过程控制论文
《化工过程控制》教学模式[论文]
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《化工过程控制》教学模式探析摘要:化工过程控制是化工生产现代化的重要内容,在化工工艺专业的教学中越来越重要,笔者就这一课题发表自己的观点,供大家参考。
关键词:化工过程控制模式探析现现代化工生产离不开化工过程控制,化工过程控制的教学应适应化工生产的发展。
化工过程控制传统的教学模式是学习理论的“刺激—反应”,强调把教师放在主导核心地位。
教师设计课程章节,进行讲、解、考。
其中,讲授什么内容、内容的深浅、时间的长短、语速的快慢、板书的多少均由教师决定,学生只能被动地接受知识,知识的实践运用能力和创新能力就更谈不上了。
化工过程控制新的教学模式是以学生为主,强调的是在“做中学”。
学生在完成工作任务的过程中学习相关知识,并掌握相应的技能。
具体做法是:化工厂→仿真实训→实验装置实训→仿真实训→dcs实训→生产实际操作。
1. 到工厂认知学习对于从未见过真实化工过程的学生而言,到工厂进行短期的认知学习是十分必要的。
通过认知学习,学生可以了解各种化工单元设备的结构特点、空间几何形状、工艺过程的组成、控制系统的组成、管道的走向、阀门的大小和位置等,从而建立起一个完整的、真实的化工过程的概念,如图1所示。
2.仿真实训。
在认知学习的基础上,采用授课的方式对将要学习的知识进行讲授,学生熟悉后进入仿真学习。
同时通过仿真教学来进一步深化。
仿真学习的内容有工艺流程、设备位号、检测控制点位号、正常工况的工艺参数范围、控制系统原理以及开停车规程等。
化工仿真实训系统再现了一个真实的化工过程。
学生在课堂上操纵和管理了生产中流量、温度、压力、液位、组分等数据的生成及变化,学生在反复的训练过程中,通过观察、联想、识别、探索,从感性到理性,从直观到思维,对化工过程进行多方位的思考,变被动为主动,从而提高学生分析问题、解决问题的能力。
比如:精馏单元仿真实训的学习,教师采用多媒体教学手段,在教师机上完成精馏单元生产过程演讲,学生在学员站上同步地、完整地看到这个过程,从而增强自信心,激发学习兴趣;然后学生通过人-机对话,操作的正确或错误能及时获得反馈信息,通过反复训练,实现教与学的互相融合。
工程造价全过程控制论文

关于工程造价全过程控制的探讨【摘要】:全过程造价控制贯穿于整个工程项目建设全过程,包含项目决策、招投标、设计、施工及竣工等各个阶段的造价控制。
因此,为保证该工程的造价控制在合理的范围,必须抓住每个阶段造价控制重点和方法,以达到合理有效控制目的。
【关键词】:工程建设;全过程造价;造价控制中图分类号: tu723.3 文献标识码: a 文章编号:引言工程造价是指工程项目建设全过程所花费的各类费用的总和,由于工程造价从可行性研究阶段到项目运行投产各个阶段涉及到每一个建设项目的投资、设计、施工、运营等部门的切身利益,科学管理、合理有效控制造价一直是有关各方研究和探讨的问题。
一、进行工程造价全过程控制的原因我国的工程建设存在投资膨胀严重的问题,概算超估算、预算超概算、决算超预算等“三超”现象十分普遍,而且责任人还比较难确定,所以结果就是超投资既成事实,从而使得工程造价一涨再涨。
使得建设工程投资效益管理受到严重困扰。
使得工程造价得到合理确定和有效控制,并不仅仅只是项目投资控制在批准的范围之内,而是要对人力、物力、财力的合理地进行使用,从而使得固定资产投资效益得到控制。
但是社会主义市场经济逐步建立和发展也使得工程造价管理也相继出现了一些新问题,所以如何采取有效措施,才能在短时间内使工程造价管理尽快纳入规范化、系统化、法制化轨道,将会变得尤为重要。
建设工程造价全过程控制是指为确保工程项目的投资收益,对建设工程从决策阶段开始经设计阶段、实施阶段和竣工阶段等的整个过程,围绕工程造价所进行的全部业务行为和组织活动。
从定义就可以看出,工程造价的控制关系到整个工程的全过程,就工程建设项目管理而言,造价的管理与控制是整个工程建设项目三大控制之一,它贯穿于建设项目的整个阶段,涉及技术、经济、管理、政策等各方面,可以说是一个错综复杂的系统工程。
二、工程造价的控制方法建设工程造价的控制也就是在满足项目合理的质量标准的前提下,尽量在工程投资决策阶段、设计阶段及项目建设实施阶段中,能够合理使用人力、物力、财力,还能够对发生的偏差进行及时纠正,这样才能保证投资项目发生的费用总和控制在希望的额度内,从而使建设项目的投资效益和社会效益能够变得非常好。
过程控制论文

过程控制的综述与发展摘要:本文介绍过程工业的特点,回顾过程控制的发展过程,指出过程控制发展的趋势,强调 过程综合自动化这一发展方向,并讨论过程控制面临的理论和实际问题。
关键词:过程控制;综合自动化;先进控制;过程优化;现场总线;发展。
一、过程控制发展的回顾过程控制的发展是与控制理论、仪表、计算机以及有关学科的发展紧密相关的.过程控制 的发展大体上可以分为如表1所示的三个发展阶段:70年代以前这一时期应属于自动化孤岛模式的阶段,其控制目标只能是保证生产平稳和少出事故。
70~80年代是发展的第二阶段,分布式工业控制计算机系统(DCS)的出现为实现先进控制创造了条件,多变量预测控制等先进控制方法的应用,使控制达到了新的水平,在实现优质、高产、低消耗的控制目标方面前进了一大步。
值得指出的是在70年代中期,出现了现代控制理论是否适用于过程控制的困惑,这迫使人们去研究生产过程的特点与难点,以缩小理论与应用之间的鸿沟。
80年代后期,工业控制中出现了多学科间的相互渗透与交叉,人工智能和智能控制受到人们的普遍关注,信号处理技术、数据库、通讯技术以及计算机网络的发展为实现高水平的自动控制提供了强有力的技术工具。
过程控制开始突破自动化孤岛的传统模式,采用CIM 的思想和方法来组织、管理和指挥整个生产过程,出现了集控制、优化、调度、管理于一体的新模式.在连续工业中,也将这种模式称为综合自动化或ClpS(eomputerintegratedprocessingsystems)。
可以看到,过程控制在这阶段的目标已从保持平稳和少出事故转向提高产品质量、降耗节能、降低成本、减少污染,并最终以效益为驱动力来重新组织整个生产系统,最大限度地满足动态多变市场的需求,提高产品的市场竞争力。
阶段第一阶段 (70年代以前) 第二阶段 (70~80年代) 第三阶段 (90年代) 控制理论经典控制理论 现代控制理论 控制论、信息论、系统论、人工智能等学科交叉控 控制工具常规仪表 分布式控制计算机 计算机网络 控制要求安全平稳 优质、高产、低耗能 市场预测、快速响应、柔性生产、创新管理 控制水平简单控制系统 先进控制系统 综合自动化二、发展方向——智能控制智能控制的特点:(1)学习能力。
建筑施工过程及质量控制论文

浅谈建筑施工过程及质量控制【摘要】对于建筑而言,施工的过程从规划设计、施工、竣工到投产是一个较长的过程,占整个工期形成的90%以上,施工人员占项目全过程的95%左右,因此施工过程的管控是项目质量管理的重要环节。
工程施工中质量的管控关乎于整个项目质量管控的核心,所以应分为“事前、事中、事后”对质量全面把关。
【关键字】建筑;施工;过程;质量;控制1 对建筑施工过程进行分阶段质量控制建筑工程主体主要有施工承包商和监理单位,各司其职,做好质量管控。
承包商必须事先拟定施工方案,从质量管理体系、项目组织机构、技术管理、人员调配、材料供应、质量评定、安全保卫、文明施工等方面,按分部分项、工序交接、关键部位等进行施工组织、施工方案的设计,规划施工质量目标、质量指标、质量措施等做出详细计划。
监理单位也应在项目开始前做好各项准备措施,如组织措施、技术措施、合同措施、经济措施,按施工过程的“事前、事中、事后”编制监理实施细则。
对每道工序、每个环节的质量控制,都制定出手段、方法、标准、目标,对可能铲除工程质量隐患,提前进行预控方案设计。
力求做到预防为主,事后处理为辅。
从施工企业资质、人员技术资格、特殊工种上岗证书审核;施工机械近期鉴定合格证书、原材料质量保证资料核查;技术复核;关键工序、关键部位、重要技术记录旁站计划;分部、分项、单位工程质量评定;基础工程、主体工程和竣工工程质量评估等,对施工全过程就监理角度如何进行质量控制进行设计计划。
双管齐下,无论是承包商还是监理单位,在工作具有目标、有标准、有措施、有保障、有要求,有了这一系列的管控办法,使质量管理工作能游刃有余,为工程项目施工参建主体对质量的保证创造了有力的条件。
2 总结影响质量要素,抓好阶段质量控制首先从影响工程质量因素的源头抓起,落实到每一个环节,铲除每一个可能发生的质量隐患。
防患于未然从根本上对质量进行控制。
影响工程质量的因素主要有五个方面,即4m1e。
它指的是:人(man)、机械(machine)、材料(material)、方法(method)和环境(environment)。
毕业论文 过程控制

毕业论文过程控制过程控制是指将传感器、执行器和计算机等设备组合在一起,实现工业生产过程或其他过程中对各个环节的控制。
在这样的系统中,将被控制过程称为对象,而控制对象的状态叫做控制量,控制器根据控制量来发出指令以改变对象的状态,以达到所要求的目标。
过程控制的主要目的是自动实现生产过程的控制,并能够使生产过程实现持续、安全和高效的运行。
过程控制的实现方法:1. 反馈控制反馈控制是通过传感器实时检测被控制对象的状态,并将检测结果反馈给控制器。
控制器根据反馈信息对控制量进行调整,控制被控制对象的状态来达到预期目标。
2. 前馈控制前馈控制是一种预测控制方法,它根据被控制对象的性质、过程规律和受控参数,通过计算得到未来必须采取的控制量,以达到目标。
3. 预测控制预测控制是一种更高级的过程控制方法,它可以考虑多变量和不确定性因素,并尽可能减小误差和成本,实现系统优化控制。
过程控制系统有以下几个要素:1. 控制器控制器是过程控制系统中最核心的部分,它负责测量控制量、计算和执行控制指令等操作,最终控制被控制对象的状态。
依据控制器的不同,控制系统分为模糊控制、PID控制、神经网络控制等。
2. 传感器传感器会将被控制对象的状态转换成电气信号,用于传输和处理。
3. 执行器执行器负责控制物理运动,根据控制器发出的指令将电能转化为机械能,改变被控制对象的状态。
4. 人机界面人机界面是用于人与控制系统之间进行交互的工具,包括显示器、键盘、鼠标等。
过程控制的具体应用:1. 生产过程自动化控制在生产过程中,过程控制可以使得制造流程自动化,实现连续、高效和安全的生产,提高产量和品质,并降低成本。
2. 环境安全监测在环境监测中,过程控制可以通过传感器、控制器和执行器实时监测和调整环境参数,保障人类和自然环境的安全和健康。
3. 药剂生产和制造工业在药剂生产和制造工业中,过程控制可以自动化生产过程,确保药剂质量稳定,避免误差和批次之间的差异,提高工作效率。
工业生产过程中的质量控制与改进研究毕业论文

工业生产过程中的质量控制与改进研究毕业论文在工业生产过程中,质量控制和改进是保证产品质量和提高生产效率的重要环节。
本篇毕业论文将对工业生产过程中的质量控制和改进进行研究,探讨其对企业发展的战略意义和实际应用。
一、引言随着市场竞争的加剧,企业对产品质量的要求越来越高,因此加强质量控制和改进的研究显得尤为重要。
本章将介绍本论文的研究背景、目的和研究方法。
二、质量控制的理论基础1.质量控制的定义和重要性2.质量控制的主要原则和方法3.质量控制在工业生产中的应用案例三、质量改进的方法与工具1.质量改进的概念和目标2.质量改进的方法论(如六西格玛、PDCA循环)3.质量改进工具的使用(如因果图、流程图、直方图等)四、质量控制和改进在工业生产中的应用1.质量控制和改进在制造业中的案例分析2.质量控制和改进在服务业中的案例分析3.质量控制和改进在物流领域中的案例分析五、质量控制和改进的挑战与应对策略1.全球化带来的质量控制和改进的挑战2.技术创新对质量控制和改进的影响3.质量控制和改进的应对策略六、结论通过对工业生产中的质量控制和改进进行研究,本论文得出以下结论:质量控制和改进是促进企业发展和提高竞争力的重要手段,正确应用质量控制和改进理论和方法可以提高产品质量、降低生产成本,进而实现企业的可持续发展。
七、参考文献参考文献将列出本论文中所引用的相关资料和研究成果,供读者进一步深入了解和学习。
本篇毕业论文以系统性的方式研究了工业生产过程中的质量控制和改进,从理论到实践层面进行了探讨和分析。
通过论文的撰写,笔者希望能够为工业企业提供一些有效的质量控制和改进方法,并借此促进企业的发展和竞争力的提高。
工程项目实施过程控制与管理论文

浅谈工程项目实施过程控制与管理摘要:作为工程项目全过程的重要环节,工程项目实施过程的控制与管理尤为重要。
本文从工程项目实施过程的主要目标:工程进度管理、工程质量管理、工程安全及成本管理四个方面进行研究,提出工程项目实施过程控制与管理的对策。
关键词:进度管理质量管理安全管理成本管理中图分类号: f253.3文献标识码:a 文章编号:工程进度、工程质量、工程安全及成本管理是工程项目实施过程中主要的管理内容,需要对各个环节进行有效的控制,做好工程项目管理,保证企业经济效益最大化。
下面将从工程项目实施过程中的进度、质量、安全和成本的管理进行阐述:一、工程进度管理与控制作为实施工程的重要环节之一,工程项目进度管理是不可缺少的。
工程进度管理是指在工程实施过程中按照审批的施工进度计划,对工程实施进度进行定期跟踪、监督,并将工程实际实施进度与预定的施工进度计划进行对比分析并找出差异,对产生差异的因素进行分析及对工程进度目标影响程度进行评估,督促相关单位及时采取应对措施,调整施工进度计划,并不断循环重复至工程完成,保证工程按期完成。
为此,做好工程进度管理,我们应着力于以下几个方面:1、做好工程实施的准备工作施工前做好技术、物资、劳动组织、施工现场三通一平及场外准备,确保工程实施过程的资源供应充分合理,提高施工速度等作用。
2、做好工程实施的进度计划工作在工程项目实施之前,基于对施工图纸的熟悉与了解,按照合同要求编制工程进度计划。
工程项目进度计划,需要分阶段编制。
首先依照工程合同的要求,编制总进度,再根据总进度计划制定各阶段的进度计划,用计划制定计划。
同时,在满足工程项目合同的要求的前提下,兼顾工程项目的成本收益分析,适当的调整计划的工期及施工人员、施工材料及机器设备的安排,避免不必要的浪费。
二、工程质量管理与控制工程项目的质量管理主要是确保工程项目实施周期内质量符合工程合同及规范要求。
项目质量管理也是贯穿与项目实施的全过程。
过程装备与控制工程论文4300字_过程装备与控制工程毕业论文范文模板

过程装备与控制工程论文4300字_过程装备与控制工程毕业论文范文模板过程装备与控制工程论文4300字(一):基于专创教科融合的过程装备与控制工程专业建设研究摘要:针对传统过程装备与控制工程专业培养方案不适应工程认证要求,通过课程体系及实践教学体系建设、学生专业学习与创新教育相融合、教师教学与科研相融合的教学改革,提高了人才培养质量。
关键词:过程装备与控制工程;专创教科融合;工程教育认证;专业建设;教学改革引言轉变经济发展方式、创新发展模式的国家战略及“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的教育方针,要求我国高等学校培养大量具有较宽国际视野、具有较强创新能力和竞争能力、能够对多学科工程问题开展研究和生产、能够适应时代发展的过程装备与控制工程专业的技术人才。
本研究以我校国内唯一培养粮食机械的过程装备与控制工程专业为对象,以工程认证对专业建设要求为标准,进行了培养模式及教学方式的实验教学改革,着重培养学生的工程能力、创新能力,并取得了丰硕成果。
一、传统过程装备与控制工程专业建设存在问题分析受各种因素影响,近几年我国设置过程装备与控制工程专业的高校,每年高考第一志愿报考本专业的学生人数在逐年减少。
据不完全统计,近3年开设过程装备与控制工程专业的学校大多数第一志愿都录不满,包括一些211、985院校第一志愿也达不到录取任务[1]。
同时,基于目前部分高校培养方案不能完全适应素质教育的原因,普遍存在毕业生工程实践能力不强、创新能力弱、理论和实践脱节等问题。
人才培养结构和质量难以适应经济结构调整和产业升级的要求,尤其是目前许多高校正在进行的以OBE为理念的现代教学改革,更加突出学生工程实践创新能力的培养成效。
因而,高等院校过程装备与控制工程专业的培养模式及教学方式改革势在必行。
二、工程教育认证背景下过程装备与控制工程专业改革思路2016年我国正式成为国际本科工程学位《华盛顿协议》的成员国,标志着我国工程教育专业的国际化。
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基于PLC 的压力过程控制系统压力过程控制系统的被控对象是由两个压力容器对象组成,可以根据需要构成不同阶(1或2阶)的被控对象。
压缩空气经过两路进入压力容器中,经过两个流量调节阀,在单回路控制过程中,可以把一路作为主回路,另一路作为干扰回路。
被控对象调节采用线性的理想特征,构成的控制系统为线性控制系统。
2.1 设计方案2.1.1 设计方案“基于PLC 的压力过程控制系统”利用工业控制计算机 (IPC) 作为上位机,利用MCGS 软件作为程序开发平台,下位机采用可编程序控制器 (三菱FX2N —16M PLC),组成一个压力过程控制监控系统(如图2.1)。
图2.1 压力过程监控系统 被控对象由上、下两个压力罐组成,其控制要求为:将压力罐 1 的压力值P1和压力罐 2 的压力值 P2 分别控制在某个范围内。
两个个压力罐的压力信号分别由检测装置进行实时检测,然后将被测的标准信号经 A/ D 转换后输入计算机,根据采集到的信号情况,计算机将控制信号经 D/ A 转换后输出给执行机构,对气泵和控制阀进行通断控制,从而形成计算机控制的闭环控制方案。
2.1.2 控制阀的选择1.主、副控制器:三菱FX2N PLC MCGSIPC 工控机PLC 上位机下位机2.压力变送器:2台DBYG-300A压力变送器3.调节阀:2台ZMAP-100B小流量调节阀4.电气转换器:2台QZD-1000电气转换器5.减压器:3台QFH-221型空气过滤减压器6.24VDC电源所有仪表所需的接线端子都全部拉到接线板上,也就是面板上的接线端子都是跟仪表的对应接线端子相并联的,所以可以直接在接线板上通过合理的连线组成所需要的控制系统。
气动调节阀动作分气开型和气关型两种。
气开型是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。
反过来,当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。
气关型动作方向正好与气开型相反。
当空气压力增加时,阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时,阀门向开启方向动作直到全开为止。
气动调节阀的气开或气关,通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。
气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。
即当气源切断时,调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。
比如:一个加热炉的燃烧控制,调节阀安装在燃料气管道上,根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。
这时,宜选用气开阀更安全些,因为一旦气源停止供给,阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。
本系统的压力罐控制阀采用气关型。
考虑原因是,当压力信号中断时应保证设备和工作人员的安全。
在事故状态下保持阀门全开。
当压力罐内正常工作时,可保持气体不外泄。
总体而言,用气关型比较安全。
2.1.3 控制方式的选择在控制系统中,串级控制系统对改善控制过程的品质极为有效,它改善了单回路系统时间常数大、容易受到干扰等缺点,因此在生产过程中得到了广泛的应用。
鉴于其能够提高系统的放大系数、抗干扰能力以及有一定的自适应能力等优点。
“基于PLC的压力过程控制系统”采用串级控制系统。
压力变送器2 压力变送器1V 控制器 2 P1 P2控制器1 1.串级系统的组成SP1 SP2 dF1 dF2+ + + + _ _PV PV2.采用串级控制系统 串级系统由主、副两个控制回路组成,主、副调节其相串联工作。
以一阶回路为外环,二阶回路为内环设计串级控制系统3.串级系统的优点①改善被控对象的特性由负反馈原理可知,副回路不仅能改变副对象的结构,而且还能使副对象的放大系数减小,频带变宽,从而使系统的响应速度变快,动态性能得到改善。
②能及时克服进入副回路的各种二次扰动,提高了系统的抗扰动能力串级控制系统由于比单回路控制系统多了一个副回路,当二次扰动进入副回路,由于主对象的时间常数大于副对象的时间常数,因而当扰动还没有影响到主控参数时,副调节器就开始动作,及时减小或消除扰动对主参数的影响。
基于这个特点,在设计串级控制系统时尽可能把可能产生的扰动都纳入到副回路中,以确保主参数的控制质量。
至于作用在主对象上的一次扰动对主参数的影响,一般通过主回路的控制来消除。
③提高了系统的鲁棒性“鲁棒性”又称“强壮性”,系统地控制品质对对象特性变化不灵敏,则系统的“鲁棒性”越好。
由于副回路的存在,它对副对象(包括执行机构)特性变化的灵敏度降低,即系统地鲁棒性得到提高。
④具有一定的自适应能力串级控制系统的主回路时一个定值控制系统,副回路则是一个随动系统。
朱调节器能按照负荷和操作条件的变化,不断地自动改变副调节器的给定值,使副调节器的给定值能适应负荷的操作条件的变化。
2.2 控制算法2.2.1 控制算法的选择PID (比例-积分-微分)控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。
PID 控制器简单易懂,使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用最为广泛的控制器。
PID 控制器由比例单元(P )、积分单元(I )和微分单元(D )组成。
其输入e (t)与输出u (t)的关系为)/)(*)(/1)((()(0dt t de T dt t e T t e k t u D tI p ++=⎰因此它的传递函数为:)*)*/(11()(/)()(s T s T k s E s U s G D I p ++==其中,k p 为比例系数; T I 为积分时间常数; T D 为微分时间常数它由于用途广泛、使用灵活,已有系列化产品,使用中只需设定三个参数(K p , K i 和K d )即可。
在很多情况下,并不一定需要全部三个单元,可以取其中的一到两个单元,但比例控制单元是必不可少的。
PID 应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的,但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统,这样PID 就可控制了。
PID 参数较易整定。
也就是,PID 参数Kp ,Ki 和Kd 可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化,例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化,PID 参数就可以重新整定。
2.2.2 PID 控制的原理和特点在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。
它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID 控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。
为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。
这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零即影响其静态特性。
因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分(D)控制在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。
这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调即改变其动态特性。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
2.2.3 PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。
PID 控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是衰减曲线法。
衰减比例法是指:在闭环系统中,在纯比例的情况下,按比例度δ从大到小的变化规则,对于某一δ值做小幅度的设定值阶跃干扰,直至出现4:1的衰减为止。
利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现4:1的衰减曲线。
记下这时的比例放大系数和衰减周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中,可以先大致设定一个经验值,然后根据调节效果修改。
对于压力串级控制,可以设Kp =30 Ki=10 Kd=0软件部分的实现3.1 MCGS组态软件3.1.1 组态软件的介绍组态软件,又称监控组态软件,译自英文SCADA,即 Supervision,Control and Data Aquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。