《过程控制系统》PPT课件.ppt

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1、过程控制系统第一章绪论第二章单回路控制系统第三章串级控制系统过程控制的目的：保持过程中的有关参数为一定值或按一定规律变化。过程控制的特点：1、被空对象的多样性2、普遍存在滞后3、特性往往具有非线性4、控制系统比较复杂凡是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。1、过程控制的概念第一章绪论2、过程控制的特点1-1典型单回路控制系统3、系统组成1、控制原理(如下图)以液体储槽的水位控制为例进行说明。液位变送器液位控制器执行器2、系统方块图3、主要组成部分(1)、被控对象：生产过程中被控制的工艺设备

2、或装置。(2)、检测变送单元：(3)、控制器：实时地对被控系统施加控制作用。(4)、执行器：将控制信号进行放大以驱动控制阀。常见的有气动和电动两种。(5)、控制阀：控制进料量。有气开式和气关式之别。1、被控对象(简称对象或过程)：2、被控参数：按照生产过程要求，某些变量应该维持在稳定的变化范围内，如果对其施加控制作用，就称其为被控参数。如温度、压力、流量、液位、成分等。4、常用术语：凡是影响被控量的各种作用均叫做干扰或扰动。分内干扰和外干扰。(内干扰如原料成分变化等。)4、控制参数：即调节介质。如储水槽液位控制系统的给水量。5、测量值

3、：被控变量经检测变送后即是测量值。6、给定值：即被控变量的设定值。7、偏差值：准确地说，应是被控量的给定值与实际值之差。但能够直接得到的信号是被控量的测量值，故通常把给定值与测量值之差称作为偏差。8、调节器输出：根据偏差值、经一定算法得到的输出值。调节器输出亦称控制作用。3、干扰:有常规控制系统、计算机控制系统。一、一般分类1、按工艺参数分类：有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统、成分控制系统、物位控制系统等。2、按系统的任务分类：有比例控制、均匀控制、前馈控制等。3、按自动化装置的不同分类：5过程控制系统的分类5、按是否形成闭

4、合回路分类：是工业生产过程中应用最大的一种过程控制系统。在运行时，系统被控量的给定值是不变的。有时根据生产工艺要求，被控量的给定值保持在规定的小范围附近波动。二、按设定值形式分类4、按控制器的动作分类：有1、定值控制系统PPIPID位式开环闭环、。2、随动控制系统其给定值按预定的时间程序来变化。如机械工业中的退火炉的温度控制系统，其给定值是按升温、保温、逐次降温等程序变化的。家用电器中应用定值控制系统的也很多，如电脑控制的洗衣机、电饭煲等。是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。它的主要作用是克服一切扰动，使被控量随时跟踪给定值

5、。3、程序控制系统1.衰减比n：衰减比（Subsidenceratio）是控制系统的稳定性指标。它是相邻同方向两个波峰的幅值之比。即：n=B1/B2n=1等幅振荡n>1衰减振荡n无穷大为非周期过程一般认为，n=4:1时稳定性好，但温度等慢变化过程约取10:1为好，应根据实际情况灵活处理。衰减率ψ:是衡量过度过程稳定性的一个动态指标(于递减比含义相同).一般取=0.75～0.9。用于表示控制系统的稳定性。它是每经过一个周期后，波动幅度衰减的百分数，即：6控制系统的品质指标2．超调量和最大动态偏差：随动控制系统中，超调量（Oversho

6、ot）σ定义为：定值控制系统采用最大动态偏差A表示超调程度。即：3．余差：它是控制系统的最终稳态偏差e(∞)。在阶跃输入作用下，余差（Steady-stateerror）为：定值控制系统中，r=0，因此有：e(∞)=-C。余差是控制系统稳态准确性指标。4．回复时间和振荡频率：被控变量从过渡过程开始到进入稳态值±5%或±2%范围内的时间作为过渡过程的回复时间Ts（Settlingtime）。回复时间是控制系统的快速性指标。振荡频率ω与振荡周期T的关系是在相同衰减比n下，振荡频率越高，回复时间越短；在相同振荡频率下，衰减比越大，回复时间越

7、短。5．偏离度：控制系统偏离度是被控变量统计特性的描述。在相同干扰作用下，定值控制系统输出的最大偏差越大，系统的偏离度越大；在相同的衰减比下，系统输出的周期越大，系统的偏离度越大。控制系统运行的重要准则第二章单回路控制系统1、典型例子：见下图一、系统的基本结构单回路控制系统又称为简单控制系统。虽然简单，但应用较广；过程控制的基本概念主要是在本章建立的。因此，本章内容无疑是重点之一。§2-1概述液位变送器液位控制器执行器2、系统方框图3、特点最简单、最基本；应用最广泛、最成熟。是各种复杂控制系统设计和参数整定的基础。适用于被控对象滞后时

8、间较小，负载和干扰不大，控制质量要求不很高的场合。一、被控参数(即被控量)的选择1.选择的意义§2-2被控参数和控制参数的选择2.选择方法(1).选直接参数即能直接发映生产过程产品产量和质量，以及安全运行的参数。(如锅炉