过程控制系统基本概念资料课件.ppt

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1、过程控制系统的基本概念第一章7/30/20211§1-1过程控制系统组成和表示形式本章主要内容§1-2过程控制系统主要类型§1-3过程控制系统的性能指标及要求7/30/20212本章教学内容要求1.了解过程控制系统的分类及特点；2.理解过程控制系统常用的术语概念；能看懂简单的管道及仪表流程图；控制系统的基本控制要求及质量指标。3.掌握过程控制系统组成及各部分作用，方框图的组成及绘制；重点：过程控制系统组成及各部分的功能；方框图绘制；质量指标。难点：常用术语的理解；方框图的绘制7/30/20213一、过程控制系统定义过程控制：工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控

2、制。过程控制系统：在工业生产中在没有人直接参与的条件下，工艺参数能自动按照预定的规律变化的控制系统。实例过程控制的作用：1、实现最优技术指标，提高产品质量。2、提高经济效益3、提高劳动生产率4、改善劳动条件5、保护环境§1-1过程控制系统组成和表示形式第一章－1－23分钟.wmv7/30/20214图1-1锅炉汽包水位控制示意图7/30/20215①被控过程（对象）：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程设备或机器。②被控变量：被控过程内要求保持设定值的工艺参数。二、过程控制系统组成③给定值：工艺参数所要求保持的数值。④操纵变量：受控制器操纵，用以克服干扰的影响使被控变量

3、保持设定值的物料量或能量（流过控制阀介质的流量）。⑤扰动量：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量变化的因素（使被控变量偏离给定值）。1、控制系统常用术语（教材P4）⑥偏差：测量值与设定值之差。7/30/202162、控制系统构成一个简单的过程控制系统由被控对象、测量变送器、控制器、执行器四个基本环节所组成。被控对象是生产过程中被控制的工艺设备或装置；测量变送器是把被控变量转化为测量值；控制器是将设定值与测量信号进行比较获得偏差，按某种预定的控制规律计算，将计算结果作为控制信号送执行器。比较机构和控制装置通常组合在一起，称为控制器；执行器是接受控制器的控制信号，相应地去改

4、变操纵变量7/30/20217三、过程控制系统的表示形式方框图组成：方框、信号线、比较点、分支点作用:见教材P51、方框图设定值偏差控制作用操纵变量被控变量测量值控制器执行器被控对象检测元件变送器图1-2控制系统方框图扰动量比较点7/30/20218实例：锅炉汽包就是被控对象绘制方框图时应注意几点：（1）方框图中每一个方框表示一个具体的实物。（2）方框之间带箭头的线段表示它们之间的信号联系，与工艺设备间物料的流向无关。（3）比较点不是一个独立的元件，而是控制器的一部分。图1.3锅炉汽包水位控制系统方框图7/30/20219管道及仪表流程图是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流

5、程图上描述生产过程控制的原理图，是控制系统设计、施工中采用的一种图示形式。是在工艺流程图的基础上，按其流程顺序，标出相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号与连锁保护系统等。2、管道及仪表流程图图1.4锅炉汽包管道及仪表流程图图1.5发酵罐管道及仪表流程图实例：定义：7/30/202110§1-2过程控制系统主要类型按控制系统基本结构形式-----闭环控制系统和开环控制系统。重点介绍闭环控制系统1、闭环控制系统：（视频播放：2－01：49~27）定义：闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统；凡是系统的输入端和输出端之间存在反馈支路，使得输出变量

6、对控制作用有直接影响的系统。特点：有较高的控制精度和较好的适应能力，有很强的抗干扰能力；当系统的惯性滞后和纯滞后较大时，控制作用对扰动的克服不及时，从而使其控制质量大大降低。7/30/202111定值控制系统：设定值保持不变（为一恒定值）的反馈控制系统称为定值控制系统。程序控制系统：设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即根据需要按一定时间程序变化。随动控制系统：设定值不断变化，且事先是不知道的，并要求系统的输出（被控变量）随之而变化。闭环控制系统分类注意它们的区别和联系分三类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。7/30/202112反馈——通过测量变送装置将被

7、控变量的测量值送回到系统的输入端，这种把系统的输出信号直接或经过一些环节引回到输入端的做法叫做反馈。负反馈——引回到输入端的信号是减弱输入端作用的称为负反馈，用“－”号表示。将被控变量送回输入端并与输入变量相减。（重点理解）正反馈——引回到输入端的信号是增强输入端作用的称为正反馈，用“＋”号表示。将被控变量送回输入端并与输入变量相加。2．反馈概念7/30/2021133、开环控制系统定义：控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的控制系统。操纵变量可以通过控制对象去影响被控变量，但被控变量不会通过