)控制通道时间常数的影响(２)控制通道纯滞后τ０的影响３.干扰通道动态特性的影响(１)干扰通道时间常数的影响(２)干扰通道纯滞后τｆ的影响４.操纵变量的选择原则第4章简单过程控制系统三、系统设计中的测量变送问题１.仪表性能的考虑第4章简单过程控制系统２.测量信号的处理(１)测量信号的线性化处理(２)测量信号的滤波处理３.安装与使用条件第4章简单过程控制系统四、执行器的考虑１.调节阀结构形式的选择２.气开式与气关式的选择３.调节阀的流量特性选择一是控制阀本身的特性，二是流过阀门的流量与阀门行程之间的关系。第4章简单过程控制系统４.阀门定位器的应用第4章简单过程控制系统５.调节阀口径的选择流通能力的定义为：在阀两端压差为100kPa，流体密度为1000kg/m３的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（kg/m３）。第4章简单过程控制系统五、调节器调节规律的选择第4章简单过程控制系统１.比例调节２.积分调节３.比例积分调节４.比例微分调节５.比例积分微分调节第4章简单过程控制系统§４—３简单控制系统操作与投运一、调节器正/反作用设定１.调节器正/反作用形式定义２.调节器正/反作用与增益Ｋｐ的关系３.控制系统负反馈的条件第4章简单过程控制系统二、调节器工作状态设定手动状态时，由操作员直接改变调节器输出。自动或串级状态时，调节器根据给定的控制规律对偏差运算产生控制输出。第4章简单过程控制系统三、调节器参数整定１.理论整定理论整定的基础是已经获得控制系统各环节的数学模型，

即广义对象的传递函数已知。根据控制要求确定系统的闭环传递函数或过渡过程指标，计算调节器的相应参数。第4章简单过程控制系统２.工程整定(１)响应曲线法第4章简单过程控制系统(２)临界比例度法第4章简单过程控制系统(３)衰减曲线法第4章简单过程控制系统§４—４简单控制系统设计实例一、生产过程概述第4章简单过程控制系统二、控制方案设计第4章简单过程控制系统第4章简单过程控制系统实验单容液位定值控制系统１.了解单容液位定值控制系统的结构与组成。２.研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。３.研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控