《过程控制》word版

《《过程控制》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、过程控制的简单介绍231122班廖华文20121001003过程控制是在工业系统中，为了控制过程的输出，利用统计或工程上的方法处理过程的结构、运作方式或其演算方式。处理过程控制的系统可称为过程控制系统。图一：核电厂的过程控制系统一、举例例如利用加热器调节房间的温度即可视为一个过程，因为其目的是要使一输出量（在此例中是温度）到达一理想值内（例如20度），且此输出量不随时间变化。在此例中温度是一个控制变数，不过若用温度计量测温度，决定是否加热，温度也同时是输入变数，。理想的温度（20度）为目标值，加热器的状态（如加热器控制热水流量的阀门）会随控制而改变，则是受控变数。过程控制的控制变数通常是温度

2、T、压力P、流量F、液位L、成分A、PH值之等的过程变量。常见的控制设备是可编程逻辑控制器，简称PLC。PLC读取许多模拟或数字的输入，内部程式会根据输入产生模拟或数字的输出。若以上一段的例子延伸，房间的温度是PLC-5-的输入，内部程式会比较输入变数及目标值的差异，再决定是否加热量要增加或是减少。PLC的输出会用来改变加热器阀门开启的大小。更大（或更复杂）的系统可能会由分散式控制系统（DistributedControlSystem,DCS）或SCADA来加以控制。一、实务上的分类实务上，过程控制可以用以下的方式分类（不过，有些应用会同时用到以下几类的过程控制）：全电脑化工厂的概念●离散：

3、在许多制造、运动或包装应用中会用到离散的过程控制。如汽车生产中常见的机器手臂自动组装，即为离散过程控制的例子。大部分这类的应用都是生产一个产品中个别的零件，如金属冲压成形。●批次：有些应用需要以特定的量，以特定的方式及时间混合原枓。像是制造胶水，一般需要在加热的容器中混合原料一段时间。类似的例子包括食物、饮料或药品。批次程序大约用在年产量从几公斤到几千吨的产业。●连续：一般一个物理系统可以由一些连续，不随时间有剧烈变化的变数所表示。例如加热器中的水温控制即为一个连续过程控制的例子。像石油、化学品或塑胶的制造就属于连续的过程控制。连续过程控制一般用在年产量从几千吨到几百万吨的产业。图二：全电脑

4、化工厂的概念图-5-一、统计过程控制统计过程控制(SPC)是一个可以用控制图监控一个程序的有效方式。它特别之处是可以同时监控一个程序主要的输出及其变动。借着在程序中不同的点收集数据找到会影响品质的程序变异，设法加以检测及修正，以减少不良品到客户端的比率。统计过程控制强调早期检测问题及问题的防范。二、PID控制器PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成[1]。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本上线性，且动态特性不随时间变化的系统。图三：PID控制器的方块图PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到

5、的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，使系统更加准确而稳定。PID控制器的比例单元P、积分单元I和微分单元D分别对应目前误差、过去累计误差及未来误差。若是不知道受控系统的特性，一般认为PID控制器是最适用的控制器[2]。借由调整PID控制器的三个参数，可以调整控制系统，设法满足设计需求。控制器的响应可以用控制器对误差的反应快慢、控制器过冲的程度及系统震荡的程度来表示。不过使用PID控制器不一定保证可达到系统的最佳控制，也不保证系统稳定性。-5-有些应用只

6、需要PID控制器的部分单元，可以将不需要单元的参数设为零即可。因此PID控制器可以变成PI控制器、PD控制器、P控制器或I控制器。其中又以PI控制器比较常用，因为D控制器对回授噪声十分敏感，而若没有I控制器的话，系统不会回到参考值，会存在一个误差量。一、反馈反馈（英语：Feedback），在台湾称为“回馈”，又称回授，是控制论的基本概念，指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。

7、对负反馈的研究是控制论的核心问题。二、可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时载入内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。PLC可接收（输入）及发送（输出）多种型态的电气或电子信号，并使用他们