过程控制与自动化仪表
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过程控制的要求与任务
➢安全性
针对易燃易爆特点设计；参数越线报警、链锁保护；故障诊 断，容错控制。 ➢稳定性
抑制外界干扰，保证正常运行。 ➢经济性
降低成本提高效率。掌握工艺流程和被控对象静态、动态特 性，运用控制理论和一定的技术手段（计算机、自动化仪表）设 及合理系统。
过程控制与自动化仪表
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
● 20世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控
制发展的第一个阶段，实现了仪表化和局部自动化。 主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和
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过程控制的功能结构
◆ 测量变送与执行 测量变送装置与执行装置实现 ◆ 操作安全与环保 保证生产安全、满足环保要求的设备
（独立运行） ◆ 常规与高级控制 实现对过程参数的控制，满足控制要求。 ◆ 实时优化 实现最优操作工况（时间，成本，设备
损耗）而设计的方案 ◆ 决策与计划调度 对整个过程进行合理计划调度和正确决
（Process Control ）。
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过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量 、温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组 成部分。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制技
产品的反应过程。典型设备：反应器
4 ．精馏过程 精馏是一种分离过程。典型设备：精馏塔
5 ．传质过程 不同组分的分离和结合，如液体和气体之间的解
吸、汽提、去湿或润湿，不同非溶液体的萃取、液体 与固体之间的结晶、蒸气或干燥等都是传质过程。其 目的是获得纯的出口物料。
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一、生产过程及其特点
自动化仪表 与
过程控制
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生产过程自动化，是指石油、化工、电力、冶
金、轻工等工业部门以连续性物流为主要特征的生
产过程的自动控制，主要解决各种生产过程中的温
度、压力、流量、液位（或物位）、以及成分（或
物性）等参数的自动监测和控制问题。
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
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二、生产过程对控制的要求
(3)经济性 是指在保证生产安全和产品质量的前提 下，以最小的投资、最少的能耗和最低的成本，使生 产装置在高效率运行中获取最大的经济收益。
过程控制的任务:就是在了解、掌握工艺流程和生产 过程的各种特性的基础上，根据工艺生产提出的要 求，应用控制理论对控制系统进行分析、设计和综 合，并采用相应的自动化装置和适宜的控制手段加 以实现，最终达到优质、高产、低耗的控制目标。
参考书 1.自动检测技术与装置. 张宏建等. 化学工业出版社. 2004.7 2.自动化仪表与过程控制. 施仁等. 电子工业出版社. 2009.2 3.自动检测技术及仪表控制系统. 张毅等. 化学工业出 版社. 2005.3 4.过程控制及仪表. 邵裕森. 上海交大出版社
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考核方式
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一、生产过程及其特点 连续生产过程主要有以下几种形式：
1 ．传热过程 通过冷热物流之间的热量传递，达到控制介质温
度、改变介质相态或回收热量的目的。典型设备：换 热器
2 ．燃烧过程 通过燃料与空气混合后燃烧为生产过程提供动力
和热源。典型设备：加热炉
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一、生产过程及其特点
3 ．化学过程 由两种或几种物料化合成一种或多种更有价值的
➢被控过程的多样性
生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。 （锅炉、热交换器、精馏塔）
➢控制方案的多样性
被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算 机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、 前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制 系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益 和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环 境卫生等方面起着越来越大的作用。
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自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
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策，使企业利益最大化。
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日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行
被控过程
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过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
生产过程特点：连续生产过程具有复杂性、关联性、 时变性、非线性、不确定性，在某些高温高压或有害 介质存在的场合，还具有相当的危险性。
生产过程的这些特点极大地促进了过程控制技术的发 展，使得过程控制在自动控制领域乃至国民经济中都 占有极其重要的地位。
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参考书
教材 过程控制与自动化仪表.潘永湘等.机械工业出版社. 2008.5
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二、生产过程对控制的要求 生产过程对控制最主要的要求可以归结为三个方面，
即：安全性、稳定性和经济性。 (1)安全性 是指在整个生产运行过程中，能够及时
预测、监控和防止任何事故的发生，以确保生产设 备和操作人员的安全，这是最重要也是最基本的要 求。 (2) 稳定性 是指当工业生产环境发生变化或受到随 机因素的干扰和影响时，生产过程仍能不间断地平 稳运行，并保持稳定的产品质量。