工业生产过程自动控制(最新版)
工业生产过程中的自动化控制系统
工业生产过程中的自动化控制系统一、引言自动化技术在当今工业生产中发挥着越来越重要的作用。
工业生产过程中的自动化控制系统是指通过计算机或其他设备控制工业生产中的各种设备和机械实现生产自动化。
本文将深入探讨工业生产过程中的自动化控制系统的原理与应用。
二、自动化控制系统的基本原理自动化控制系统通过传感器、执行器和控制器组成，实现对工业生产环境中的物理量的测量、处理和控制。
传感器用于感知物理量，例如温度、压力、流量等。
执行器用于控制设备和机械的运动，例如电动机、气动执行机构等。
控制器则负责处理传感器收集到的数据并产生控制信号，以实现对执行器的控制。
三、自动化控制系统的分类根据不同的应用场景和需求，自动化控制系统可以分为以下几类：1. 过程控制系统：用于控制化工、石化、电力等过程工业的生产过程，保持系统在预定范围内工作。
2. 离散控制系统：用于控制离散制造工业中的生产过程，例如汽车制造、机械制造等。
3. 机器人控制系统：用于控制工业机器人的运动和操作，广泛应用于汽车制造、电子组装等行业。
4. 智能化控制系统：利用人工智能、机器学习等技术实现对工业生产过程的智能化管理和控制。
四、自动化控制系统的关键技术1. 传感技术：传感器是自动化控制系统的重要组成部分，能够将物理量转化为电信号。
目前常用的传感技术包括压力传感技术、温度传感技术、流量传感技术等。
2. 控制算法：控制算法是自动化控制系统中的核心部分，能够根据传感器数据生成控制信号，如PID控制算法、模糊控制算法等。
3. 通信技术：自动化控制系统需要实现设备和机械之间的通信，常用的通信技术包括以太网、无线通信等。
4. 可靠性技术：工业生产过程需要保证系统的可靠性和安全性，因此可靠性技术十分重要，如备份系统、故障诊断技术等。
五、自动化控制系统在工业生产中的应用1. 提高生产效率：自动化控制系统可以减少人工操作，提高生产效率和产量，减少人为操作误差。
2. 降低生产成本：自动化控制系统可以减少人工成本，提高生产效益，降低生产成本。
工业自动化控制系统操作规程
工业自动化控制系统操作规程第一章绪论 (3)1.1 工业自动化控制系统概述 (3)1.1.1 引言 (3)1.1.2 基本概念 (3)1.1.3 发展历程 (3)1.1.4 分类及应用 (3)1.1.5 操作规程的定义 (4)1.1.6 操作规程的重要性 (4)第二章系统启动与停机 (4)1.1 启动初始化 (4)1.2 创建启动任务 (4)1.3 系统初始化 (5)1.4 启动RTOS调度器 (5)1.5 Zygote进程启动 (5)1.6 SystemServer进程启动 (5)2.1 关闭任务 (5)2.2 关闭RTOS调度器 (6)2.3 释放资源 (6)2.4 复位硬件资源 (6)2.5 执行系统停机操作 (6)第三章设备调试与维护 (6)2.5.1 调试前的准备工作 (6)2.5.2 设备调试流程 (6)2.5.3 设备日常维护保养 (7)2.5.4 设备定期维护保养 (7)2.5.5 设备故障处理 (7)2.5.6 设备维护保养记录 (7)第四章参数设置与调整 (7)第五章故障诊断与处理 (8)2.5.7 故障报告接收 (9)2.5.8 故障现象分析 (9)2.5.9 故障诊断步骤 (9)2.5.10 故障诊断报告 (9)2.5.11 硬件故障处理方法 (9)2.5.12 软件故障处理方法 (9)2.5.13 通信故障处理方法 (9)2.5.14 其他故障处理方法 (10)第六章安全生产与环境保护 (10)2.5.15 安全生产管理体系的建立 (10)2.5.16 安全生产风险防控 (10)2.5.17 安全生产应急预案 (10)2.5.18 安全生产投入 (10)2.5.19 环境保护管理体系的建立 (10)2.5.20 污染物排放控制 (11)2.5.21 环境风险防控 (11)2.5.22 环保投入 (11)第七章数据采集与监控 (11)2.5.23 主动采集 (11)2.5.24 被动采集 (11)2.5.25 数据监控 (12)2.5.26 数据分析 (12)第八章系统功能优化 (12)2.5.27 系统层面优化 (12)2.5.28 应用层面优化 (13)2.5.29 架构层面优化 (13)2.5.30 功能指标 (13)2.5.31 评估方法 (13)第九章人员培训与考核 (14)2.5.32 培训内容 (14)2.5.33 培训方法 (14)2.5.34 考核标准 (15)2.5.35 考核流程 (15)第十章系统升级与改造 (15)2.5.36 需求分析 (15)2.5.37 制定升级方案 (15)2.5.38 技术选型与评估 (15)2.5.39 系统升级实施 (16)2.5.40 升级后的运维管理 (16)2.5.41 现状分析 (16)2.5.42 改造目标 (16)2.5.43 改造方案 (16)2.5.44 改造实施 (17)2.5.45 改造后的运维管理 (17)第十一章网络安全与信息保密 (17)2.5.46 网络安全概述 (17)2.5.47 网络安全防护措施 (17)2.5.48 信息保密概述 (18)2.5.49 信息保密规定 (18)第十二章系统运行与管理 (19)2.5.50 系统运行监控概述 (19)2.5.51 系统运行监控方法 (19)2.5.52 系统运行监控工具 (20)2.5.53 系统管理流程概述 (20)2.5.54 系统管理流程实施 (20)2.5.55 系统管理流程优化 (20)第一章绪论1.1 工业自动化控制系统概述1.1.1 引言科技的不断发展，工业自动化控制系统在各个行业中的应用日益广泛。
某化工厂生产过程自动控制方案模板
某化工厂生产过程自动控制方案温度控制过程工艺描述1、在工控机上按开始投料按钮, 系统开始运行, 将反应釜的温度控制在20℃, 并开始人工投料。
投料完成后, 在工控机上点击自动运行按钮, 整个系统将按要求开始自动运行。
2、保持反应釜温度20℃1个小时后, 在3.5小时内将温度平稳加热到76℃, 并保持76℃8小时。
3、将反应釜温度在1小时内平稳加热到91℃, 并保持反应釜温度91℃0.5个小时( 该过程中物料自发热过程) 。
4、将反应釜温度在0.5小时内平稳加热到93℃, 恒温2个小时。
5、系统开始降温, 直至出料。
温度、时间曲线图:控制指标满足上述温度控制过程工艺要求, 控制精度±1℃。
温度自控系统主要设备描述系统组成: 热电阻温度计、调节阀、可编程控制器( PLC) 、工控机等。
系统框图1、热电阻温度计: 选用防爆型PT100测量反应釜物料温度。
每个反应釜安装1备1用2支PT100, 均将信号输入到PLC。
2、调节阀: 防爆型电动调节阀3、可编程控制器( PLC) : 实现整个温度自控系统的分段控制、时间控制及逻辑控制, 并以通讯的方式与工控机联机, 实现其它功能。
PLC采集由PT100送来的反应釜温度信号, 经过计算和处理后, 输出信号去控制电动调节阀的开度, 从而使反应釜物料温度达到工艺预先设定的程序要求。
4、工控机: 经过人机界面, 实时显示反应釜物料温度, 保存并记录所需数据和曲线, 以多种形式输出, 如实时曲线、历史曲线、日报表、月报表等。
代替传统的人工记录方式。
工控机可由多个画面组成, 下面简单介绍其中几个画面:( 1) 工艺流程图: 形象的描绘反应釜的相关控件的运行状态, 并将实时数据体现出来。
以其它对象工艺流程图为例, 如图。
下同。
( 2) 实时曲线: 将实时数据形象化, 以曲线的形式表现, 如图( 3) 历史曲线: 将历史数据以曲线的形式记录, 以便查询各时间的温度。
工业生产自动化控制资料
工业生产自动化控制资料工业生产自动化控制是指利用计算机、仪器仪表、传感器、执行器等技术手段自动控制工业生产过程，实现生产过程的自动化，提高生产效率、质量和安全性。
本文将介绍工业生产自动化控制的基本概念、应用领域和关键技术。
一、概念工业生产自动化控制是指将计算机及相关技术应用于工业生产过程中的控制系统，对生产过程进行自动化调控的技术手段。
它可以通过实时采集、传输和分析生产数据，实现对流程参数、生产设备和工艺过程的精确控制，提高自动化程度和生产效率。
二、应用领域1. 制造业工业生产自动化控制在制造业中应用广泛。
它可以通过对生产线的自动化集成管理，实现智能制造和大规模生产。
例如，汽车制造业中的车身焊接、喷涂涂装等环节都可以借助自动化控制技术实现高效、精确和稳定的生产。
2. 石油化工在石油化工领域，工业生产自动化控制可以实现对化工生产过程的实时监测和控制。
通过采集相关参数，如温度、压力、流量等，结合先进的控制策略和算法，可以实现生产设备的自动调节和优化，提高生产效率和产品质量。
3. 电力系统工业生产自动化控制在电力系统中的应用主要体现在电力生产、输配电和能源管理等方面。
通过自动化控制技术，可以对电力系统进行实时监测和控制，保证电力稳定供应，提高电网运行的安全性和可靠性。
4. 食品加工工业生产自动化控制在食品加工行业中有着广泛的应用。
通过自动化控制系统，可以实现对原料供给、加工工艺、温度控制、包装和质量检测等环节的自动化控制，提高食品加工效率和产品质量。
三、关键技术1. 传感器技术传感器是工业生产自动化控制的重要组成部分，它可以将物理、化学、电磁等信号转化为电信号，并将其传输给控制系统。
通过传感器采集的数据，控制系统可以对生产环境和生产设备进行实时监测和控制。
2. 控制算法工业生产自动化控制的关键在于控制算法的设计和实现。
控制算法可以根据传感器采集的数据，结合工艺要求和控制目标，进行控制决策并输出控制信号。
控制系统第一部分测试
《自动控制系统》测试题一、填空题（88×0.5分）1.工业生产过程自动控制系统按照它的功能不同分为：(自动测量系统)、(自动报警和保护系统)、(顺序控制系统)和(模拟量控制系统)。
2.反映生产过程状况的某些物理量大小的物理量称为(过程变量)。
3.系统的扰动作用与控制作用是一对矛盾，扰动作用使被控变量(偏离设定值)，控制作用使被控变量(回到设定值)。
扰动作用是控制作用的(起因)，控制作用是扰动作用的(补偿)，控制作用对扰动作用的(补偿)越好，自动控制系统的控制质量就越高。
4.从工业生产过程自动控制的角度看，常把自动控制系统按其(结构)分为闭环控制系统和开环控制系统。
把自动控制系统按其(设定信号)的形式又可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
5.自动控制系统受到扰动作用以后，由原来的(稳定状态)过渡到新的(稳定状态)时，被控变量的变化过程称为自动控制系统的过渡过程。
6.自动控制系统的过渡过程有五种基本形式：(非周期发散过程)， (非周期衰减过程)，(衰减振荡过程)，(等幅振荡过程)，(发散振荡过程)。
7.自动控制系统过渡过程质量的评定主要从系统过度过程的的（准确性）、（稳定性）和（快速性）三个方面来平价。
8.自动测量系统就是对各种（过程变量）自动地进行检测，并且把（检测的结果）随时指示或记录下来的自动控制系统。
9.自动控制系统在组成上有共同的特点，它们都由四个基本部分：(被控对象)、（测量元件变送器）、（控制器）和（执行器）组成。
10.从(操纵变量)到(被控变量)所经过被控对象的信号通道称为控制通道，从(扰动变量)到(被控变量)所经过被控对象的通道称为扰动通道。
11.当阶跃信号（控制信号）输入后，被控变量需要隔一段时间才开始变化，这一间隔时间称为(纯滞后时间)，以(τ)表示。
它往往是由(热量或物料)的传递而产生的，所以又称为(传递滞后)。
12.时间常数T反映了被控对象受到(扰动作用)后，被控变量达到新的稳态值的快慢程度。
自动化仪表与过程控制
参考书
3
自动检测技术与装置. 张宏建等. 化学工业出版社. 2004.7
4
自动化仪表与过程控制. 施仁等. 电子工业出版社. 2009.2
5
自动检测技术及仪表控制系统. 张毅等. 化学工业出版社. 2005.3
6
过程控制及仪表. 邵裕森. 上海交大出版社
7
参考书
点名作业20%
1
Hale Waihona Puke 试验成绩10%2期末考试70%
3
考核方式
过程控制的特点
第一章 过程控制与自动化仪表概述
系统由被控过程和检测控制仪表组成 过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。 被控过程的多样性 生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。（锅炉、热交换器、精馏塔） 控制方案的多样性 被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
02
过程控制
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术工具。
特点----- 兼容性、统一标准
自动化仪表
连续生产过程主要有以下几种形式：
．传热过程 通过冷热物流之间的热量传递，达到控制介质温度、改变介质相态或回收热量的目的。典型设备：换热器
化工流程的自动控制
蒸汽
K 去真空泵
冷 凝 水
情形1，釜内真空度控制
PIC
压力气体 蒸汽
放空
冷 凝 水
情形2，釜内正压控制
四、容器（釜）内液相PH值控制
PHIC
酸
碱
蒸汽
冷 凝 水
五、容器（釜）内液体的液位控制 进料 蒸汽
LIC
冷 凝 水 通过进料流股流率来控制容器内液体的液位
六、复杂的串级控制
TI
FI
冷流股
加热蒸汽
冷流股
换热器
TI C
热流股
冷 凝 水 3、控制变量（操纵变量）
定义：受执行装置（自控阀门）操纵，用来使被控变量保持在设定值 的某个物理量。
上述例子中，加热蒸汽的流量。
4、干扰变量（扰动变量）
定义：除控制变量以外，作用于被控对象，并可能引起被控变量发生 变化的一些物理量。
上述例子中，加热蒸汽的压力（温度）、冷流股的流量及温度。
而开环控制系统是按照控制变量本身的设定值或干扰变量的大小去操纵（影 响）控制变量。
②、闭环控制系统在被控变量 的回路。
控制装置
控制变量之间形成了相互影响
即：控制变量可以改变到被控变量，反过来，被控变量的信息有可以指导控 制变量的调节。
而开环控制系统不存在此相互影响的回路。
③、闭环控制系统必须有被控变量的检测，而开环控制系统可以没有被控变量的 检测。
蒸发结晶流程示意图
补加正丁醇
蒸汽
结晶釜
分流器
Байду номын сангаас
去真空泵
冷 凝 液 收 集 器
冷 凝 水
缓冲罐
蒸发结晶带控制点的流程示意图
补加正丁醇
工业自动化控制系统管理规定
工业自动化控制系统管理规定一、背景介绍工业自动化控制系统是指通过计算机、仪器仪表、电气设备等技术手段对工业生产过程进行自动化控制的系统。
随着工业自动化的发展，控制系统在工业生产中起到了至关重要的作用。
为了确保工业自动化控制系统的安全、稳定运行，提高生产效率，保障人员安全和环境安全，制定了工业自动化控制系统管理规定。
二、管理目标工业自动化控制系统管理的目标是确保系统的安全、稳定运行，提高生产效率，保障人员安全和环境安全。
通过规范管理，减少系统故障和事故发生的概率，降低生产成本，提高企业的竞争力。
三、管理要求1. 设备管理（1）定期检查设备的运行状态，确保设备正常工作。
（2）制定设备维护计划，按照计划进行设备维护和保养。
（3）设备故障时及时进行修复或更换，并记录维修过程和结果。
（4）对设备进行定期的更新和升级，以适应生产需求的变化。
2. 数据管理（1）建立完善的数据采集系统，实时监测生产过程中的数据。
（2）对采集到的数据进行存储、分析和处理，提取有价值的信息。
（3）建立数据备份机制，确保数据的安全性和可靠性。
（4）对数据进行定期的清理和整理，保持数据的准确性和完整性。
3. 安全管理（1）制定安全管理制度和操作规程，明确责任和权限。
（2）加强设备和网络的安全防护措施，防止未经授权的访问和操作。
（3）定期进行安全演练和培训，提高员工的安全意识和应急处理能力。
（4）建立事故报告和处理机制，对事故进行调查和分析，采取相应的措施防止再次发生。
四、管理措施1. 建立专门的工业自动化控制系统管理部门，负责系统的运行和维护。
2. 制定详细的管理流程和工作指南，明确各项管理工作的责任和流程。
3. 建立健全的档案管理制度，对设备和数据进行全面的记录和归档。
4. 加强与供应商和厂商的合作，及时获取最新的技术和设备信息。
5. 不断进行技术创新和改进，提高系统的稳定性和性能。
6. 定期进行系统的评估和检查，发现问题及时进行整改和改进。
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When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.
（安全管理）
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工业生产过程自动控制(最新版)
工业生产过程自动控制(最新版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
为了使一个工业生产过程或一个企业良好、高效地运行，都离不开对整个生产过程物料、能源、人力等的管理、组织和运作。
要达到目的，必须对工业生产过程的信息、数据进行实时的检测和控制。
因此，生产调度、安全稳定地生产与操作等，都离不开自动化技术。
其中生产过程是由有关的生产过程工艺设备如容器、泵、机器、管道等组成。
不同的产品由不同的生产设备来生产，一般工业生产过程的设备是不变的，但是，由于腐蚀、老化等原因，这些设备需进行定期检修或更换。
常规控制层是由生产过程工艺参数的测量变送仪表、仪器、自动执行机构如控制阀、电磁阀、电动执行器以及显示、记录、控制器(有时称调节器)等组成。
先进控制层是由计算机(或DCS)和有关软件及控制算法等组成，该层的功能是实现常规控制层无法做到的多变量控制。
优化层是由计算机和有关优化软件及优化算法等组成，它的功能是为先进控制层提供优化给定值、优化控制轨迹或生产方案控制。
一、常规控制
所谓常规控制是指有采用经典的PID(比例十积分+微分)控制算法或其他简单的控制算法，如双位控制、比例控制以及比较复杂的前馈控制、串级控制、比值控制等，使工业生产过程的被控变量，如温度、液面、压力、流量等关系安全运行的重要参数，在遭受到外来扰动情况下，稳定地维持在预设的给定值上。
这种控制系统最典型的是单回路(单个参数的控制)负反馈控制系统(或叫反馈控制回路)，如图1—1所示。
如果外来的扰动是可以测量的，则可组成如图1—2所示的单回路的反馈加前馈控制系统，这种系统只要前馈补偿器设计合理，前馈补偿作用完全可以抵消扰动对生产过程被控变量的影响。
工业生产过程稳定控制是工业生产过程控制的基础，是安全生产的前提。
一个工业生产过程只有常规控制层设计合理，运行正常，才能进行优化操作与控制。
二、先进控制
虽然传统PID控制系统对于一般工业生产过程都能满足控制要求，再加上这种控制方式比较简单，也容易操作，所以受到工业界的欢迎。
但是，随着工业生产过程规模的扩大和复杂性的增加，对安全参数和过程被控变量的波动范围要求越来越严格，特别是对于那些危险性大、规模大、自动化程度高的工业生产过程，简单的PID控制系统已远远
不能适应了。
具体表现在单回路PID控制系统对于复杂的工业生产过程，其被控变量波动较大，难以实现边界控制。
另一方面，对于多变量的工业生产过程，这种简单的控制方法不能实现多变量控制。
自20世纪60年代发展起来的现代控制，在航空航天领域，取得了较好的应用以后，人们一起寻求各种现代控制算法，企图能在复杂的工业生产过程控制中应用，特别是在具有代表性的流体工业系统。
经过30多年的努力，首先是基于模型的预测控制方式，于20世纪80年代在复杂的工业生产过程取得成功应用以后，从而形成了先进控制在工业生产过程中应用的新时代。
尤其是大型化工、石油化工、钢铁、电站等生产运行过程的应用。
成为改变和提升装置安全生产水平的根本性措施。
先进控制(AdvancedProcessControl——APC)是对那些不同于常
规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制效果的控制策略的统称，而非专指某种计算机控制算法。
由于先进控制的内涵丰富，同时带有较好的时代特征，即用来处理那些采用常规控制无法控制的复杂工业过程。
先进控制与常规(PID)控制的关系如图1—3所示。
这种结构形成是在原来常规控制方案基础上，加上先进控制策略，这不仅容易实现，
而且也方便操作和维护，从而保证先进控制系统安全可靠地运行。
先进控制在复杂的关键工业生产过程中应用，在保证装置安全运行的同时，可获得很好的经济效益，其投资收益关系如图1—4所示。
通过先进控制系统的控制，使得生产过程非常平稳，从而可以提高生产装置的处理能力和长久安全。
另外，可以实现多变量协调控制和优化控制，可以提高工业生产过程整体与系统的安全生产水平。
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