北京航空航天大学：《工业过程检测与控制检》第一章 过程控制系统基本概念

工业过程检测与控制 检 GONG YE GUO CHENG JAN CE YU KONG ZHI 测 控 主讲:孟华 t把比m法

主 讲： 孟 华

课程特点 课程内容涵面广 自动控制原理 检测技术 控制仪表及装置 过程计算机控制 化工过程控制工程 集散控制系统 内容以叙述性为主,理论推导较少

课程特点 课程内容涵面广 自动控制原理 检测技术 控制仪表及装置 过程计算机控制 化工过程控制工程 集散控制系统 内容以叙述性为主，理论推导较少

参考文就 化工仪表及自动化例题习题集厉玉鸣化学工业出版社 工业过程仪表与控制 陈诗涛轻工业出版社 自动控制原理 李友善国防工业出版社 化工测量仪表 盛克仁化学工业出版社 控制仪表及装置 吴勤勤化学工业出版社 控制仪表与装置 向婉成机械工业出版社 化工过程控制工程 王骥程化学工业出版社 过程控制工程 邵裕森机械工业出版社 计算机过程控制系统 刘宝坤机械工业出版社 过程计算机控制 王锦标清华大学出版社

化工仪表及自动化例题习题集 厉玉鸣 化学工业出版社 工业过程仪表与控制 陈诗涛 轻工业出版社 自动控制原理 李友善 国防工业出版社 化工测量仪表 盛克仁 化学工业出版社 控制仪表及装置 吴勤勤 化学工业出版社 控制仪表与装置 向婉成 机械工业出版社 化工过程控制工程 王骥程 化学工业出版社 过程控制工程 邵裕森 机械工业出版社 计算机过程控制系统 刘宝坤 机械工业出版社 过程计算机控制 王锦标 清华大学出版社 参考文献

过程统

第一章 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 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 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。 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 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 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 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 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 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

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

过程控制系统的发展状况及特点 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(PIO、工业PC机、和数字控制器等,已成为控制 装置的主流。 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

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 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 控制理论:人工智能、神经网络控制

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

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