过程控制系统的分类
过程控制系统第1章 过程控制系统概述
(3)集中型计算机控制系统
图1-1
典型的DDC控制系统原理图
(4)集散控制系统 集中型计算机控制系统由于其可靠性方面的重大缺陷，在当时 的过程控制中并没有得到成功的应用。人们开始认识到，要提 高系统的可靠性，需要把控制功能分散完成；但考虑到生产过 程的整体性要求，各个局部的控制系统之间还应当存在必要的 相互联系，即所有控制系统的运行应当服从工业生产和管理的 总体目标。这种管理的集中性和控制的分散性是生产过程高效、 安全运行的需要，它直接推动了集散控制系统的产生和发展。
(2)单元组合仪表控制系统 单元组合式控制仪表是根据控制系统各组成环节的不同功能和 使用要求，将仪表做成能实现一定功能的独立仪表(称为单元)， 各个仪表之间用统一的标准信号进行联系。将各种单元进行不 同的组合，可以构成多种多样、适用于各种不同场合需要的自 动检测或控制系统，实现如PID控制和串级、均匀、比值、前 馈、选择性等一些常用的复杂控制功能。
(5)现场总线控制系统
图1-3
传统计算机控制结构示意图
1.1.2 过程控制的特点 1)生产过程的连续性 在过程控制系统中，大多数被控过程都
是以长期的或间歇形式运行，被控变量不断地受到各种扰动的
影响。 2)被控过程的复杂性 过程控制涉及范围广：石化过程的精馏 塔、反应器；热工过程的换热器、锅炉等；生物发酵过程的发 酵罐、成品包装系统等。 3)控制方案的多样性 被控过程对象特性各异，工艺条件及要 求不同，过程控制系统的控制方案非常丰富，有常规的单回路
过程控制系统与装 置
第1章 过程控制系统概述 1.1 过程控制的发展和特点
1.2 过程控制系统的组成
1.3 控制系统的过渡过程和品质指标
1.1 过程控制的发展和特点 1.1.1 过程控制的发展概况
过程控制复习
3－6 什么是直接参数和间接参数？这两者有什么关系？选择被控参数应遵守哪些基本原则？答：问题一：直接参数是指直接反映生产过程中产品的产量和质量的参数。
间接参数是间接反映产品产量和质量的参数。
问题二：间接参数与直接参数有单值的函数对应关系。
问题三：１）选择对产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数为被控参数２)当不能用直接参数作为被控参数时,应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数作为被控参数３)被控参数必须具有足够高的灵敏度４）被控参数的选取，必须考虑工艺过程的合理性和所使用仪表的性能3－7选择控制参数时，为什么要从分析过程特性入手?为什么选过程控制通道的放大系数K0要适当大一些,时间常数T0要小一些，而扰动通道K f要尽可能小一些，T f要大？答:问题一：在生产过程中往往有几个参数可作为控制参数，选择不同的控制参数,就相当于选择不同的过程特性，而过程的动态、静态特性直接影响着控制系统的稳态性能、动态性能和暂态性能.问题二：控制通道的静态放大系数K0越大,表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强，控制效果越显著.时间常数T0的大小反映了控制作用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。
若控制通道时间常数T0太大,则控制作用太弱，被控参数变化缓慢，控制不能及时，系统过渡过程时间长，控制质量下降，所以希望T0要小一些.扰动通道K f越大则系统的稳态误差也越大，这表示在相同的阶跃扰动作用下,稳态下被控参数将偏离给定值越大，这样显著地降低控制质量，所以选择K f要尽可能小一些。
时间常数T f的增大，扰动作用于控制回路的过渡时间加长，但是由于过渡过程乘上一个1/T f的数值，使整个过渡过程的幅值减小T f倍，从而使其超调量随着T f的增大而减小，因而T f要大。
3－9在过程控制系统设计中，测量变送中常遇到的有哪些主要问题？怎样克服或尽量减小纯滞后、测量滞后及信号传送迟延问题？答：问题一：常遇到两种问题：1、有些检测和变送器有一定的时间常数，将造成所谓的测量滞后和传送滞后问题；2、有些测量变送器的阻尼较小，测量信号中将叠加大量高频噪声信号，将引起控制质量恶化的问题。
03_01_过程控制-被控对象与控制系统_V1.0
二、过程控制系统的分类
3．程序控制系统（又称顺序控制系统） 程序控制系统是被控变量的给定值按预 定的时间程序来变化的控制系统。 例如：冶金工业中的金属热处理的温度控制 金属加热给定值都是按照预定的升温、恒温 、降温等程序变化的，属于程序控制系统。
16
方块图与流程图 图1-2 表示的是一个简单的方块图单元。 x 环节 图1-2 方块图单元 图中的方块表示控制系统的一个组成部分，称 为“环节”。箭头指向方块的信号x 表示该环节的输 入，称为输入变量。箭头离开方块的信号y 表示该环 节的输出，称为输出变量。箭头所指的方向就是信 号的流向，它表明信号的作用方向。 许多物理性质不同，但特性相同的系统，可以 用同一种形式的方块图来表达。
8
过程控制系统的组成
指出图中被控对象，被控变量，操纵变量， 干扰，设定值，偏差分别是什么？
9
过程控制系统的组成
反应器反应温度控制系统示意图，由哪几部分构成？请指出 被控对象，被控变量，操纵变量，干扰各是什么？
10
过程控制系统的组成、分类及性能指标
(一）过程控制系统的组成
（1）被控参数（亦称系统输出）y(t)： 被控过程内要求保持稳定的工艺参数 ； （2）控制参数（亦称操作变量控制介质 ）q(t)：使被控参数保持期望值的物 料量或能量； （3）干扰量f(t)：除被控参数外，作用 于被控过程并引起被控参数变化的各 种因数； （4）设定值r(t)：与被控参数相对应的 设定值； （5）反馈值z(t)：被控参数经测量变送 后的实际测量值； （6）偏差e(t)：设定值与反馈值之差； （7）控制作用u(t)：控制器的输出值。
27
方块图与流程图
负反馈：储槽液位控制系统
28
温度设定值100度 热电偶检测值95度 阀开度增大
过程控制
各种复杂的常规控制系统和计算 机控制系统。 机控制系统。 直接数字控制（ 直接数字控制（Direct digital Control DDC） ） 集散控制系统（ 集散控制系统（DCS） ） 现场总线系统（ 现场总线系统（FCS） ）
70年代中 先进控制 卡边操作，节 年代中 卡边操作， 期→ 能降耗 至今
控制目标：设备保护 控制目标：设备保护
T6 P1 汽相 产品
T1 进料： 甲烷 乙烷 (LK) F1 丙烷 丁烷 戊烷
T2
T5
没有流体将会 损坏泵
T4
T3
L1
LC
F2 过程 流体
F3 蒸汽 L. Key A1 液相 产品
控制目标：稳定性 控制目标：稳定性
使物料的流速 保持平稳
T6 P1 汽相 产品
（2）按给定信号的特点来分： 1定值控制系统 系统被控量的给定值是固定不变的，应用 最多。 2随动控制系统 系统被控量的给定值是随时间任意变化的 控制系统。 3顺序控制系统 系统被控量的给定值是按预定的时间程序 来变化的。
举例：闪蒸分离过程
控制目标：安全性 控制目标：安全性
分离器中过高 的压力非常危 险
干扰 D 给定值 Sv + 偏差 Dv Pv 测量值 测量变送器 控制器 操纵值 Mv 操纵变量 调节阀 q 被控对象 y 被控变量
图 13-3 自 动 控 制 系 统 的 方 块 图
TT—温度变送器 温度变送器 FT—流量变送器 流量变送器 PT—压力变送器 压力变送器 LTห้องสมุดไป่ตู้液位变送器 液位变送器
TC—温度控制器 温度控制器 FC—流量控制器 流量控制器 PC—压力控制器 压力控制器 LC—液位控制器 液位控制器
过程控制第一章 绪论
调节器
执行器
被控对象
检测变送器
过程计算机控制系统的组成
f (t )
x(t )
y (t )
调节器
D/A A/D
执行器
被控对象
检测变送器 生产过程
计算机
返回
§1.3 过程控制的特点及系统分类
一、过程控制的特点
1、被控对象的多样性
2、对象特性的难辨性
白色系统、黑色系统、灰色系统
3、普遍存在滞后
4、特性往往具有非线性、大惯性
4、控制方案的确定 对于目标⑴： a: 温度单回路控制系统
b: 温度流量串级控制系统
对于目标⑵ ：
a: 温度单回路和烟气含氧
量单回路控制系统 b: 将系统看作MIMO进行建模 对于目标⑶： 与目标⑵中a方案类似，但 烟气含氧量的控制属于随 动系统 ORC：氧气流量控制器 TRC：温度控制器 PC：燃料压力控制器
产率重要手段，在社会生产的各个行业起着极其重 要的作用。其发展经历了以下几个阶段： 1、局部自动化阶段（50年代） 2、过程计算机控制系统阶段（60年代） 3、集中控制、多参数控制阶段（70年代） 4、集散控制阶段（80年代以后）
浙大中控DCS JX-3000XP
西门子自动化与驱动集团(A&D)
tp
二、静态质量指标
1、余差（静态偏差） 被控参数稳态值与期 望值之差，用C表示
返回
对于目标⑴： 热油出口温度 对于目标⑵ ：
热油出口温度、烟气含氧量
对于目标⑶：
热油出口温度、加热炉热
效率（烟气含氧量、排烟 温度、一氧化碳） ORC：氧气流量控制器 TRC：温度控制器 PC：燃料压力控制器
3、操作量的选择 对于目标⑴： 燃油流量 或 原油流量 对于目标⑵ ： 燃油流量 或 原油流量、 氧气流量（烟道挡板、送 风挡板） 对于目标⑶： 燃油流量 或 原油流量、 氧气流量（烟道挡板、送 风挡板） ORC：氧气流量控制器 TRC：温度控制器 PC：燃料压力控制器
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）。
过程控制系统第二版课后答案
过程控制系统第二版课后答案【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】>1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？解答：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？解答：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成：参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。
通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统1-5 什么是定值控制系统?解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。
系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
gmp计算机化系统分类
gmp计算机化系统分类概述GMP（Good Manufacturing Practice）是一种质量管理体系，广泛应用于医药、食品和化妆品行业，旨在确保产品的质量、安全和合规性。
计算机化系统在GMP中发挥着重要的作用，可以提高生产过程的可靠性、效率和准确性。
本文将介绍GMP计算机化系统的分类，以及各类系统的特点和应用。
一、过程控制系统过程控制系统是GMP计算机化系统的一种常见类型，用于监控和控制生产过程中的仪器设备和操作参数。
这类系统通常包括传感器、数据采集、仪器仪表控制、数据存储和分析等功能。
通过对生产过程参数的实时监控和反馈，过程控制系统可以提升生产的稳定性和一致性，降低产品质量变异性。
在医药行业中，过程控制系统被广泛应用于药物合成、粉剂制备、灭菌和包装等环节。
通过精确控制温度、压力、pH值和搅拌速度等参数，可以确保药物制剂的质量符合GMP要求。
二、质量管理系统质量管理系统是GMP计算机化系统的另一种重要类型，用于实现质量管理的全面和系统化。
这类系统通常包括标准操作程序（SOP）的编写和维护、电子文档管理、培训记录管理、异常处理和变更控制等功能。
通过统一的质量管理系统，企业可以确保工作人员按照标准操作程序操作，文档得到正确管理和控制，异常事件能够及时处理，变更得到审批和跟踪。
在食品行业中，质量管理系统可以帮助企业建立食品安全和卫生管理体系，确保从原材料采购到最终产品流通的所有环节都符合GMP标准。
三、设备管理系统设备管理系统是GMP计算机化系统的另一个重要组成部分，用于实现对生产设备和仪器的管理和维护。
这类系统通常包括设备台帐管理、设备日常维护、保养计划和故障维修记录等功能。
通过设备管理系统，企业可以实时掌握设备的状态和维护情况，及时进行保养和维修，确保设备的可靠性和正常运行。
在化妆品行业中，设备管理系统可以帮助企业管理和跟踪设备使用情况，及时进行保养和维修，减少设备故障对生产的影响。
四、采购和供应链管理系统采购和供应链管理系统是GMP计算机化系统的另一重要应用领域，用于实现原材料的采购管理和供应链的追溯。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过程控制系统的分类
根据处理的对象和过程的性质，过程控制系统可以分为以下几类：
1.工艺过程控制系统：用于控制各种工艺过程的系统，如炼油、化工、冶金等。
该系统涉及到大量的物理和化学变化，需要对流量、压力、温度、浓度等参数进行实时监测和控制。
2.环境控制系统：用于控制环境中的水质、空气质量、噪声、辐射等，保障环境质量。
该系统需要对环境参数进行实时监测，并对污染源、噪声源等进行控制。
3.电力控制系统：用于控制电力生产、输送、分配等过程的系统。
该系统需要对电力质量、负荷、电压等进行实时监测和控制。
4.交通运输控制系统：用于实现交通运输的安全、顺畅、高效，包括交通信号控制、公共交通调度、路况监测等。
5.安防控制系统：用于保障人身和财产安全，包括监控、报警、门禁等。
6.医疗卫生控制系统：用于医院、诊所等医疗卫生机构中对患者、药品、设备等进行监管和控制。
7.其他控制系统：如水利控制系统、气象控制系统、火灾控制系统等，根据控制
对象和过程的性质而定。