2024版化工自动化过程控制系统PPT课件.ppt

2024/1/30化工自动化过程控制系统PPT课件目录化工自动化概述过程控制系统基本原理常见过程控制策略及方法过程控制仪表与装置选型与应用过程控制系统设计与实施案例分析过程控制系统运行维护与故障诊断总结与展望01化工自动化概述Chapter化工自动化是指利用先进的控制理论、仪器仪表、计算机技术和其它技术，对化工生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的一门综合性技术。从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展，化工自动化经历了从单机自动化、过程自动化到综合自动化的发展历程。定义发展历程化工自动化定义与发展实现常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化等过程的自动化控制。石油炼制与石油化工实现合成氨、尿素等生产过程的自动化控制。化学肥料与无机化工实现乙烯、丙烯、苯乙烯等生产过程的自动化控制。基本有机化工与精细化工实现聚合、纺丝、塑料加工等生产过程的自动化控制。高分子化工与合成材料化工自动化技术应用领域利用工业互联网技术，实现化工生产过程的远程监控、故障诊断和预防性维护。实现化工生产过程的全流程集成，包括设备层、控制层、管理层等多个层次的集成。利用人工智能、机器学习等技术，实现化工生产过程的自适应、自学习和自优化。发展环保型化工自动化技术，降低能耗和排放，提高资源利用效率。集成化智能化绿色化网络化化工自动化发展趋势02过程控制系统基本原理Chapter01020304被控对象需要控制的工艺设备或生产过程，如反应器、精馏塔等。控制器接收测量变送器的信号，与设定值进行比较，并按照一定的控制规律输出控制信号。测量变送器将被控对象的参数（如温度、压力、流量等）转换为标准信号，传递给控制器。执行器接收控制器的控制信号，通过改变被控对象的操作条件（如阀门开度、加热功率等）来调节被控参数。过程控制系统组成要素控制器将设定值与测量值进行比较，得出偏差信号。设定值与测量值的比较控制规律运算执行器动作被控对象响应控制器根据偏差信号按照一定的控制规律（如PID控制）进行运算，输出控制信号。执行器接收控制信号后，通过改变被控对象的操作条件来调节被控参数。被控对象在执行器的作用下，其参数发生变化，逐渐接近设定值。过程控制系统工作原理稳定性系统受到扰动后，能够自动恢复到原来的平衡状态或达到新的平衡状态的能力。快速性系统受到扰动后，能够迅速恢复到原来的平衡状态或达到新的平衡状态的能力。准确性系统稳态误差的大小，反映了系统控制的精确程度。鲁棒性系统对参数摄动或外界干扰的抵抗能力，即系统的稳健性。过程控制系统性能指标03常见过程控制策略及方法ChapterPID控制比例-积分-微分控制，根据误差信号进行调节，广泛应用于化工过程控制。串级控制采用两个或更多控制器串联，实现更精确的控制，常用于复杂系统。前馈控制通过引入前馈信号，提前对干扰进行补偿，提高系统抗干扰能力。常规控制策略及方法介绍030201根据被控对象特性变化自动调整控制器参数，保持系统性能最优。自适应控制基于模型预测未来输出，并根据预测误差进行优化，适用于大滞后系统。预测控制结合人工智能、模糊逻辑等理论，处理复杂非线性系统的控制问题。智能控制先进控制策略及方法应用根据实时数据对过程参数进行优化，提高产品质量和经济效益。实时优化生产调度数据驱动控制根据生产计划和资源情况，合理安排生产顺序和资源配置，实现整体最优。利用大数据分析和机器学习技术，挖掘历史数据中的有用信息，指导过程控制。030201优化与调度技术在过程控制中应用04过程控制仪表与装置选型与应用Chapter仪表的测量精度和稳定性应满足工艺要求。仪表应适应工艺流程的特性和测量介质的性质。测量仪表选型原则及注意事项适用性准确性经济性：在满足工艺要求的前提下，尽量选用性价比高、维护方便的仪表。测量仪表选型原则及注意事项02030401测量仪表选型原则及注意事项注意事项了解测量介质的性质，如温度、压力、流量、物位等。熟悉工艺流程的特点，如腐蚀性、高温高压等。考虑仪表的安装环境和空间大小。执行器应能实现工艺要求的操作功能，如开关、调节等。功能性执行器应具有良好的稳定性和可靠性，确保长期稳定运行。可靠性执行器选型原则及注意事项高效性：执行器的响应速度和调节精度应满足工艺要求。执行器选型原则及注意事项执行器选型原则及注意事项注意事项熟悉执行器的机械特性和电气特性。了解执行器的驱动方式和控制信号类型。考虑执行器的安装环境和空间大小。控制精度控制器的控制精度应