电气信息学院测控系
仪表控制系统：由被控过程和过程检测控制仪表 两部分组成。
控制方法: 单变量过程控制系统、多变量过程 控制系统。
控制算法： PID控制、智能控制等。
3.被控过程属慢过程、多参数控制 连续工业过程大惯性和大滞后的特点决定了被
控过程为慢过程。
4.定值控制是主要形式 被控参数的设定值为一个定值，减小或消除外
《过程控制工程》,王树青,化工出版社 ,2008；
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成绩评定与学习要求
一、成绩评定 （1）平时成绩 30%
出勤率、作业、课堂表现、实验等。 （2）考试成绩 70%
二、学习要求 （1）坚持听课，避免与考研的冲突； （2）掌握系统的原理； （3）勤于思考，灵活应用； （4）及时复习、总结。
– (1)安全性：生产过程中，确保人身和设备安 全是最重要和最基本的要求。
– (2)稳定性：系统抑制外部干扰、保持生产过程 长期稳定运行的能力。
– (3)经济性：低成本高效益是过程控制的另一个 目标。
• 工业过程可以分为：连续过程工业、离散过
程工业和间隙过程工业。 – 过程控制主要是指连续过程工业的控制。
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1.2 过程控制系统的组成与特点
1.2.1 过程控制系统系统组成：
• 由以下几部分组成： 1．被控过程（或对象）； 2．用于生产过程参数检测的检测与变送器； 3．控制器（调节器）； 4．执行器； 5．报警、保护和连锁等其它部件。
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r
u
y (t)
控制器
执行机构
被控对象
• 定值控制系统的特点： 在于恒定，要求克服干扰，使系统的被控参数能稳、
准、快地保持接近或等于设定值。 • 随动（伺服）控制系统：
主要目标是跟踪，即稳、准、快地跟踪设定值。
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y
r
y1
y3
0
ts
图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线
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y() t
• 1．衰减比和衰减率
过程控制系统
测控技术与仪器系 程竹明 E-mail: 电 话：
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教材和主要参考书目
1、教材：《过程控制系统》第2版,方康玲,武汉理工 大学出版社;2007
2、参考教材：《过程控制工程》,孙洪程,高等教育出 版社,2006；
《工业生产过程控制》,何衍庆,化工出 版社,2007；
《过程控制系统》,俞金寿,机械工业出 版社,2009；
采集到的氧气流量，送入 流量变送器FT，再经过开 方器，其结果送到流量控 制器（调节器）FC作为流 量反馈值，与供氧量的设 定值比较，得到偏差值， 经过流量控制器（调节器） FC进行PID运算，输出控 制信号，去控制调节阀的 开度，从而改变供氧量的 大小，以满足生产工艺要 求。
3
FC 4
2 FT
5
氧
检测与变送器
图1.1 过程控制系统基本结构图
控制器（或称调节器）：根据系统输出测量值与 设定值r的偏差，按照一定的控制算法输出控制量 u，对被控过程进行控制。 执行器（如调节阀）：接受控制器送来的控制信 息调节被控量，达到预期的控制目标。
过程的输出信号通过检测与变送器，反馈到 控制器的输入端，构成闭环控制系统。
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本课程在自动化类专业中的地位和作用
➢与自动控制理论的联系（思考自控的内容）； ➢与运动控制系统的区别； ➢主要应用场合； ➢支撑课程以及相关基础课程。 ➢在整个自动化大类专业中的地位；
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本课程主要内容
➢基本概念
▪ 过程控制系统的概念和发展状况 ▪ 控制对象的数学模型
➢系统的构成：
▪ 检测与变送器 ▪ 调节器的设计 ▪ 执行器
➢简单控制系统 ➢复杂控制系统（串级、比值、前馈等） ➢先进控制系统（模糊、神经网络、预测、解耦等） ➢计算机过程控制系统
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第一章 概 述
1.1 过程控制的任务与目标 1.2 过程控制系统的组成与特点 1.3 过程控制系统的性能指标 1.4 过程控制的进展
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1.1 过程控制的任务与目标
• 生产过程：
– 是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
• 生产过程的总目标：
– 以最经济的途径将原物料加工成预期的产品。
• 过程控制的任务:
– 了解工艺流程和动静态特性， – 实现生产过程的控制目标。
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• 生产过程的要求：安全性,稳定性,经济性。
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• 按参数性质分类： 集中参数控制系统、分布参数控制系统
• 按控制算法分类： 简单控制系统、复杂控制系统、先进或高级控
制系统 • 按控制器形式分类：
常规仪表过程控制系统、计算机过程控制系统
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1.3 过程控制系统的性能指标
• 工业过程控制的要求： 稳定性、准确性、快速性。
界干扰，使被控量尽量保持接近或等于设定值。
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5．过程控制有多种分类方法
• 按被控参数分类： 温度、压力、流量、液位或物位控制系统、物性
控制系统、成分控制系统。 • 按被控量数分类：
单变量过程控制系统、多变量过程控制系统。 • 按设定值分类：
定值控制系统、随Hale Waihona Puke （伺服）控制系统、程序控 制系统。
气
1
转 炉
图1.2 转炉供氧控制系统
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1.2.2 过程控制的特点
.一、过程工业的特点：
• 过程控制是指连续过程工业，是十分复杂的大系 统；
• 存在不确定性、时变性以及非线性等因素，过程 控制的难度大；
• 工业过程生产环境恶劣，生产条件苛刻； • 更强调实时性和整体性； • 全局优化比较重要，有可能采用智能控制方法和
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示例分析：
工艺原理： 转炉是炼钢生产中的一种设备。熔融的
铁水装入转炉后，通过氧枪供给转炉一定的 氧气，进行吹氧。使铁水中的碳氧化燃烧， 不断降低铁水中的含碳量。 控制要求：
控制吹氧量和吹氧时间，可以获得不同 品种的钢产品。
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控制系统工作原理： 由图可见，从节流装置
计算机控制技术。
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二、过程控制的特点
1、被控过程的多样性 石油化工过程、钢铁生产中的冶炼和轧制过程、
核工业中的动力核反应过程、制药、食品等等， 过程控制系统中的被控对象（被控量）是多样的。
2、控制方案的多样性 生产工业的特点、被控过程的多样性决定控制方
案的多样性。 系统硬件和控制算法、软件设计的多样性。