过程控制仪表技术培训课件全有文档1、过程控制的目的l 提高生产的产量l 增加高质量产品的收益l 降低能源的消耗l 降低污染l 降低生产的风险l 提高生产的安全性l 延长设备寿命l 提高操作性l 降低劳动量在化工生产中的被控对象有：各种塔器、反应器、换热器、各种泵、容器、管路等。1.1 自动控制系统是由：测量元件与变送器、自动调节控制 器 、执行器（调节阀）、被控对象的闭环回路构成。1.2 控制专业词汇 被控变量：能够体现系统性能或者最终产品质量的参数，也称 为输出变量。 控制变量：不断进行调整从而确保被控变量保持在设定点的输 入变量. 干扰变量：也称为负载变量，即令被控变量偏离各自设定点的 输入变量。 设定值的变化：控制系统要求发生变化。 设定值发生变化，控 制变量进行相应的调整从而达到新的控制要求。也称为伺服系 统。 干扰量的变化：发生干扰时的短暂的校正控制行为，也称为调 整控制或负载变化 。一个控制系统必须能够在发生干扰的情况 下恢复每一个被控参量值到其要求的控制点。1.3 自动控制系统的分类 按被控变量分类为：温度、压力、流量、液位、分析等控制系统。 按控制器采用的控制规律分类为：比例、比例积分、比例积分微分等控制系统。 按被控变量的给定值是否变化分类为：定值、随动和程序控制系统。定值控制系统：生产中，控制系统的作用是使被控变量保持 在给定的生产指标上不变。例如前面所述的液位控制和温度控 制。注：化工生产中大都采用这种控制系统，本课程讨论的大 部分也都是定值控制系统。随动控制系统：生产中，控制系统的作用是使被控变量准确 而快速的跟随给定值的变化而变化。例如化工生产中的比值系 统，甲流体的流量与乙流体的流量保持一定的比值；当乙流体 流量变化时，甲流体的流量能快速而准确的随之变化。再如雷 达系统、天线接收系统。 程序控制系统：生产中，控制系统的给定值是变化的、已知 的时间函数；即被控变量按一定的时间程序变化。这类系统在 间歇生产过程中应用 较普遍。计算机技术的应用为程序控制提 供了良好的技术条件。1.4 自动控制系统的过渡过程系统静态与动态 静态被控变量不随时间而变化的平衡状态。自动控制系统中的静态：是指各信号的变化率为零；即信号 保持在某一常数，此时生产过程进行是平稳的、无波动的，而不 是指物料不流动或能量不交换。例如：液位控制系统，只有当流入液罐的流量与流出液罐的 流量相等时，液位才能恒定，系统处于静态；温度控制系统，只 有当进入换热器的热量和由换热器出去的热量相等时，温度才能 恒定，达到了平衡状态，即静态。 系统的平衡即静态是暂时的、相对的、有条件的。动态被控变量随时间而变化的不平衡状态。自动控制系统中的动态：若一个处于平衡状态即静态的系 统，由于干扰的作用，被控变量发生变化，从而使控制器、 控制阀等自动化装置改变了原有的平衡状态，必定产生一定 的控制作用来克服干扰的影响，使系统恢复平衡。从干扰开 始，到系统重新建立平衡的这段时间中，整个系统的各个环 节和信号都处于变动状态当中，这段过程称为系统的动态。系统的不平衡即动态是普遍的、绝对的、无条件的。1.4.1控制系统的过渡过程过渡过程：是指系统受干扰后，被控变量从平衡态过 渡到另一个平衡态的时间变化过程。这一过程的规律 取决于干扰的形式。干扰：是指引起被控变量波动的因素。干扰形式多种 多样，多半属于随机性质的。在分析和设计系统时， 为了安全和方便常选择一些定性的干扰形式。最常用 的是阶跃干扰。阶跃干扰：是指在某一瞬间，干扰突然阶跃式的加到系统上， 并保持一定幅度。阶跃干扰作用过渡过程的几种基本形式 l 非周期衰减过程 (a) l 衰减振荡过程 (b) l 等幅振荡过程 (c) l 发散振荡过程 (d) 多数情况下，都希望自动 控制系统在阶跃输入作下，其 过渡过程为衰减振荡过程。1.5 过程控制的目标1. 安全2. 环境保护3. 设备保护4. 平稳操作和产 量5. 产品质量6. 生产效益7. 监测与诊断现在重视的问题！由于人的参与，这是很重要的！1.6 过程控制系统的特点及发展工业生产过程控制的特点1. 工业过程控制系统组成的特点由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成。2. 被控过程具有非线性、时变、时滞、不确定等特点难于获得精确过程数学模型，增加移植控制策略的难度。3. 被控过程多属于慢过程具有一定的时间常数和时滞，控制并不需在极短时间完成。4. 过程控制方案的多样性同一被控过程，因受到扰动不同，需采用不同的控制方案。同一控制方案可适用于不同的生产过程。5. 工业生产过程的控制常用形式是定值控制过程控制的目的是保证被控变量稳定在所需设定值。6. 工业生产过程控制实施手段的多样性可以方便地在计算机控制装置上实现。可以方便地在控制室或现场获得仪表的信息。可以直接进行仪表的校验和调整。横河DCS报警状态一览表 HH 上上限报警 HI 上限报警 LO 下限报警 LL 下下限报警 IOP 输入开路 OOP 输出开路 DV- 负偏差报警 DV+ 正偏差报警 ANS+ 回讯不正常（MV =2,PV2） ANS- 回讯不正常（MV =0,PV0）CAL 校验状态 MHI 阀门输出上限 MLO 阀门输出下限报警 NR 正常 HALM 高优先级报警 MALM 中优先级报警 LALM 低优先级报警 RALM 记录级报警 CNF 仪表连接错误报警 AOF 仪表报警旁路 TRIP 热断路报警 VEL+ 正变化率报警 VEL- 负变化率报警PERR 回讯恢复正常 PERR 回讯恢复正常