高等過程控制-第1章緒論

1、一、什么是過程控制？一、什么是過程控制？ 工業(yè)生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)過程 指原材料經(jīng)過若干加工步驟轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品并具有一定生指原材料經(jīng)過若干加工步驟轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品并具有一定生 產(chǎn)產(chǎn) 規(guī)模的過程。規(guī)模的過程。 工業(yè)生產(chǎn)過程可分為工業(yè)生產(chǎn)過程可分為： 連續(xù)生產(chǎn)過程和離散生產(chǎn)過程；連續(xù)生產(chǎn)過程和離散生產(chǎn)過程； 連續(xù)生產(chǎn)過程連續(xù)生產(chǎn)過程 、離散生產(chǎn)過程、離散生產(chǎn)過程 和和 間歇生產(chǎn)過程間歇生產(chǎn)過程（批量生產(chǎn)過程）。（批量生產(chǎn)過程）。工業(yè)生產(chǎn)過程的目標(biāo)工業(yè)生產(chǎn)過程的目標(biāo) 在可能獲得的原料和能源在可能獲得的原料和能源條件條件下，以下，以最經(jīng)濟(jì)最經(jīng)濟(jì)的途徑將的途徑將原材料加工成原材料加工成預(yù)期預(yù)期的的合格產(chǎn)品合格產(chǎn)品。過

2、程控制主要是指連續(xù)過程工業(yè)的過程控制過程控制主要是指連續(xù)過程工業(yè)的過程控制過程控制的任務(wù)過程控制的任務(wù)： 在充分了解生產(chǎn)過程的工藝流程和動(dòng)靜態(tài)特性基礎(chǔ)基礎(chǔ)上，應(yīng)用理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與綜合，以生產(chǎn)過程中物流變化信息量作為被控量，選用適宜的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制目標(biāo)。二、什么是高等過程控制？二、什么是高等過程控制？ 為實(shí)現(xiàn)上述為實(shí)現(xiàn)上述工業(yè)生產(chǎn)過程的目標(biāo)工業(yè)生產(chǎn)過程的目標(biāo) 工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化 現(xiàn)代化大型企業(yè)過程控制已采用先進(jìn)的現(xiàn)代化大型企業(yè)過程控制已采用先進(jìn)的DCS系統(tǒng)系統(tǒng)但是但是 絕大多數(shù)控制回路仍采用絕大多數(shù)控制回路仍采用PID控制控制 （Proportional Integral a

3、nd Differential） 據(jù)報(bào)道：據(jù)報(bào)道：85%95%控制回路采用傳統(tǒng)控制回路采用傳統(tǒng)PID控制；控制； 約約5%15%控制回路控制回路PID控制控制不能奏效或效果不好不能奏效或效果不好 Why？Reason ：過程本身存在的特點(diǎn)：過程本身存在的特點(diǎn)2、高等過程控制的概念、高等過程控制的概念圖圖2 CIPS遞階遞階 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)綜合性能指標(biāo)單項(xiàng)性能指標(biāo)時(shí)域指標(biāo)頻域指標(biāo)靜態(tài)偏差y()或e()最大動(dòng)態(tài)偏差ym或超調(diào)量 衰減率衰減比n 控制過程時(shí)間ts 其它指標(biāo)調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間 tS靜態(tài)偏差靜態(tài)偏差y( )或或e( ) 最大動(dòng)態(tài)偏差最大動(dòng)態(tài)偏差ym或超調(diào)量或超調(diào)量 衰減率衰減率 衰減比衰減比n 時(shí)域指標(biāo)時(shí)域指標(biāo) %1001yy4.衰減率衰減比n 衰減率是指每經(jīng)過一個(gè)波動(dòng)周期，被調(diào)量波動(dòng)幅值減少的百分?jǐn)?shù)。 式中 y1偏離穩(wěn)態(tài)值的第一個(gè)波峰幅值； y3偏離穩(wěn)態(tài)值的第三個(gè)波峰幅值。 它常被工程上用來描述過渡過程為衰減振蕩時(shí)的衰減速度。131311yyyyy 0 0 0 00 0 1 1 0.750.90 誤差積分準(zhǔn)則誤差積分準(zhǔn)則 單位階躍輸入作用下，系