文档介绍：第四章过程控制系统基本概念过程控制系统的发展状况及特点生产过程自动控制生产过程自动控制自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术分重要的作用,自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其重要作用也越来越显著。动控制技术的应用日益广泛,其重要作用也越来越显著。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用, 是自动化技术的重要组成部分。过程控制系统的发展状况及特点过程控制系统发展状况过程控制系统发展状况 20 世纪 40 年代手工操作状态,只有少量的检测仪表用于生产过程。 20 世纪 40 年代末~ 50 年代过程控制系统:多为单输入、单输出简单控制系统自动化仪表:采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表(气动Ⅰ型和电动Ⅰ型); 控制理论:以反馈为中心的经典控制理论过程控制系统的发展状况及特点 20世纪 60年代: 过程控制系统:串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。自动化仪表:单元组合仪表(气动Ⅱ型和电动Ⅱ型)成为主流产品。 60年代后期,出现了专门用于过程控制的小型计算机,直接数字控制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。控制理论:出现了以状态空间方法为基础,以极小值原理和动态规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论,传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出系统领域。控制理论:形成了大系统理论和智能控制理论。模糊控制、专家系统控制、模式识别技术 20 世纪 70 ~ 80 年代过程控制系统:最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制自动化仪表:气动Ⅲ型和电动Ⅲ型,以微处理器为主要构成单元的智能控制装置。集散控制系统( DCS )、可编程逻辑控制器(PLC) 、工业 PC 机、和数字控制器等,已成为控制装置的主流。过程控制系统的发展状况及特点过程控制系统的发展状况及特点控制理论:人工智能、神经网络控制 20 世纪 90 年代至今:信息技术飞速发展过程控制系统:管控一体化现场,综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。自动化仪表:总线控制系统的出现,引起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。现场仪表的数字化和智能化,形成了真正意义上的全数字过程控制系统。各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪过程控制系统的发展状况及特点过程控制系统特点生产过程的连续性在过程控制系统中,大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。被控过程的复杂性过程控制涉及范围广,被控对象较复杂控制方案的多样性过程控制系统的控制方案非常丰富自动化技术的应用范畴宇航方面: 同步卫星(随动控制系统)卫星的发射与回收(神州 5号飞船, 航天飞机)自动关机、点火系统军事方面:火炮自动点火、巡航导弹其他方面:农业(病虫害防治、专家系统) 社会科学(计划生育,人口增长模型) 现代管理:办公自动化工业生产:自动车床、加热炉、发酵罐过程控制的主要内容自动检测系统利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录自动信号和联锁保护系统自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路, 必要时紧急停车自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车自动控制系统: 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制, 使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。过程控制的主要内容