过程控制

过程控制及仪表：直线流量特性：特点：阀芯位移变化量相同，则流量变化量也相同；但相对流量的变化率却不同。

过程控制

• 第一张 绪论
  • 1.1 生产过程自动化的发展概况和趋势
    • 局部自动化阶段（50年代）
      • 自动化仪表
    • 过程计算机控制系统阶段（60年代）
      • 仪表划分成各种单元
    • 集散控制(DCS)阶段（70年代）
      • 计算机取代仪表
    • 集中、分散相结合的集散型控制系统（ DCS）（80年代）
      • 内装CPU的数字控制仪表
    • 智能仪表构成的现场总线控制系统（FCS）（现在）
      • 控制功能彻底下放到现场
  • 1.2 过程控制系统及其组成
    • 过程控制
    • 过程控制系统
      • 控制器
      • 调节阀
      • 被控对象
      • 变送器
  • 1.3 过程控制的特点及系统分类
    • 过程控制的特点
      • 被控对象的多样性
      • 对象特性的难辨性
        • 白色系统、黑色系统、灰色系统
      • 普遍存在滞后
      • 特性往往具有非线性、大惯性
        • 如间歇式加温、齿轮运动等
    • 过程控制系统的分类
      • 按工艺参数分类
        • 温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统、成分控制系统、物位控制系统
      • 按系统的任务分类
        • 比值控制、均匀控制、前馈控制等
      • 按自动化装置的不同分类
        • 常规控制系统、计算机控制系统
      • 按系统结构特点分类
        • 反馈控制系统（闭环控制系统）
        • 前馈控制系统（开环控制系统）
        • 复合控制系统
      • 按给定值信号的特点分类
        • 定值控制系统
          • 被控量的给定值保持不变或保持在规定的小范围内波动。
        • 随动控制系统
          • 被控量的给定值随时间任意变化的控制系统
        • 程序控制系统
          • 给定值按预定的时间程序来变化
  • 1.4 过程控制的任务和要求
    • 过程控制的基本要求
      • 安全性 经济性 稳定性
    • 过程控制的目的
      • 消除或减小外界干扰对被控量的影响，使被控量能够稳定地控制在给定值上
    • 过程控制系统设计和实现的步骤
      • 1、确定控制目标
      • 2、选择测量参数（被控量）
      • 3、操作量的选择
      • 4、控制方案的确定
      • 5、选择控制算法
        • PID、内模控制、推理控制、预测控制、解耦控制等等
      • 6、执行器的选择
        • 选择调节阀的气开、气关方式
  • 1.5 过程控制系统的质量指标
    • 动态质量指标
      • 衰减比 n
      • 衰减率 j
      • 最大偏差（或超调量）s
        • ： 第一个波峰的峰值与期望值之差。
      • 过渡过程时间
        • 指系统从受扰动作用时起，直到被控参数进入新的稳态值的 （或 ）范围内所经历的时间
      • 峰值时间
    • 静态质量指标
      • 余差（静态偏差）：被控参数期望值与稳态值之差，用C表示
• 第二章 过程对象的动态特性
  • 2.1 单容对象的动态特性
    • 自平衡过程的动态特性
      • 液位过程
        • • 1、列写系统的微分方程
          • 2、消去中间变量
          • 3、在零初始条件下取拉氏变换
          • 4、求输出与输入拉氏变换之比
      • 温度过程
      • 具有纯延迟的液位系统
    • 无自平衡过程的动态特性
  • 2.2 多容对象的动态特性★
    • 有自平衡能力
      • 双容
      • 多容
    • 无自平衡能力
    • 相互作用
      • 子主题
  • 2.3 用响应曲线法辨识过程的数学模型★
    • 阶跃扰动法测定对象的响应曲线
    • 矩形脉冲扰动法测定对象的响应曲线
    • 过程阶跃响应曲线确定其数学模型
      • 一般过程
        • 无滞后一阶惯性环节的参数确定
          • • Ko 表明了稳态时，输出对输入的放大倍数。
            • To ①输出保持初始速度变化到新的稳态值所需时间 或 ②对象受到阶跃输入后，输出达到新的稳态值的63.2％所需时间。T反映了对象输出对输入的响应速度。T也反映了过渡过程时间
        • 一阶纯滞后惯性环节的参数确定
          • • 求To和t ：①切线法 ②两点计算法★
        • 二阶环节的参数确定
      • 无自平衡过程
  • 2.4 用相关统计法辨识过程的数学模型
  • 2.5 用最小二乘法辨识过程的数学模型
  • 非重点
• 第三章 过程参数检测与变送
  • 3.1 测量的基本概念
    • 测量过程与测量误差
    • 测量仪表的品质指标
      • 1、仪表的精度：
      • 2、仪表的精度等级
      • 3、非线性误差 4、变差 5、灵敏度与灵敏限 6、漂移 7、动态误差
  • 3.2 工业过程中的传感器
• 第四章 过程控制仪表与装置
  • 4.1 引言
    • 过程控制仪表与装置包括：控制器、执行器
      • 根据信号类型分：模拟式、数字式
      • 根据动力能源形式不同：气动执行仪表、电动执行仪表、液动执行仪表（执行器）
  • 4.2 执行器
    • 组成：执行机构、调节机构（调节阀）
    • 作用：通过控制信号控制，来控制流入或流出被控过程 的物料或能量
    • 气开阀与气关阀
    • 理想流量特性
      • ① 直线流量特性：特点：阀芯位移变化量相同，则流量变化量也相同； 但相对流量的变化率却不同。
      • ② 对数（等百分比）流量特性：特点：阀芯位移变化量相同时，对应的流量变化量不同；但相对流量的变化率却相同。
      • ③ 抛物线流量特性
      • ④ 快开流量特性：特点：行程较小时，流量就比较大，随着行程的增大，流量 很快就达到最大。适于要求快速开、闭的控制系统。
    • 工作流量特性（了解）
    • 调节阀流量特性的选择 最常用的调节阀流量特性是直线特性和等百分比特性。
  • 4.3 PID调节器
    • 调节器（控制器）：
    • 1、比例调节器
      • 特点：有差调节
      • 典例：抽水马桶
      • 影响：
    • 2、比例积分调节器
      • （1） 积分控制（I）
        • 特点：
      • （2） 比例积分控制（PI）
        • 影响：积分控制消除了余差，但降低了稳定性，Ti小时，稳定性更差。应适当减小Kc ，以补偿积分作用造成的稳定性下降
    • 3、比例微分调节器
      • （1）微分控制（D）
        • 特点：
      • （2）比例微分控制（PD）
        • 影响：
    • 4、比例积分微分调节器
      • 特点：
  • 4.4 数字PID控制算法
    • 1、位置式PID控制算法
    • 2、增量式PID控制算法
    • 积分饱和现象