过程控制系统概述与发展历程

第一章绪论深入探讨了过程控制的基础知识和发展历程。该章节首先定义了过程控制系统，即针对诸如温度、压力、流量、液位成分等过程变量进行自动控制的系统，其核心在于工业生产过程的自动化。过程控制在90年代以来得到了显著发展，被视为自动化技术的关键领域，对于提升生产效率、节约资源、改善工作环境等方面具有重要作用。 历程回顾中，19世纪40年代的手工阶段是以经验为主的人工操作，生产力低下。随后的50年代，随着仪表化和局部自动化的发展，出现了基地式仪表和部分单元组合仪表，主要关注单输入单输出的控制系统，目标是维持温度、压力等参数的稳定，采用经典控制理论如频率法和根轨迹法。 19世纪60年代进入综合自动化阶段，检测和控制手段进一步升级，包括单元组合仪表、计算机控制系统的应用，直接数字控制（DDC）和设定值控制（SPC）开始普及。此时的过程控制系统结构变得复杂，如串级、比值、均匀控制、前馈和选择性控制等，以满足更高的控制质量和特殊需求。前馈控制通过预测扰动来提高控制质量，而选择性控制则在异常情况下提供保护性措施。 自19世纪70年代以来，全盘自动化阶段标志着现代过程控制技术的成熟，系统设计更加精细，能够处理更复杂的生产过程，并实现了全面的自动化控制。这个阶段的技术进步不仅提升了生产效率，还推动了工业生产的整体智能化和高效化。理解这些历史发展和基本概念对于深入学习和实践过程控制系统至关重要。