(一 概述
1. 2. 3. 4. 5.
过程控制概念:采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制。
学科定位:过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表知识相结合而构成的一门应用学科。 过程控制的目标:安全性,稳定性,经济性。 过程控制主要是指连续过程工业的过程控制。 过程控制系统基本框图:
6. 过程控制系统的特点
: 1 被控过程的多样性
2 控制方案的多样性,包括系统硬件组成和控制算法以及软件设计的多样性。 3 被控过程属慢过程且多属参数控制 4 定值控制是过程控制的主要形式 5 过程控制有多种分类方法。 过程控制系统阶跃应曲线:
7. 衰减比 :衡量振荡过程衰减程度的指标,等于两个相邻同向波峰值之比。即:y1
y38. 衰减率 :指每经过一个周期以后,波动幅度衰减的百分数,即:y1y3
y1 衰减比常用 :1 表示。
9. 最大动态偏差:被控参数偏离其最终稳态值的最大值。衡量过程控制系统动态准确性的指标 10. 超调量:最大动态偏差占稳态值的百分比。
11. 余差:衡量控制系统稳态准确性的性能指标。y(r
5 %12. 调节时间 :从过渡过程开始到结束的时间。当被控量进入其稳态值的 范围内,过渡过程结束。
调节时间是过程控制系统快速性的指标。
2
Pts当 相同, 越大则 t s 越短;当 相同时,则 越高, 越短。因此,振荡频率也可衡量过程控制系统快速性。
13. 振荡频率 :振荡周期P的倒数,即:被控对象的数学模型(动态特性):过程在各输入量(包括控制量与扰动量作用下,其相应输出量(被控量变化函数关系的数学表达式。
14. 被控对象的动态特性的特点:1单调不振荡。2具有延迟性和大的时间常数。3具有纯时间滞后。4具有自平衡和非平衡特性。5非线性。
(二 过程控制系统建模方法
机理法建模:根据生产过程中实际发生的变化机理,写出各种有关方程式,从而得到所需的数学模型。 测试法建模:根据工业过程的输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到的模型。
测定动态特性的时域方法,测定动态特性的频域方法,测定动态特性的统计相关法。这三种方测试的动态特性表现形式是以时间或频率的为自变量的实验曲线。称为非参数模型。建立数学模型的的方法称为非参数模型辨识方法或经典辨识法。还有一种参数模型辨识方法或称为现代辨识方法。
频率特性测试基本原理:激励输入信号经波形变换可得到幅值恒定的正余弦参考信号。
最小二乘的提出:未知量的最可能的值,是这样一个数值,它使各次实际观测值和计算值之间的差值的平方乘以度量其精确度的数值以后的和为最小
(三 过程控制系统设计
1. 过程控制系统设计的具体步骤:
1 2 3 4 5 6 7
根据工艺要求和控制目标确定系统变量 建立数学模型 确定控制方案 选择硬件设备
选择控制算法,设计控制器 软件设计
设备安装、调试、整定、投运
2. 密度:在工作温度和压力下,节流装置前流体的密度。
3. 流量:流体在单位时间内流过管道或设备某处横断面的数量。 4. 雷诺数:
管道内流量较小时,压差与流量成正比,流体的流动状态为层流;流量变大后,压差大致与流量的平方成正比,流体4QvD4Q的流动状态为紊流。从层流到紊流的分界线不仅与流量有关,而且与流体的密度、粘度和管道内径有关。 ReDD5. 节流元件:在直线管道中设置的使流束产生局部收缩以测量管道中流体的流量的装置。