过程控制与自动化仪表在工业生产中的应用

"控制过程-工业过程控制" 在工业生产中，控制过程是至关重要的，它涉及到了多种关键参数的精确调节，以确保生产过程的安全、高效和经济性。在这个过程中，氧气流量的控制是一个典型的例子。通过使用节流装置1来测量氧气流量，这个数据会传递给变送器（FT）2，进一步由开方器3处理，将其转换为流量调节器（FC）4的测量值。流量调节器4根据这个测量值与预设的供氧量给定值之间的偏差进行PID（比例-积分-微分）控制运算，然后输出控制信号来调节调节阀5的开度，以此改变供氧量，以满足生产线的特定需求。 过程控制系统的组成通常包括以下几个部分： 1. **测量元件**：如节流装置，用于获取现场的工艺参数，如流量、温度、压力等。 2. **变送器**：将测量信号转换为标准信号，如4-20mA电流信号，便于远距离传输。 3. **信号处理单元**：如开方器，对原始信号进行预处理，以便于后续的控制计算。 4. **控制器**：如PID控制器，依据测量值与设定值的偏差进行运算，生成控制指令。 5. **执行器**：如调节阀，根据控制器的输出信号改变其动作，以调整工艺参数。 在《工业过程控制》课程中，学生需要具备一定的基础知识，包括电子技术基础、检测与信号处理技术和自动控制原理。课程的主要教材和参考书中提到了《过程控制系统》和《过程控制》，这些书籍深入讲解了过程控制的基本概念、任务、系统组成、分类、性能指标以及特点和发展状况。 过程控制的任务主要包括对温度、压力、流量、液位和成分等参数的控制，广泛应用于石油、化工、电力等多个行业。控制系统的性能要求不仅涉及安全性和经济性，还包括系统的稳定性和可靠性。在设计过程控制系统时，需要明确设计目标，如保证出口温度、烟气含氧量等，选择合适的测量参数和操作量，确定控制方案，选择控制策略（如PID控制），以及选择合适的执行器，并设置报警和联锁保护系统，以防止异常情况发生。 过程控制系统的设计过程包括了选择适当的测量参数，如温度、烟气含氧量等，然后根据这些参数选择操作量，例如通过调节阀控制温度，通过电机调节排烟挡板角度来控制烟气含氧量。控制策略的选择则依据具体的应用需求，可能包括PID控制、自适应控制、解耦控制或最优控制等。最后，执行器的选择需要考虑其性能参数，如调节阀的作用方式、口径、流量系数和材质，电机的转速和功率等。 工业过程控制是一个复杂而精细的过程，涉及到多个环节的紧密配合，确保了现代工业生产过程的高效、安全和智能化。