过程控制总结百度文库

过程控制系统（定义）是指被控参数为温度、压力、流量、物位、成分、物性的自动控制系统。

1.系统由系列化生产的过程检测、控制仪表组成。2。被控过程多种多样。3。控制方案十分丰富。4。控制过程多属于慢过程参量控制5。定（恒）值控制是过程控制的一种主要形式。

对过程控制系统要求稳——控制系统首先必须是稳定的，并有一定的稳定裕量。准——被控参数与期望值之间的偏差尽量小，系统有一定的精度。快——过渡过程尽量短，一般要求过渡过程为衰减振荡过程。系统设计基本方法与步骤：熟悉系统的技术要求或性能指标；控制方案的确定；建立系统数学模型；根据系统的动、静态特性进行理论分析与综合；实验验证过程控制系统设计的主要内容：方案设计、工程设计、调节器参数整定。按被控参数：温度、压力、流量、液位等按特定工艺要求：比值、均匀、分程、选择性

按系统结构：反馈控制、前馈控制、复合控制

按能源：分为液动、气动和电动仪表。按信号类型：分为模拟式仪表和数字式仪表自动化仪表的信号制是指在成套系列仪表中，各个仪表的输入/输出信号均采用某种统一的标准形式，使各个仪表间的任意连接成为可能。

敏感元件：检测系统与被测信号的物理界面或信号载体，是任何检测系统的始发构造和前端。敏感元件“独立于”被测系统之外，以参数方式对被测物理量作出“敏感”响应的物理实体。

传感器与变送器：传感器是将敏感元件参数响应变量转换成便于应用和传送的信号装置。是由敏感元件和相应线路组成的物理系统。所谓变送器就是输出信号符合标准化要求的传感器。

转换器：又称转换单元。将电动信号与气动信号互相转换的装置，或将不同标准信号相互转换，或将非标准信号转换为标准信号。量程是指与仪表的规定输出范

围（值域）相对应的被测物理量的范围，或等于被测物理量的上限值与下限值的代数差

零点及其迁移“零点”是指检测工作的起点值。也就是与检测仪表输出下限值yinf 相对应的被测物理量的最大值。

真值：被测物理量的真实（或客观）取值。绝对误差（读数误差）：仪表的实测值x与真值xa的代数差。

仪表误差（准确度）

按误差出现的规律分类1.系统误差。反映了测量结果对真值的偏离程度。(2)随机误差。反映了测量结果的分散性。 (3)粗大误差。温度基本测量方法可分为接触式和非接触式两大类。

接触式测量的特点：1、与被测接触，达到热平衡；2、测量精度相对较高，直观可靠；3、影响被测介质的热平衡状态；4、影响元件的性能和寿命。

非接触测量的特点：1、不直接接触，通过热辐射实现2、不影响物体温度

3、适于测量高速运动表面温度。分度表：即热电偶的标准，当冷端温度为0℃时，热电势与热端温度之间的对应关系，热电偶实际输出的热电势代表了其热端温度与冷端温度之间的温度差。由于热电势与温度差之间的对应关系为非线性，DDZ-III型调节器原理：电路分为指示单元和控制单元两部分。有四种工作状态自动、软手动和硬手动工作状态，通过联动开关S1、S4切换，还有保持状态。有正作用、反作用，通过开关S7切换。自动与软手动-双向无平衡无扰动，硬至软或硬至自动为无平衡无扰动切换：只有自动至硬及软切换至硬，预先平衡方可达到无扰动切换。

调节器的作用：将变送器送来的1～5VDC的测量信号，与1～5VDC的给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID运算，输出4～20mADC 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。软手动操作，是指调节器的输出电流与手动输入电压信号成积分关系；硬手动操作，是指调节器的输出电流与手动输入电压信号成比例关系。执行器由执行机构和调节机构(调节阀)两部分组成。作用：在过程控制系统中，接受调节器输出的控制信号，并转换成直线位移或角位移来改变调节阀的流通面积，以控制流入或流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。执行器按使用的能源种类，可分为气动、电动、液动三种。气动执行器结构简单、工作可靠、性能稳定、输出推力大、价格便宜等优点，电动执行器的优点是能源取用方便、信号传输速度快和便于远传，缺点是结构复杂、价格贵、适用于防爆要求不高及缺乏气源的场所。液动执行器的推力最大， 2。气开、气关形式选择：气动执行机构与调节阀有四种组合方式，过程数学模型的定义：反映被控过程输出量与输入量之间关系的数学描述。数学模型的作用：计过程控制系统及整定调节器参数；指导生产工艺及其设

备的设计与操作；对被控过程进行仿真研究；在线故障检测与诊断；机理演绎法（解析法）实验辨识法调节器参数整定的实质是：通过改变调节器的参数，使其特性和过程特性相匹配，以改善系统的动态和静态指标，取得最佳的控制效果。干扰通道特性对控制质量的影响扰动通道的静态增益Kf越大，扰动影响越大，对控制不利；扰动通道时间常数Tf越大，对扰动的低通滤波越大，对控制有利；扰动通道时延时间τf不影响控制质量。通过试验然后按照工程经验公式对调节器参数进行整定的，这是三者的共同点。反应曲线法是通过系统开环试验，得到被控过程的典型数学表示之后，再对调节器参数进行整定的。理论性较强、通用性较强。临界比例度法和衰减曲线法都是闭环试验整定方法，它们依赖系统试验信息对参数进行整定的。其优点是不需要掌握被控过程的数学校型。缺点，临界比例度法对不能反复振荡试不适用，对比例调节是稳定的被控系统也不适用。衰减曲线法对于过程变化较快的系统也不宜适用。减少干扰上，衰减曲线法和临界比例度法都要优于反应曲线法。临界比例度法最好，衰减曲线法次之，反应曲线法最差。流量检测靶式流量计涡街流量计齿轮流量计电磁流量计主要作用：一是获得与输入信号Vi和给定信号Vs之差成比例的偏差信号；二是对偏差信号实现电平移动，将以电源地为参考点的信号迁移为以VB＝10V为参考点的信号。主要作用：以10V电平为基准的偏差信号

V01，通过电路进行比例微分运算，再经比例放大后，其输出信号V02送给比例积分电路。主要作用：接收以10V为基准的PD电路输出信号V02，进行PI运算，输出以10V为基准的1～5V信号V03给输出电路。主要作用：将PID运算后的以10V为基准的1～5VDC信号转换为以电源地为基准的4～20mADC电流信号，并保持恒流特性。