第三章过程控制站
过程控制技术-第三章 过程控制系统的分析
3 过程控制系统的分析
时曲线有极值点（ｎ为正整数）。将上述两种ｔ值代入式（３-18），就能求出过渡过程曲线的各个特殊点数值，其数值列入表３-２中。
3 过程控制系统的分析
根据表３-２中数据绘制出过渡过程曲线如图３-5中的曲线２所示
过程控制技术
第六讲 过程控制系统的过渡过程分析（二）
3 过程控制系统的分析
（2）衰减比n 是指过渡过程曲线同方向的前后相邻两个峰值之比，如图3-6中Ｂ/Ｂ′＝n，或习惯表示为n∶1。可见n愈小，过渡过程的衰减程度越小，意味着控制系统的振荡程度越加剧烈，稳定性也就低，当n＝１时，过渡过程为等幅振荡；反之，n愈大，过渡过程愈接近非振荡过程，相应的稳定性也越高。从对过程控制系统的基本性能要求综合考虑（稳定、迅速），
3 过程控制系统的分析
式中下标“0”表示系统在初始平衡状态下的数值，则
3 过程控制系统的分析
（4）控制器的控制规律 在过程控制系统中常使用的控制器，其控制规律有比例、比例积分和比例积分微分三种，它们的数学模型分别为：
3 过程控制系统的分析
在这个系统中若选用的是电动比例控制器，则p＝Ｋcｅ 在过程控制仪表中控制器的放大系数Ｋc是通过改变控制器的比例度δ来设置的，若采用测量范围（量程）为50～100℃，输出信号为4～20 mA DC的电动温度变送器，并选用电动控制器的比例度δ＝２０％，于是根据比例度的定义计算出控制器的放大系数是：
3 过程控制系统的分析
（5）余差Ｃ（残余偏差） 余差是过渡过程终了时设定值与被控变量的稳态值之差，用数学式表示为 余差是一个反映控制系统准确性的质量指标，也是一个精度指标。它由生产工艺给出，一般希望余差为零或不超过预定的范围。
3 过程控制系统的分析
电力建设绿色施工示范工程管理办法(2016版)
电力建设绿色施工示范工程管理办法（2016版）第一章总则第一条为了电力建设工程最大限度节约资源、减少污染，实现全寿命周期安全可靠和性能、功能与成本的最佳匹配，规范电力建设绿色施工示范工程的管理工作，依据《全国建筑业绿色施工示范工程管理办法》，特制定本办法。
第二条本办法适用于火电（含核电常规岛）、水电（含抽水蓄能）、输变电、风电、光伏、储能等电力建设工程项目的绿色施工示范工程全过程管理。
第三条本办法所称绿色施工是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响，实现四节一环保（节能、节地、节材、节水和环境保护）的文明施工活动。
第四条绿色施工示范工程旨在推动绿色施工技术的创新，推广应用绿色施工的“五新”（新技术、新工艺、新流程、新装备、新材料）, 限制或淘汰落后的施工方案，促进绿色施工资源的综合利用与环境保护技术水平的提升。
第五条实施绿色施工示范工程应进行总体方案策化。
在规划、设计阶段应充分考虑绿色施工的总体要求，为绿色施工提供基础条件；在主体工程开工前，应编制针对本工程的绿色施工专项方案,全面落实“四节一环保”的各项措施。
第六条绿色施工示范工程管理流程如下：一、申报立项与受理备案；二、过程控制与指导检查；三、申请验收与现场评审；四、审核批准。
第七条绿色施工示范工程的申报受理机构应是各电力建设项目的上级集团公司或全国性电力行业协会。
已列入“电力建设全过程质量控制示范工程”的电力建设项目,原则上由中国电力建设企业协会（以下简称“中电建协”）负责绿色施工示范工程的立项审批、咨询指导及评审验收工作。
第二章申报立项第八条符合《中国电力优质工程奖评选办法》（2016版）申报条件且有创优目标的工程，可申报立项。
第九条绿色施工示范工程坚持自愿申报的原则，申报单位应是建设单位、工程管理单位或工程总承包单位。
第十条绿色施工示范工程应在工程项目主体工程开工前申报立项。
第三章过程控制与统计技术汇总
第三章 统计过程控制（SPC） 一 统计过程控制的概念 SPC是英文“统计过程控制”的缩写：Statistcal process Control 所谓统计过程控制就是应用统计技术对过程中各个阶段 进行评估和监察。保持过程处于可接受的和稳定的质量 水平，从而保证产品与服务满足要求的均匀性。 虽然，这里的统计技术可以涉及到数理统计的许多 方面，但 SPC中的主要工具是控制图理论。因此，要想 推行SPC必须对控制 图有一定深入的了解，否则就不可 能通过SPC取得真正的实效。 1 什么是控制图 控制图是对过程质量特性进行测定、记录、评估， 从而监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计 的图。
GB/T 4091-2001 标准
控制图图样
3 2 - -2 -3
A B C C B A
UCL
CL
LCL
1 2 3 4 5
样本号
2 产品质量的统计概念 ① 特点： 产品实现过程的质量是属于随机现象，它具有变异 性。由于生产过程的五大因素：人、机、料、法、环 因时常的变动，而不断地变化，因此，造成产品质量 随着时间不同而形成不一致性，质量特性具有变异性。 但是质量特性的变异是在一定范围内按一定规律变 异的，因此产品实现过程的质量特性的变异是有规律 性的。产品质量变异性及其规律性反映为质量特性值 的分布。其分布特点是： a：实践证明。通常计量值数据服从正态分布； b：计数值中的计件值数据通常服从二项分布； c： 计数值中的计点值数据通常服从泊松分布。 ②影响产品质量变异的两大类因素 a 正常因素：它的变异是随机的、偶然的，也可称 之偶因。
但二项分布和泊松分布就没有上述特点，它们的两个参数 平均值和标准偏差是互不独立的。 在3 法管理的正态分布，即不论与取值如何，产品质量 特性值落在上控制线，+3和下控制线， -3范围的概率 为99.73%，其产品质量特性值落在控制线以外的概率为199.73%=0.27%。休哈特博士将过程处于稳定受控状态，他 依据这个设计思想，将典型的分布±3范围内的正常分布 曲线转换为控制图。
过程控制系统与仪表习题答案 第三章
第3章习题与思考题3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？解答：1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。
3-2 双位控制规律是怎样的？有何优缺点？解答：1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。
2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。
这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。
3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。
3-3 比例控制为什么会产生余差？解答：产生余差的原因：比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系：yKep为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。
3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。
为什么积分控制能消除余差？解答：1）积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分：⎰=edt T y 11 2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。
当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。
3-5 什么是积分时间？试述积分时间对控制过程的影响。
解答：1）⎰=edt T y 11 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。
只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
2） 在实际的控制器中，常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱，在数值上，T i =1／K i 。
显然，T i 越小，K i 就越大，积分作用就越强，反之亦然。
3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA ，若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA ，某时刻，输入阶跃增加0.2mA ，试问经过5min 后，输出将由5mA 变化为多少？解答： 由比例积分公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰edt T e P y 111分析： 依题意：%1001==pK p ，即K p =1, T I = 2 min , e ＝＋0.2； 稳态时：y 0＝5mA ，5min 后：mAedt T e P y y )7.05()52.0212.0(151110±=⨯⨯±±⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎰ 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响？调整比例度时要注意什么问题？解答：P741）控制器的比例度P 越小，它的放大倍数p K 就越大，它将偏差放大的能力越强，控制力也越强，反之亦然，比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现。
JX-300X-dcs说明
第一章概述SUPCON JX-300X DCS由工程师站、操作站、控制站、过程控制网络等组成。
■工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。
通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、操作组态、流程图画面组态、报表程序编制等。
而使用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试、故障诊断、信号调校等。
■操作站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。
高性能工控机、卓越的流程图机能、多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示、集中操作和集中管理。
■控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。
控制站可冗余配置，灵活、合理。
在同一系统中，任何信号均可按冗余或不冗余连接，详见卡件描述。
对于系统中重要的公用部件，建议采用100%冗余，如主控制卡、数据转发卡和电源箱。
■过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。
第一节系统整体结构JX-300X DCS采用三层通信网络结构，如图1.1-1所示。
最上层为信息管理网，采用符合TCP/IP协议的以太网，连接了各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
中间层为过程控制网（名称为SCnet Ⅱ），采用了双高速冗余工业以太网SCnet Ⅱ作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。
底层网络为控制站内部网络（名称为SBUS），采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。
-1 JX-300X系统结构图第二节系统主要性能指标2.1 系统规模过程控制网络SCnet Ⅱ连接系统的工程师站、操作站和控制站，完成站与站之间的数据交换。
2024年铁路客运“一体化考试”理论知识学习手册(列车值班员)
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《客细》 第二章 旅客运输 第十三节 携带品 第五十一条
《客细》 第二章 旅客运输 第十三节 携带品 第五十二条
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《收规》 旅客列车票据、现金管理规定
第三章 统计过程控制和控制图
控制图的原理的两种解释： 控制图的原理的两种解释： （1）统计学的 原理 ）统计学的3σ原理
（2）异波说 ） 偶波和异波
3. 控制图简介
控制图记录的是要研究的过程的质量特征 这个过程可以是一道工序， （这个过程可以是一道工序，可以是生产过程也 可以是服务过程） 可以是服务过程） 。这个质量特征的数值我们 把它做成一个统计量（或本身就是一个统计量）。 把它做成一个统计量（或本身就是一个统计量）。 统计量的数值描点与三条控制线有一定的位置联 通过这个联系我们来做质量特征值的分析。 系，通过这个联系我们来做质量特征值的分析。
3.SPC的步骤 3.SPC的步骤
步骤1 培训SPC和SPD。 步骤 培训 和 。 步骤2 确定关键变量。（每道工序的， 。（每道工序的 步骤 确定关键变量。（每道工序的，并按流程 列出过程控制网图） 列出过程控制网图） 步骤3 提出或改进规范标准。 步骤 提出或改进规范标准。 步骤4 编制控制标准手册。 步骤 编制控制标准手册。 步骤5 对过程进行统计监控。 步骤 对过程进行统计监控。 步骤6 对过程进行诊断并采取措施解决问题。 步骤 对过程进行诊断并采取措施解决问题
11. 02
10. 99
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11. 04
10.9 3
的概率为1这里我们常取Z 的概率为 α ，这里我们常取 α/2=3，称为3 σ原则 ，称为3 原则 控制界限） （或称3 σ 控制界限）。这里 R = xmax –x min , n≤10. R和σ之间有密切的关系：令 W = R / σ,可以证明 （w） 之间有密切的关系： 可以证明E（ ） 和 之间有密切的关系 可以证明 = d2是只与样本大小 有关的常数。于是 σ的估计量 是只与样本大小n有关的常数 于是, 的估计量 有关的常数。 σ= E（R）/ d2=R/d2. （ ） 我们得到σ未知时 未知时x 我们得到σ未知时x 控制图的控制线
电力建设绿色施工示范工程管理办法(2017版)
电力建设绿色施工示范工程管理办法（2017版）第一章总则第一条为了电力建设工程最大限度节约资源、减少污染，实现全寿命周期安全可靠和性能、功能与成本的最佳匹配，规范电力建设绿色施工示范工程的管理工作，依据《全国建筑业绿色施工示范工程管理办法》，特制定本办法。
第二条本办法适用于火电（含核电常规岛）、水电（含抽水蓄能）、输变电、风电、光伏、储能等电力建设工程项目的绿色施工示范工程全过程管理。
第三条本办法所称绿色施工是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响，实现四节一环保（节能、节地、节材、节水和环境保护）的文明施工活动。
第四条绿色施工示范工程旨在推动绿色施工技术的创新，推广应用绿色施工的“五新”（新技术、新工艺、新流程、新装备、新材料）, 限制或淘汰落后的施工方案，促进绿色施工资源的综合利用与环境保护技术水平的提升。
第五条实施绿色施工示范工程应进行总体方案策化。
在规划、设计阶段应充分考虑绿色施工的总体要求，为绿色施工提供基础条件；在主体工程开工前，应编制针对本工程的绿色施工专项方案,全面落实“四节一环保”的各项措施。
第六条绿色施工示范工程管理流程如下：一、申报立项与受理备案；二、过程控制与指导检查；三、申请验收与现场评审；四、审核批准。
第七条绿色施工示范工程的申报受理机构应是各电力建设项目的上级集团公司或全国性电力行业协会。
已列入“电力建设全过程质量控制示范工程”的电力建设项目,原则上由中国电力建设企业协会（以下简称“中电建协”）负责绿色施工示范工程的立项审批、咨询指导及评审验收工作。
第二章申报立项第八条符合《中国电力优质工程奖评选办法》（2016版）申报条件且有创优目标的工程，可申报立项。
第九条绿色施工示范工程坚持自愿申报的原则，申报单位应是建设单位、工程管理单位或工程总承包单位。
第十条绿色施工示范工程应在工程项目主体工程开工前申报立项。
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基本控制单元
——硬件 模拟量输入模件
板边连接器
隔离A/D 转换器 1 隔离A/D 转换器 2 数 字 多 路 器 PROM SRAM 冷端温度输入
发光二级管 微控制器 设置开关
板边连接器 非易失存储器
来自现 场的模 拟量输 入
隔离A/D 转换器16
……
NVRAM DPRAM
双口RAM 存储器
I/O 总 线接口
基本控制单元
——硬件 处理器模件
时 钟 微处理器 监 视 定时器
32位数据总线
发光二级管 设置 开关 数据缓冲器
数据总线 控制逻辑 SRAM 冗余 链路
8位数据总线
ROM
NVRAM
DMA及外部设备控制I/O 控制 总线 I/O 总线 手 动 串行口 操作器 系统 时钟
基本控制单元
——硬件 模拟量输入模件
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
基本控制单元
——基本概念
基本控制单元BCU(Basic Control Unit) 是分散控制系统中直接控制生产过程的那一 部分硬件和软件的统称。 基本控制单元在控制功能上，可以同时实 现连续控制和顺序控制,具有几十个到上百 个模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关 量输入通道和开关量输出通道,可以控制具 有一定规模的生产过程。
I/O总线
至处理器 模件
基本控制单元
——硬件 模拟量输出模件
模拟量输出模件的作用是把处理器模件输出 的控制量信号转化成具有一定带负载能力的电 压或电流信号，输出到现场的执行机构，以实 现对生产过程的控制。
基本控制单元
——硬件 模拟量输出模件
状态指示灯
模件状态
地址设置开关 1 8 S1 OPEN
A/D转换器
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
状态指示灯
模件状态
通道状态 指 示 灯
故障控制逻辑 故障状态寄存器
开关量输出
输出寄存器
输出选择器
输出驱动电路
开关量输出
状态缓存器 总线故障 检 测
S1
地址设置开关 1 8 OPEN
I/O总线接口
至I/O总线
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
电磁继电器输出电路
基本控制单元
——硬件 硬件类型
开关量输出（DO）模件 脉冲量输入（PI）模件 液压伺服模件 现场总线模件 通信接口模件
基本控制单元
——硬件 处理器模件
处理器模件有时也称为控制器模件、主控制器 模件等，是完成过程控制的核心模件，它完成用 户所设计的各种控制策略。 控制策略以组态文件的形式存储于非易失性存 储器（NVRAM）中。 多数分散型控制系统中的处理器模件都是可冗 余设置的。
基本控制单元
——硬件 硬件类型
处理器模件 模拟量输入（AI）模件
热电阻温度输入模件（RTD） 热电偶温度输入模件（TC） 变送器信号输入模件（4~20mA,1~5V,0~10V）
模拟量输出（AO）模件 开关量输入（DI）模件
普通的无源开关量输入模件 SOE输入模件（Sequence Of Event，事件记录）
Vc 端子 开关量 输 出 继电器
线圈
~220V
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
固态继电器输出电路
Vc 端子 + 开关量 输 出 ~
固 态 继电器
~
~220V
基本控制单元
——硬件 脉冲量输入模件
脉冲量输入模件的作用是将来自生产过程中 的脉冲量信号进行处理，存储并通过I/O总线传 送给处理器模件。有三种工作方式：积算方式、 频率方式和周期方式。其中积算方式用于累积脉 冲的总数，一般用于流量或电量的积算；频率方 式用于测量脉冲的频率，也就是单位时间内脉冲 的个数，其典型应用是转速的测量；周期方式是 测量两个脉冲之间的时间间隔，事实上周期是频 率的倒数，当脉冲的频率很低时，为了提高测量 精度，常常采用测周期的方式。
第三章 过程控制站
《分散控制系统与现场总线控制系统》课件
过程控制站
按控制方式分，过程控制站可分为：
(1)直接数字控制站-连续量 (2)顺序控制站-离散量 (3)批量控制站-连续量/离散量
目前的DCS控制站均能同时实现这些功能， 在没有必要加以区别时，统称为过程控制站。
过程控制站的结构
机械结构
COM模件 CPU模件
风扇组件 处理器与 通信模件
I/ O 模件
I/O模件
总线
电源模件
风扇组件
总线
电源
过程控制站的结构
系统结构
过 程 控制站
基本控 CPU 制单元 模件 通信接 口模件
Snet
Cnet
基本控 CPU 制单元 模件
I/O总线
基本控 CPU 制单元 模件
I/O总线
I/O总线
I/O I/O ••• I/O 模件 模件 模件
反馈选择电路
参考电压
模拟量输出
模件存储器
寄存器 控制逻辑
D/A转换器
பைடு நூலகம்
采样/保持器 采样/保持 选择电路
S2
模 拟 量 输出电路
1 23 OPEN 输出方式开关 至I/O总线
总线故障 检测电路
I/O总线接口
基本控制单元
——硬件 开关量输入模件
开关量输入模件接受由现场输入的开关量信 号，对其进行预处理之后，将反映开关量状态变 化的数字量信号经I/O总线送往处理器模件。 来自现场的开关量信号一般是无源的，开闭 时有可能产生抖动，这些开关量信号首先进入输 入隔离电路，该电路通过光电耦合器提供现场输 入线路与模件内部电路之间的电气隔离。 还有一种特殊的开关量输入模件，SOE输入模 件，不仅要采集DI的状态，还要同步记录DI状态 变位发生的时刻。
基本控制单元
——硬件 开关量输入模件
通道状态 指 示 灯 S1 地址设置开关 1 OPEN 开关量输入 8
模件状态检测
控制逻辑电路
阈值判别电路
输入隔离电路
开关量输入
I/O总线接口
至I/O总线
基本控制单元
——硬件 开关量输出模件
开关量输出模件通过I/O总线接收处理器模件 输出的开关量信号，经该模件输出，以便控制 现场的开关量控制设备。 输出驱动电路采用光电隔离或继电器隔离， 以避免引入干扰。同时输出驱动电路还具有功 率放大作用，以增加模件的带负载能力。根据 现场负荷功率大小不同，可选用不同功率放大 器件构成不同的开关量驱动输出通道。一般有 机械电磁继电器和固态继电器两类。
模拟量输入信号有三类：热电阻（RTD）输入 信号、热电偶（TC）输入信号和变送器输入信 号。其中RTD和TC信号电平较低，为低电平（小 信号）输入，变送器信号电平较高（4~20 mA/1~5V/0~10V）,为高电平（大信号）输入。 模拟量输入模件必须能够针对这三类不同的 模拟量输入信号进行处理。功能较简单的输入 模件，只能处理一类信号，功能复杂的输入模 件根据通道配置可以处理三类信号。