改过程控制工程及仪表(恢复)教案详解.ppt

* 教学目的：掌握过程控制系统设计内容、 设计方法、设计过程 教学重点：控制方案的确定、 PID参数整定 教学难点：PID参数整定 本章授课学时：12 第三章 简单过程控制系统工程设计 第三章 简单过程控制系统工程设计 一个被控过程（调节对象） 一个测量变送器 一个控制器（调节器） 一个执行机构（调节阀） 简单过程控制系统——单回路控制系统 返回主页 总返回 上一页 下一页 系统中只有 特点： 调节器 Wc(s) 调节阀 Wv(s) 被控过程 W0(s) 测量变送器 Wm(s) X(s) E(s) Z(s) U(s) Q(s) Y(s) F(s) 图 3-1 单回路控制系统框图 特点：结构简单、投资少、易于调整和投运 控制量 被制量 适用场合： 被控过程惯性小、纯滞后小、负荷和扰动变化比较 平稳、对控制性能要求不高的场合（80%以上）。 第一节 过程控制系统工程设计概述 本章研究的内容 第三节 检测、变送器选择 第四节 执行器（调节阀）选择 第二节 控制方案设计 第五节 控制器（调节器）选择 第六节 过程计算机控制系统的设计 第七节 过程控制系统的投运和控制器参数整定 第八节 单回路控制系统工程设计实例 返回主页 总返回 上一页 下一页 第一节 过程控制系统工程设计概述 返回主页 总返回 上一页 下一页 对过程控制系统设计的一般要求 过程控制系统设计步骤 过程控制系统设计的主要内容 系统设计中的若干问题 本章返回 一、对过程控制系统设计的一般要求 安全性、稳定性、经济性 安全性：在整个生产过程中，确保人员设备安全，兼 顾环境卫生、生态平衡等社会安全性要求。 稳定性：在系统参数、工艺条件允许的变化范围内， 系统在一定的外界扰动下，能长期稳定运行 的能力。 经济性：提高产品质量、产量的同时，降耗节能，提 高经济效益与社会效益。 返回主页 总返回 上一页 下一页 本节返回 本章返回 二、过程控制系统设计步骤 1、建立被控过程的数学模型 2、选择控制方案 综合考虑安全性、稳定性、经济性和技术实施的 可行性、简单性，反复比较，选择合理的控制方案； 3、控制设备选型 选择合适的测量变送器、控制器（控制规律）、 执行器（调节阀）； 4、实验（和仿真） 是检验系统设计的正确性、性能好坏的重要手段。 返回主页 总返回 上一页 下一页 本节返回 本章返回 三、过程控制系统设计的主要内容 方案设计 工程设计 工程安装和仪表调校 调节器参数整定 ▲ 方案设计 ——是整个控制工程设计中最重要的一步 ▲ 工程设计 ——包括仪表（微机）选型、控制室操作 台和仪表盘设计、供水供电供气设计、 信号及联锁保护系统设计等 ▲ 工程安装和仪表调校 ——保证正常运行的前提 （单校或联校） ▲ 调节器参数整定 ——保证系统运行在最佳状态 返回主页 总返回 上一页 下一页 本节返回 本章返回 四、系统设计中的若干问题 1、越限报警与联锁保护 关键参数——设置高、低限报警值 联锁保护——生产出现异常，各设备按一定次序 紧急自动停止运行 2、其它系统安全保护对策 采用系统可靠性设计、选用本质安全防爆 （防腐、防暴结构材料）的仪器仪表及装置 返回主页 总返回 上一页 下一页 本节返回 本章返回 例：加热炉运行中出现严重故障后必须紧急停车 ——停燃油泵、关燃油阀、停引风机、切断热油阀 燃油 原油 热油 热油阀 燃油阀 燃油泵 引风机 烟气 加热炉 1 2 3 返回主页 总返回 上一页 下一页 本节返回 本章返回 4 第二节 控制方案设计 返回主页 总返回 上一页 下一页 本章返回 过程控制系统的性能指标 被控参数的选择 控制参数的选择 一、过程控制系统的性能指标 （一）系统阶跃响应性能指标 1、余差（稳态误差）C 系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。 ——衡量精度 返回主页 总返回 上一页 下一页 本章返回 本节返回 控制系统 给定变化 输出迅速、准确、平稳 达到新值的能力 干扰变化