华北电力大学过程控制过程控制绪论PPT课件.pptx

过程控制绪论过程控制主讲人：马平1-过程控制绪论什么是过程控制？工业生产过程指原材料经过若干物理或化学加工步骤转变成产品的过程。工业生产过程可分为：连续生产过程离散生产过程间歇生产过程（批量生产过程）。2-过程控制绪论工业生产过程的目标在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径将原材料加工成预期的合格产品。原材料理想条件干扰产品？合格产品控制过程控制过程控制主要是指连续过程工业的过程控制3-过程控制绪论教材：过程控制 清华大学出版社，金以慧，1993年教学内容：绪论第一篇 简单控制系统第二篇 复杂控制系统4-过程控制绪论学习目的：通过本课程的学习，建立过程控制系统的基本概念，掌握分析系统和设计系统的基本方法。达到对典型系统能够分析和设计的能力。5-过程控制绪论学习要求：绪论：建立过程控制系统的基本概念，了解现状及发展趋势第一篇：要求建立简单控制系统的基本概念；理解控制系统的品质指标，生产过程被控对象动态特性的特点，调节规律及调节参数变化对调节过程的影响，调节阀的结构和工作流量特性；掌握由阶跃响应曲线建立被控对象动态特性的方法和简单控制系统的工程整定方法6-过程控制绪论第二篇：要求建立串级控制、比值控制、前馈控制、大迟延系统和解耦控制的基本概念，理解这些控制的基本特点和设计原理，掌握这些控制系统的基本设计方法和基本整定方法第十章：要求了解火电厂热工控制基本组成，掌握负荷控制、燃烧控制、给水控制及汽温控制的常规设计方法。7-过程控制绪论参考书：1 热工自动控制系统 中国电力出版社，李遵基，1999年2 工业过程控制工程 化学工业出版社，王树青等，2003年3 火电厂热工自动化系统试验 中国电力出版社，朱北恒，2006年8-绪论过程控制答疑方式及安排1 课间答疑2 网上课堂9-过程控制绪论10-绪论测量变送器控制器（PID)执行器水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽过程控制汽包炉汽水生产过程测量变送器控制器执行器调节阀对象定值+-被调量广义被控对象（广义过程）控制器广义被控对象给定值被调量11-绪论1生产过程（被控对象）生产设备以及所发生的物理和化学变化的过程。置于控制系统中过程称为被控对象2控制系统控制仪表和生产过程通过信号的传递互相联系起来就构成控制系统。过程控制名词术语饱和蒸汽水位H给水流量过热蒸汽12-过程控制绪论3被调量（被控制量）表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量。4给定值按生产要求被调量必须维持的希望值（简称给定值）。5调节机构可用来改变进入控制对象的物6调节量（控制量）由操作者或调节机构改变的输入物理量，用以控制被调量的变化。称为调节量（控制量）。饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器被调量水位H调节机构调节量给水流量13-过程控制绪论7扰动引起被调量偏离平衡状态的各种原因称为扰动。测量变送器控制器执行器调节阀对象-给定值+被调量扰动1扰动214-过程控制绪论8调节过程（控制过程）原来处于平衡状态的生产过程，一旦受到扰动作用，被调量偏离原来平衡状态，通过施加调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程，称为调节（控制）过程。控制器广义被控对象给定值被调量原平衡状态新平衡状态调节（控制）过程15-过程控制绪论9系统工艺流程图：包括被控对象和控制设备的控制系统示意图水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器16-过程控制绪论10控制系统结构方框图：不包括被控对象，描述控制系统结构和控制功能的方框图测量变送器控制器（PID)执行器PIPIDKvF(x)控制系统结构图17-过程控制绪论11控制系统原理图：用传递函数描述控制系统的方框图被调量控制器Gc(s)广义被控对象Gp(s)y给定值r +-控制系统原理图18-过程控制绪论过程控制的发展经历了三个阶段：50年代：经典控制理论，简单系统，基地式气动仪表。6070年代：现代控制理论，以状态空间分析为基础，揭示系统内在的规律性，为高水平的自动化奠定了基础，电动单元组合仪表及早期的直接数字控制DDC（计算机仪表）。70年代20世纪末：智能控制理论，将控制理论与其它学科相互交叉、渗透和结合，DCS集散控制系统21世纪：计算机网络技术的应用使控制设备之间的连接更加简便现场总线开始应用。19-过程控制绪论生产过程对过程控制的要求：安全性（要求在整个生产过程中确保人身和设备的安全）经济性（要求在生产同样质量和数量产品所的能量的原材料最少）稳定性（要求系统具有抑制外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力）20-过程控制绪论过程控制系统的设计与实现步骤：确定控制目标选择测量参数（被调量）选择操作量（调节量）确定控制方案选择控制算法选择执行器设计报警和连锁保护系统控制系统的调试和投运水位H给水流量饱和蒸汽过热蒸汽测量变送器控制器（PID)执行器21-过程控制绪论控制器广义被控对象给定值被调量过程控制的研究内容：（1）制定控制系统的控制目标（即设计指标参数）；（2）认识生产过程的动态特性（一般为广义对象的动态性）；（3）设计控制器的控制规律及控制结构，使控制系统达到控制系统的控制指标要求。22-过程控制绪论本课程学习内容：1.过程控制系统的基本要求2.生产过程的动态特性常用描述方法及特点3.调节器的动态规律及对控制系统的控制作用4.简单控制系统分析和设计方法5.串级控制、前馈反馈控制、比值控制6.多变量控制系统23-过程控制绪论24-