什么是运动控制系统-什么是过程控制系统-
第1章过程控制系统概述习题与思考题
第1章 过程控制系统概述习题与思考题1.1 什么是过程控制系统，它有那些特点？1.2 过程控制的目的有那些？1.3 过程控制系统由哪些环节组成的，各有什么作用？过程控制系统有那些分类方法？1.4 图1.11是一反应器温度控制系统示意图。
A 、B 两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器的温度保持不变。
试画出该温度控制系统的方框图，并指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数及可能影响被控参数变化的扰动有哪些？1.5 锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。
汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。
水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备；而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。
因此，必须对汽包水位进行严格控制。
图1.12是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：1）画出该控制系统方框图。
2）指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数各是什么。
3）当蒸汽负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。
V-1图1.12 锅炉汽包水位控制示意图1.6 评价过程控制系统的衰减振荡过渡过程的品质指标有那些？有那些因素影响这些指标？1.7 为什么说研究过程控制系统的动态特性比研究其静态特性更意义？1.8 某反应器工艺规定操作温度为800 10℃。
为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。
现运行的温度控制系统在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图1.13所示。
1）分别求出稳态误差、衰减比和过渡过程时间。
2）说明此温度控制系统是否已满足工艺要求。
T/℃图1.13 某反应器温度控制系统过渡过程曲线1.9 简述过程控制技术的发展。
1.10 过程控制系统与运动控制系统有何区别？过程控制的任务是什么？设计过程 控制系统时应注意哪些问题？第3章 过程执行器习题与思考题3.1 试简述气动和电动执行机构的特点。
3.2 调节阀的结构形式有哪些？3.3 阀门定位器有何作用？3.4 调节阀的理想流量特性有哪些？实际工作时特性有何变化？3.5 已知阀的最大流量min v q =50m 3，可调范围R=30。
过程控制复习资料
过程控制复习资料* 过程控制系统课后习题解答(不完全版注：红⾊为未作答题⽬)1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量？答：被控量在⼯业⽣产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。
如：温度、压⼒、流量、物位、液位、物性、成分。
1.2过程控制系统有哪些基本单元组成？与运动控制系统有⽆区别？答：被控过程或对象、⽤于⽣产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执⾏机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。
过程控制系统中的被控对象是多样的，⽽运动控制系统是某个对象的具体控制。
1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。
答：特点：被控过程的多样性，控制⽅案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。
发展：⼆⼗世纪六⼗年代中期，直接数字控制系统(DDC )，计算机监控系统(SCC );⼆⼗世纪七⼗年代中期，标准信号为4?20mA 的DDZ 川型仪表、DCS 、PLC ;⼋⼗年代以来，DCS 成为流⾏的过程控制系统。
1.4衰减⽐n 和衰减率①可以表征过程控制系统的什么性能？答：⼆者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。
1.5最⼤动态偏差与超调量有何异同之处？答：最⼤动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最⼤偏差量，⼀般表现在过渡过程开始的第⼀个波峰，最⼤动态偏差站被控量稳态值的百分⽐称为超调量，⼆者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。
2.2通常描述对象动态特性的⽅法有哪些？答：测定动态特性的时域⽅法；测定动态特性的频域⽅法；测定动态特性的统计相关⽅法。
2.4单容对象的放⼤系数 K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释 K , T 的⼤⼩对动态特性的影响？答： T 反应对象响应速度的快慢，T 越⼤，对象响应速度越慢，动态特性越差。
K 是系统的稳态指标，K 越⼤，系统的灵敏度越⾼，动态特性越好。
2.5对象的纯滞后时间产⽣的原因是什么？答: 被控参数位置有⼀段距离，产⽣纯滞后时间。
自动化专业知识点汇总
自动化专业知识点汇总自动化专业是一门涉及多学科知识的综合性学科，它融合了控制理论、电子技术、计算机技术、传感器技术等众多领域的知识，旨在实现各类系统的自动运行和优化控制。
接下来，让我们一起对自动化专业的重要知识点进行梳理。
一、控制理论基础控制理论是自动化专业的核心内容之一。
其中，经典控制理论主要研究线性定常系统，通过传递函数来描述系统的特性。
例如，PID 控制器就是经典控制理论中的常用控制器，它通过比例、积分和微分三个环节的组合，实现对系统的精确控制。
现代控制理论则以状态空间法为基础，能够处理更复杂的多变量、时变系统。
线性系统的能控性、能观测性，以及最优控制理论等都是现代控制理论的重要组成部分。
最优控制理论旨在寻找使系统性能指标最优的控制策略。
二、电子技术电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。
模拟电子技术中，我们需要了解放大器、滤波器、电源电路等的工作原理和设计方法。
运算放大器是一种重要的模拟器件，常用于信号放大和处理。
数字电子技术则涉及数字逻辑电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
我们要掌握各种逻辑门的功能，如与门、或门、非门等，以及计数器、寄存器、译码器等常见数字电路的工作原理和应用。
三、计算机技术在自动化领域，计算机技术起着至关重要的作用。
首先是编程语言，如 C、C+＋、Python 等，用于编写控制算法和程序。
计算机控制系统也是关键知识点，包括数据采集与处理、数字控制器的设计、计算机网络在控制系统中的应用等。
另外，嵌入式系统在自动化设备中广泛应用，需要了解其原理和开发方法。
四、传感器技术传感器是获取系统信息的关键部件。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器等。
我们要了解它们的工作原理、测量范围、精度等特性，以及如何将传感器输出的信号进行调理和转换，以便被控制系统所使用。
五、自动控制系统自动控制系统包括开环控制系统和闭环控制系统。
开环系统结构简单，但控制精度较低；闭环系统能够根据反馈信号不断调整控制作用，提高控制精度，但设计和调试相对复杂。
电气自动化技术专业介绍
电气自动化技术专业介绍一、专业概述电气自动化技术专业是一门涉及电气工程、控制理论、自动化技术、计算机科学等多个领域的交叉学科。
本专业致力于培养掌握现代工业生产流程中的自动化技术，具备电气设备运行管理、安装调试、维护能力的工程技术人才。
二、课程特色基础扎实：本专业注重数学、物理等基础学科的教育，为学生打下坚实的科学基础。
学科交叉：课程设置涵盖电气工程、控制理论、计算机科学等多个领域，培养学生全面的知识结构。
实践性强：理论与实践相结合，强调实验、实训等实践教学环节，提高学生的动手能力。
动态更新：根据行业发展和技术进步，动态调整课程设置，确保教学内容的时效性。
国际化视野：开设英语、学术交流等课程，培养学生国际视野和跨文化交流能力。
三、就业前景随着工业自动化的快速发展，电气自动化技术专业人才需求旺盛。
毕业生可在电力、电子、通讯、机械、交通、建筑等行业从事自动化系统的设计、开发、调试、运行和维护等方面的工作。
具体就业方向包括：电气设备与自动化系统的研发与设计。
自动化生产线的安装与调试。
电气控制系统的运行维护与管理。
企事业单位的电气技术管理。
电力系统及其自动化领域的项目管理与规划。
自动化设备及系统的销售与技术服务。
新能源技术领域的研发与应用。
四、核心课程介绍电路理论：介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法，为后续专业课程奠定基础。
模拟电子技术：学习电子器件与电子电路的基本原理和应用，培养学生对模拟信号的处理能力。
数字电子技术：研究数字电路的基本原理和设计方法，培养学生逻辑分析和数字信号处理的能力。
控制理论：介绍控制系统的基本概念、数学建模、稳定性分析和控制策略。
计算机控制技术：学习计算机控制系统的设计方法，涉及计算机硬件和软件技术。
电力电子技术：研究电力电子器件及其在电能转换中的应用，涉及电机学、电力传动和电力系统等领域。
运动控制系统：研究电动机的运动控制原理和方法，包括调速控制和位置控制等。
过程控制系统：介绍过程控制系统的基本原理和设计方法，涉及温度、压力、流量等参数的检测与控制。
1过程控制及集散控制系统概述
程序控制系统
其设定值也是变化的，但它根据需要按一定时间 程序变化。
程序控制机床，冶金工业中退火炉的温度控制
1.2 单回路过程控制系统的组成
设定值
- 控制器
执行机构 被控变量
传感变送
被控对象、传感器和变送器、控制器（调节器）、执行器和控制阀
PLC主要生产厂商
Siemens(西门子)公司 Allen-Bradley(A-B)公司（Rockwell） Schneider(施耐德)公司 Mitsubishi(三菱)公司 Omrom(欧姆龙)公司
DCS系统
Distributed Control System 控制站CS 操作员站OS、工程师站ES （人机接口） 控制网络
3. 被控过程多属慢过程，控制目标多为过程参数
生产过程的物料大多是流体状的，因此能量的交换与传递过 程在时间上往往有比较大的滞后
控制目标间有较强的耦合（关联）
4. 给定值控制是主要的控制形式
控制系统分类－按设定值的不同情况
恒值（定值）控制系统
恒温箱的温度控制 稳压电源的电压稳定控制
随动控制系统
重 相 过量的碳酸钠
夹套温度：130-140 釜内温度：80-90
中和过量乙酸， 溶解乙醇
中和反应产生 乙酸钠、和乙
反应时间：2-3小时
醇
乙酸乙酯生产过程
萃取剂 乙二醇
轻 相 乙酸乙酯、
微量的乙醇、水
筛板塔 轻组分 乙酸乙酯
萃取精馏 重组分 乙二醇、
（提纯乙酸乙酯）
乙醇和微量的水
填料塔 轻组分 乙醇和水 精馏 重组分 乙二醇
流程工业（Flow industry）
过程控制第一章
操纵 变量
给定 值
1.2.2 过程控制系统的分类：
1.按系统的开环和闭环分类 （1）开环控制系统
系统的被控量对系统的控制作用没影响，结构简单，没有 闭合回路，控制精度取决于系统各组成环节的精度。 有干扰时无法自动补偿，精度不能保证。只适用于输入和 输出关系已知，且不存在干扰或干扰很弱的场合。
态值上下振荡的次数；
上升时间tr：该时间是指系统的输出量第一次到达输出稳态 值所对应的时刻。对于无振荡的系统，常把输出量从输出稳 态值的10%到输出稳态值的 90%所对应的时间叫为上升时间；
延迟时间：响应曲线首次达到静态值的一半所需的时间， 记为td;
衰减比N：第一个波峰与第二个波峰之比，是反应过程稳定 性的一个指标。N>1为衰减振荡，N=1为等幅振荡，N<1为 发散振荡。 振荡周期T：从第一个波峰到第二个波峰的时间。 T的倒数为振荡频率，T越短。快速性越好。
被控对象中要求保持 设定值的工艺参数
除操纵变量外，作用于被 控对象并引起被控变量变 化的因素 给定值与实际值 蒸汽复合负荷的变化 之差 冷却水温度的变化
扰动 量
偏 差
被控 对象 锅炉汽包
被控变量 锅炉给水量 汽包的期望水位 的预定值 受控制器操纵，用以克服扰 动的影响使被控量保持设定 值的物料量或能量
过程控制
第一章 绪论
课程考核
平时成绩（占40% ）：出勤+课堂提 问+作业；
大作业（占60% ）。
先修课程：自动控制原理
第一章 绪论
人工控制与自动控制：
1.1 概述--过程控制及发展历史
一、什么是过程控制？
过程（工业生产过程）：在生产装置或设备中 进行的物质和能量的相互作用和转换过程。 工业生产过程可分为： 连续生产过程和离散生产过程。 连续生产过程、离散生产过程和间歇生产过程 （批量生产过程）。
过程控制系统第一章
锅筒
FT
开环控制的优点：
控制及时，对较频繁的主要扰
动起到补偿效果。 缺点：仅在蒸汽扰动信号对液 位有影响时，才进行补偿，对 其他影响液位的扰动无控制作 用，不能保证液位无误差。
35
FFC
省煤器
给水
开环的液位控制系统
1.2 过程控制系统简介—控制系统的组成
比较机构：比较设定值 根据偏差的正负、大小 接收控制器的输出，相 与测量值并输出其差值 及变化情况，按预定规 应地改变操纵变量 扰动 f(t) 律给出控制作用 控制器
息称为输出信号。上一环节的输出信号就是下一环节的输入信号。
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控制理论的发展过程
复杂的工业过程难于推广现 代控制理论
大系统理论 主要方法：现代控制理论与系统理论相结合
无法广泛应用于工业过程控 制
智能控制 主要方法：人工智能（专家系统；模糊控制；人工神经网 络控制）与自动控制的结合
7
1.1 控制理论与过程控制系统的发展状况
过程控制发展概况
• 20世纪40年代前后，处于手动状态，从50年代前后开 始，划分为如下几个阶段： • 50年代前后——第一阶段，实现了仪表和局部自动化， 主要特点： (1) 仪表为气动式，普遍采用基地式仪表和部分单元组 合仪表； （2）单输入单输出系统； （3）被控参数主要是温度、压力、流量、液位； （4）控制的目的是保证参数稳定，消除或减小扰动； （5）控制理论：频率法和根轨迹法。
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智能交通物联网
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1.2 过程控制系统简介
请描述一下驾驶员如何驾驶汽车？
20
1.2 过程控制系统简介
• 请描述一下家庭热水器如何工作？
温度调节装置
控制器
加热棒
过程控制系统范文
过程控制系统范文过程控制系统是一个广泛应用于工业生产中的自动化系统。
它通过监控、调节和控制工艺过程中的各种参数和变量，实现对工艺过程的自动化控制。
过程控制系统在工业生产中起到了至关重要的作用，对于提高生产效率、保障产品质量、降低生产成本具有重要的意义。
过程控制系统通常由以下几个主要组成部分构成：传感器与执行器、控制器、人机界面和通信网络。
其中，传感器与执行器用于监测、采集和控制工艺过程中的各种参数和变量，控制器用于对传感器和执行器进行控制和调节，人机界面用于显示和操作控制系统的相关信息，通信网络用于实现各个组成部分之间的数据传输和通讯。
过程控制系统的工作过程通常包括三个阶段：测量与采集、控制与调节、显示与记录。
在测量与采集阶段，传感器通过测量和采集工艺过程中的各种参数和变量，将其转换为电信号，并传送给控制器进行处理。
在控制与调节阶段，控制器根据测量与采集的数据进行计算和判断，并通过输出控制信号，控制执行器对工艺过程进行调节和控制。
在显示与记录阶段，人机界面将控制系统的运行状态、参数和变量信息进行显示和记录，供操作人员进行观察和分析，以及进行实时的监控和控制。
1.自动化控制：过程控制系统能够实现对工艺过程的自动化调节和控制，减少人工干预，提高生产效率和产品质量。
2.实时监控：过程控制系统能够实时监测工艺过程中的各种参数和变量，并及时采取相应的措施进行调整和控制，以保证工艺过程的稳定性和可靠性。
3.精确度高：过程控制系统具有高精度的测量、控制和调节能力，能够对工艺过程中的各种参数和变量进行准确的测量和控制，提高产品质量和生产效率。
4.灵活性强：过程控制系统能够根据不同的工艺要求和生产需求进行灵活的设置和调整，以适应不同产品的生产过程的变化和调整。
过程控制系统的应用广泛，在各个工业领域都有所涉及。
例如，石油化工、电力、冶金、制药、食品等行业都需要使用过程控制系统进行生产过程的监控和控制。
过程控制系统还广泛应用于环境保护和安全监测领域，用于监测和控制大气污染、废水处理、排放浓度等环境因素，以实现对环境的保护和管理。
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什么是运动控制系统?什么是过程控制系
统?
什么是运动控制系统?运动控制系统丰要是指以机械运动的驱动设备——电动机为控制对象，以单片机、CPU等控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，组成的电气传动自动控制系统。
自动控制系统将电能转换为机械能，实现机械的运动。
什么是过程控制系统?过程控制系统是指主要通过控制工艺参数如温度、压力、流量、液位、浓度等接近给定值或保持在给定值范围内的向动控制系统，控制的主要目的是保持工业生产的连续性和稳定性，减少扰动。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。