過程控制系統(tǒng)

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第一章緒論 第一節(jié)概述 第二節(jié)過程控制系統(tǒng)的組成 第三節(jié)過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 第四節(jié)過程控制的發(fā)展概況 第五節(jié)課程的性質(zhì)和任務(wù) 習(xí)題 第二章自動化儀表 第一節(jié)測量變送器 第二節(jié)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥） 第三節(jié)控制器（調(diào)節(jié)器） 習(xí)題 第三章簡單過程控制系統(tǒng)設(shè)計 第一節(jié)概述 第二節(jié)過程建模 第三節(jié)控制方案設(shè)計 第四節(jié) 自動化儀表的選擇 第五節(jié)過程控制系統(tǒng)投運(yùn)及控制器參數(shù)整定 第六節(jié)簡單過程控制系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例分析 習(xí)題 第四章復(fù)雜過程控制系統(tǒng)設(shè)計 第一節(jié)串級控制系統(tǒng) 第二節(jié)前饋控制系統(tǒng) 第三節(jié)比值控制系統(tǒng) 第四節(jié)分程與選擇性控制系統(tǒng) 第五節(jié)大遲延（大滯后）系統(tǒng) 習(xí)題 附錄  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   一、對過程控制系統(tǒng)設(shè)計的一般要求 工業(yè)生產(chǎn)對過程控制的要求是多方面的，最終可歸納為三方面因素，即安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。安全性是指在整個生產(chǎn)過程中，確保人員設(shè)備的安全（需兼顧環(huán)境衛(wèi)生、生態(tài)平衡等社會安全性要求），這是最重要也是最基本的要求。通常采用參數(shù)越限報警、事故報警、聯(lián)鎖保護(hù)等措施加以保證；穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在一定的外界擾動下，在系統(tǒng)參數(shù)、工藝條件一定的變化范圍內(nèi)長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力。依據(jù)自動控制理論，要求系統(tǒng)除了滿足絕對穩(wěn)定性以外，還必須具有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定裕量，其次要求系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性（過渡過程時間短、穩(wěn)態(tài)誤差小等）；經(jīng)濟(jì)性是指提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的同時，降耗節(jié)能，并提高經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。通過采用先進(jìn)的控制手段對生產(chǎn)子過程乃至整個過程進(jìn)行優(yōu)化控制，是滿足工業(yè)生產(chǎn)對經(jīng)濟(jì)性不斷高漲要求的重要途徑。 在工程上，對過程控制系統(tǒng)的以上要求往往是相互矛盾的，因此在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，分清主次，以保證滿足最重要的質(zhì)量、指標(biāo)要求，并留有余地。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，各子過程間聯(lián)系緊密，各個設(shè)備的生產(chǎn)操作也是相互聯(lián)系，相互影響的，所以首先須明確局部生產(chǎn)過程自動化和全過程自動化間的關(guān)系，在進(jìn)行總體設(shè)計和系統(tǒng)布局時，應(yīng)該全面地考慮各子過程和各生產(chǎn)設(shè)備的相互聯(lián)系，綜合各個生產(chǎn)操作之間的相互影響，合理設(shè)置各個控制子系統(tǒng)。要從生產(chǎn)過程的全局去分析問題和解決問題，從物料平衡和能量（質(zhì)量）平衡關(guān)系去設(shè)置各個過程控制子系統(tǒng)。所設(shè)置的過程控制系統(tǒng)應(yīng)該包含產(chǎn)品質(zhì)量控制、物料或能量控制、條件控制等，以全局的設(shè)計方法來正確處理整個系統(tǒng)的布局，統(tǒng)籌兼顧。 過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)是由組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各個環(huán)節(jié)的特性所決定的。因此對于過程控制系統(tǒng)設(shè)計者來說除了掌握自動控制理論、計算機(jī)、儀器、儀表知識外，還要十分熟悉生產(chǎn)過程的工藝流程，從控制的角度理解它的靜態(tài)與動態(tài)特性，并能針對不同的被控過程、不同的生產(chǎn)工藝控制要求，設(shè)計不同的控制系統(tǒng)，在需要并有可能時還可對被控過程（如工藝設(shè)備，管線）作必要的改動。例如工業(yè)生產(chǎn)中常見的熱交換過程，通常要求進(jìn)行溫度控制，這類過程的特性比較復(fù)雜，時延特性相當(dāng)明顯，不同的過程在控制方式和控制品質(zhì)方面差異很大。例如，通常裂解爐、燒結(jié)爐要求恒溫控制，而熱處理爐要求按一定的溫度時間關(guān)系進(jìn)行程序控制。又如液位過程特性差異很大，其時間常數(shù)有的只有幾秒鐘，而有的可達(dá)數(shù)小時。像鍋爐水位控制系統(tǒng)，即使同一種設(shè)備，由于其大小、容量和控制要求不同，其設(shè)計的過程控制系統(tǒng)也是千差萬別的。再如燃燒過程控制，由于使用的燃料（有煤、燃油、天然氣、工廠排出的可燃廢氣等）和工業(yè)設(shè)備不同，對過程控制系統(tǒng)的要求也不一樣。有的系統(tǒng)要求負(fù)壓控制，有的系統(tǒng)要求微正壓控制，有的還對燃料爐的氣體（有還原性、氧化性、中性氣體）有特殊的控制要求。在燃?xì)膺^程中，則要求防止產(chǎn)生燃燒中的脫火和熄火現(xiàn)象，而且對于燃油鍋爐的燃燒過程，要求設(shè)計增加負(fù)荷時先增風(fēng)后增油，減負(fù)荷時先減油后減風(fēng)等這樣一些邏輯控制系統(tǒng)。總之，過程控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)過程特性、擾動情況以及限制條件等，正確運(yùn)用自動控制理論和控制技術(shù)，才能設(shè)計出一個性能優(yōu)良、技術(shù)上可行并且滿足工藝合理要求的過程控制系統(tǒng)。

編輯推薦

《高等學(xué)校"十二五"重點(diǎn)規(guī)劃教材?信息與自動化系列:過程控制系統(tǒng)》內(nèi)容通俗易懂，是工業(yè)自動化及其相關(guān)專業(yè)的規(guī)劃教材，亦可作為相關(guān)專業(yè)老師及研究生的教學(xué)參考，同時還可供從事工業(yè)生產(chǎn)過程自動化的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

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