《工业电气自动化——过程控制》1工业电气自动化——过程控制电信学院2002级电气自动化专业教师:王玉联系方式：wyujue@sohu.com《工业电气自动化——过程控制》2课程安排•简单控制系统•复杂控制系统•过程控制仪表•典型控制系统实例过程控制单元模拟式数字式例：化工生产——选料、配料、输送进入反应装置、反应、输出产品《工业电气自动化——过程控制》3第一章绪论过程控制的概念采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。《工业电气自动化——过程控制》4被控参数种类•温度•压力•流量•液位(容器中液体的高度或者液面的位置)•成分（产品组成成份等）•物性（粘度，密度等）《工业电气自动化——过程控制》520世纪40年代以前——工业生产大多处于手工操作1、局部自动化(20世纪50～60年代)•单回路控制系统•气动基地式仪表、气动组合仪表•根轨迹法和频率法•1942年PID（ProportionIntegralDifferential）1.1过程控制的发展《工业电气自动化——过程控制》62、集中控制阶段(20世纪60～70年代)•电子仪表•计算机使用•复杂的控制（串级控制、前馈控制…）•现代控制理论（计算机仿真技术）3、集散控制阶段(20世纪70～至今)•DCS(DistributedControlSystem)集散型控制系统•网络数字化仪表•先进控制算法和优化控制算法《工业电气自动化——过程控制》7现代过程控制《工业电气自动化——过程控制》81.2工业生产中的过程控制系统工业生产按加工原料分类•气体、液体、粉体（石油、化工、制药、轻工、食品、建材）•已成型的材料《工业电气自动化——过程控制》91.2工业生产中的过程控制系统1.2.1液位控制QiQ0图1-1人工液位控制abOQiQ0图1-2机械式液位控制abOQiQ0《工业电气自动化——过程控制》10图1-3实际生产中的液位控制系统LCQiQ0LTLT——液位测量及信号变换装置————浮球LC——液位调节器————杠杆阀门——可接受电信号《工业电气自动化——过程控制》111.2.2温度控制TCTT热流体冷流体图1-4换热器温度控制系统TT——温度测量装置TC——温度调节器管道《工业电气自动化——过程控制》121.3反馈原理•反馈——把输出信号回送到系统的输入端，并送加到输入信号中•几乎所有的自动控制系统都是负反馈控制系统•正反馈——电子振荡器、炸弹反馈装置对象输入信号输出信号图1-5反馈原理《工业电气自动化——过程控制》131.4过程控制系统的特点和分类1.4.1过程控制的特点•被控过程多样性•系统有众多过程检测仪表、控制仪表•控制方案丰富•多为慢过程参量控制•过程控制主要控制形式为定值控制测量变送调节器调节阀对象x(t）y(t)f(t)q(t)u(t)z(t)e(t)+_图1-6过程控制系统的框图《工业电气自动化——过程控制》141.4.2过程控制的分类按工艺分类（不同被控参数）温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统……按系统调节器的控制规律分类比例控制、前馈控制……按给定值分类按系统克服干扰方式分类《工业电气自动化——过程控制》15一、给定值特点分类•定值控制系统——给定值不变或者变化很小的控制系统例：空调控制系统tT/0C260CO设定温度260C图1-7空调室温调节控制系统温度曲线•随动控制系统——给定值变化的控制系统例1：火箭飞行控制例2：空调设定室内温度比室外温度低5℃。《工业电气自动化——过程控制》16•程序控制系统程序控制系统——给定值是随着事先设定好的程序变化例：电饭锅tT/0CO100图1-8电饭锅温度控制曲线电饭锅准备启动加热100℃恒温阶段保温自动降温（由程序控制完成的）《工业电气自动化——过程控制》17二、按系统克服干扰的方法分类反馈控制——测量被控变量，进行给定值比较前馈控制——测量干扰变量，也不进行给定值比较前馈控制－反馈控制《工业电气自动化——过程控制》181.5基本概念及术语•对象——被控制的物理装置•被控变量——对象的某个变量•调节变量——对被控装置的被控变量具有较强的直接影响且便于调节的变量。•干扰——除了调节变量外，对被控变量具有影响作用的所有变量。•给定值（设定值、期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。•偏差...
