过程控制技术在自动生产线中的应用
过程控制技术在自动生 产线中的应用
一、过程控制的定义和任务1、过程控制的基本概念(1)自动控制。在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态的物理参数（状态变量）尽可能接近人们的期望值（即设定值）的过程，称为自动控制。(2)过程控制。对生产过程所进行的自动控制，称为过程控制。或者说凡是采用模拟或数字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统称为过程控制。(3)过程控制系统。为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成的控制总体，称为过程控制系统
一、过程控制的定义和任务 1、过程控制的基本概念 (1)自动控制。在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵 生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态的物理参数(状 态变量)尽可能接近人们的期望值(即设定值)的过程，称为自动 控制。 (2)过程控制。对生产过程所进行的自动控制，称为过程控 制。或者说凡是采用模拟或数字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统称为过程控制。 (3)过程控制系统。为了实现过程控制，以控制理论和生产 要求为依据，采用模拟仪表、 数字仪表或微型计算机等构成的 控制总体，称为过程控制系统
2、过程控制的目的生产过程中，对各个工艺过程的物理量或称工艺变量有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表征生产过程对产品的产量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品：加热炉出口温度的波动不能超出允许范围否则将影响后一工段的效果：化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接影响产品的质量和产量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。例如，用蒸汽加热反应器或再沸器，如果在蒸汽总压波动剧烈的情况下，要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难；中间储槽的液位高度与气柜压力，必须维持在允许的范围之内，才能使物料平衡，保持连续的均衡生产。有些工艺变量是决定安全生产的因素。例如，锅炉汽包的水位、受压容器的压力等不允许超出规定的限度，否则将威胁生产安全。还有一些工艺变量直接鉴定产品的质量。例如，某些混合气体的组成、溶液的酸碱度等
2、过程控制的目的 生产过程中，对各个工艺过程的物理量或称工艺变 量有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表征生产过程， 对产品的产量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶 或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才 能得到合格的产品；加热炉出口温度的波动不能超出允许范围， 否则将影响后一工段的效果；化学反应器的反应温度必须保持 平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接影响产品 的质量和产量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前 提。例如，用蒸汽加热反应器或再沸器，如果在蒸汽总压波动 剧烈的情况下，要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难； 中间储槽的液位高度与气柜压力，必须维持在允许的范围之内， 才能使物料平衡，保持连续的均衡生产。有些工艺变量是决定 安全生产的因素。例如，锅炉汽包的水位、受压容器的压力等， 不允许超出规定的限度，否则将威胁生产安全。还有一些工艺 变量直接鉴定产品的质量。例如，某些混合气体的组成、溶液 的酸碱度等
近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此，减小工业生产对环境的影响也已纳入了过程控制的自标范围。综上所述，过程控制的主要自标应包括以下几个方面：①保障生产过程的安全和平稳：②达到预期的产量和质量；③尽可能地减少原材料和能源损耗：④把生产对环境的危害降低到最小程度。由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标记之一
近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人 类生存环境的污染，因此，减小工业生产对环境的影响也己纳 入了过程控制的目标范围。综上所述，过程控制的主要目标应 包括以下几个方面: ①保障生产过程的安全和平稳； ②达到预期的产量和质量； ③尽可能地减少原材料和能源损耗； ④把生产对环境的危害降低到最小程度。 由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、 降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提 高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征， 是工业现代化的标记之一
二、控制系统的基本形式控制系统一般有两种基本控制方式，通常按照控制系统是否设有反馈环节来对其进行分类。不设反馈环节的，称为开环控制系统：设有反馈环节的，称为闭环控制系统。这单所说的“环”，是指由反馈环节构成的回路。下面介绍这两种控制系统的控制特点。1、开环控制系统若系统的输出信号对控制作用没有影响，则称为开环控制系统，即系统的输出信号不反馈到输入端，不形成信号传递的闭合环路。在开环控制系统中，控制装置与被控对象之间只有顺向作用而无反向联系。如图6-2所示的数控加工机床中广泛应用的精密定位控制系统，是一个没有反馈环节的开环控制系统
二、控制系统的基本形式 控制系统一般有两种基本控制方式，通常按照控制系统是 否设有反馈环节来对其进行分类。不设反馈环节的，称为开环 控制系统；设有反馈环节的，称为闭环控制系统。这里所说的 “环”，是指由反馈环节构成的回路。下面介绍这两种控制系统 的控制特点。 1、开环控制系统 若系统的输出信号对控制作用没有影响，则称为开环控制系 统，即系统的输出信号不反馈到输入端，不形成信号传递的闭 合环路。 在开环控制系统中，控制装置与被控对象之间只有顺向作 用而无反向联系。如图6-2所示的数控加工机床中广泛应用的精 密定位控制系统，是一个没有反馈环节的开环控制系统