過程控制系統(tǒng)概念

在一個(gè)動態(tài)的過程中，如何能夠?qū)囟群鸵何槐３衷谛枰闹担?/p>

如果原材料的性能改變，如何能夠使制造的產(chǎn)品始終保持高質(zhì)量？

對于一個(gè)危險(xiǎn)的狀況，必須在多少時(shí)間內(nèi)響應(yīng)？

上述這些生產(chǎn)控制問題是作為自控系統(tǒng)工程師需要掌握的基本問題。

如何去實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)過程，是很有意思的。下面的篇章里，我們將學(xué)會設(shè)計(jì)即能夠保證安全生產(chǎn)，又可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的系統(tǒng)裝置。

首先我們來研究一下什么是控制系統(tǒng)？

如果不看擋風(fēng)玻璃外，能否開車？

設(shè)計(jì)汽車時(shí)什么是必須提供的？

如果不要方向盤，你能有一個(gè)更好的設(shè)計(jì)嗎？

如何使房間保暖？

溫度有什么樣的動態(tài)特性？

設(shè)計(jì)房間時(shí)什么是必須提供的？

如果不要加熱的機(jī)構(gòu)，你能有一個(gè)更好的設(shè)計(jì)嗎？

通過上面兩個(gè)例子我們知道在控制系統(tǒng)中有三個(gè)基本的部分傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)！ 分別用來模擬人的眼、腦、手的功能。

這三部分可以構(gòu)成自動控制系統(tǒng)嗎？

在自動控制系統(tǒng)中，除了上述三部分自動化裝置之外，還必須具有所要控制的生產(chǎn)設(shè)備，才能構(gòu)成一個(gè)自動控制系統(tǒng)。

所要控制的生產(chǎn)設(shè)備稱為：被控對象。在化工生產(chǎn)中的被控對象有：各種塔器、反應(yīng)器、換熱器、各種泵、容器、管路等。

自動控制系統(tǒng)是由：測量元件與變送器、自動調(diào)節(jié)控制器 、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）、被控對象的閉環(huán)回路構(gòu)成。

為什么控制是必須的？

一個(gè)詞：擾動！

生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的被控變量是溫度、壓力、 流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。

過程控制的目的：提高生產(chǎn)的產(chǎn)量、增加高質(zhì)量產(chǎn)品的收益、降低能源的消耗、降低污染、降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)的安全性、延長設(shè)備壽命、提高操作性、降低勞動量。

現(xiàn)今的過程控制系統(tǒng)如下圖：

過程控制系統(tǒng)中常見名詞解釋：

（1）被控參數(shù)（亦稱系統(tǒng)輸出）：被控過程內(nèi)要求保持穩(wěn)定的工藝參數(shù)；

（2）控制參數(shù)（亦稱操作變量控制介質(zhì)）：使被控參數(shù)保持期望值的物料量或能量；

（3）干擾量：除被控參數(shù)外，作用于被控過程并引起被控參數(shù)變化的各種因數(shù)；

（4）設(shè)定值：與被控參數(shù)相對應(yīng)的設(shè)定值（想要的值）；

（5）反饋值：被控參數(shù)經(jīng)測量變送后的實(shí)際測量值；

（6）偏差：設(shè)定值與反饋值之差；

（7）控制作用：控制器的輸出值。

自動控制系統(tǒng)的分類：

1、按被控變量分類為：溫度、壓力、流量、液位等控制系統(tǒng)。

2、按控制器采用的控制規(guī)律分類為：比例、比例積分、比例積分微分等控制系統(tǒng)。

3、按被控變量的給定值是否變化分類為：定值、隨動和程序控制系統(tǒng)。

定值控制系統(tǒng)：生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的作用是使被控變量保持在給定的生產(chǎn)指標(biāo)上不變。例如前面所述的液位控制和溫度控制。

隨動控制系統(tǒng)：生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的作用是使被控變量準(zhǔn)確而快速的跟隨給定值的變化而變化。例如化工生產(chǎn)中的比值系統(tǒng)，甲流體的流量與乙流體的流量保持一定的比值；當(dāng)乙流體流量變化時(shí)，甲流體的流量能快速而準(zhǔn)確的隨之變化。再如雷達(dá)系統(tǒng)、天線接收系統(tǒng)。

隨動控制系統(tǒng)

程序控制系統(tǒng)：生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的給定值是變化的、已知的時(shí)間函數(shù)；即被控變量按一定的時(shí)間程序變化。這類系統(tǒng)在間歇生產(chǎn)過程中應(yīng)用較普遍。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為程序控制提供了良好的技術(shù)條件。

在生產(chǎn)過程控制中我們希望生產(chǎn)裝置達(dá)到： 安全、環(huán)境保護(hù) 、設(shè)備保護(hù)、平穩(wěn)操作、產(chǎn)品質(zhì)量、利潤、監(jiān)控和診斷的要求。