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文件名称:过程控制知识点.docx
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更新时间:2025-06-24
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文档摘要

1

(一)概述

过程掌握概念:承受数字或模拟掌握方式对生产过程的某一或某些物理参数进展的自动掌握。

学科定位:过程掌握是掌握理论、工艺学问、计算机技术和仪器仪表学问相结合而构成的一门应用学科。

过程掌握的目标:安全性,稳定性,经济性。

过程掌握主要是指连续过程工业的过程掌握。

过程掌握系统根本框图:

过程掌握系统的特点:

被控过程的多样性

掌握方案的多样性,包括系统硬件组成和掌握算法以及软件设计的多样性。

被控过程属慢过程且多属参数掌握

定值掌握是过程掌握的主要形式

过程掌握有多种分类方法。过程掌握系统阶跃应曲线:

衰减比?:衡量振荡过程衰减程度的指标,等于两个相邻同向波峰值之比。即:

y??1

y

y

3

y?y

衰减率?:指每经过一个周期以后,波动幅度衰减的百分数,即:??1 3

y

1

衰减比常用 ?:1 表示。

最大动态偏差y1:被控参数偏离其最终稳态值的最大值。衡量过程掌握系统动态准确性的指标

超调量:最大动态偏差占稳态值的百分比。

余差:衡量掌握系统稳态准确性的性能指标。??y(?)?r

调整时间 :从过渡过程开头到完毕的时间。当被控量进入其稳态值的?5%

范围内,过渡过程完毕。

调整时间是过程掌握系统快速性的指标。

振荡频率 :振荡周期P的倒数,即:?

?2?

当?一样,?

越大则

t越短;当?

s

P

? t一样时,则 越高,

? t

s

被控对象的数学模型〔动态特性〕:过程在各输入量(包括掌握量与扰动量)作用下,其相应输出量(被控量)变化函数关

系的数学表达式。

被控对象的动态特性的特点:1单调不振荡。2具有延迟性和大的时间常数。3具有纯时间滞后。4具有自平衡和非平衡特性。5非线性。

(二)过程掌握系统建模方法

机理法建模:依据生产过程中实际发生的变化机理,写出各种有关方程式,从而得到所需的数学模型。测试法建模:依据工业过程的输入、输出的实测数据进展某种数学处理后得到的模型。

经典辨识法:测定动态特性的时域方法,测定动态特性的频域方法,测定动态特性的统计相关法。频率特性测试根本原理:鼓励输入信号经波形变换可得到幅值恒定的正余弦参考信号。

最小二乘的提出:未知量的最可能的值,是这样一个数值,它使各次实际观测值和计算值之间的差值的平方乘以度量其准确度的数值以后的和为最小

(三)过程掌握系统设计

过程掌握系统设计的具体步骤:

依据工艺要求和掌握目标确定系统变量

建立数学模型

确定掌握方案

选择硬件设备

选择掌握算法,设计掌握器

软件设计

设备安装、调试、整定、投运

密度:在工作温度和压力下,节流装置前流体的密度。

流量:流体在单位时间内流过管道或设备某处横断面的数量。

雷诺数:

管道内流量较小时,压差与流量成正比,流体的流淌状态为层流;流量变大后,压差大致与流量的平方成正比,流体

的流淌状态为紊流。从层流到紊流的分界限不仅与流量有关,而且与流体的密度、粘度和管道内径有关。

vD 4Q 4Q?

Re?????m???V

D D

节流元件:在直线管道中设置的使流束产生局部收缩以测量管道中流体的流量的装置。

标准节流装置的取压方式:径距取压,法兰取压,角接取压。调整阀的工作原理

1通过阀的体积流量与阀的有效流通截面积和通过阀前后的压差的平方根成正比,与流体的密度的平方根和阀的阻力系

1

数的平方根成反比,即:

可调比

?pQV?A??? ?

Q阀所能调整的最大流量和最小流量的比值。

Q

R? max

Q

min

抱负可调比:当调整阀两端压差不变。

Q C ?p? C

R? max? max ? max

Q

min

实际可调比

C

min

?p? C

min

总管道最大流量 Q

TR? =

T

p 阀体部件最小流量+旁路流量Q

max

Q

调整阀的流量特性

1min 2

指流体流过阀门的相对流量和相对开度之间的函数关系。Q ?f(L)

直线流量特性 r r

调整阀的单位相对开度的变化所引起的相对流量的变化是常数。

?dQ

?

r K

dL

r

对数流量特性

调整阀单位相对开度的变化所引起的相对流量的变化和此点的相对流量成正比。

?dQ

?

r KQ

dL r

r

抛物线流量特性

n阀的相对流量与相对开度的平方根成正比

?dQ

?

r KQ

r快开流量特性 dL r

r

dQn在阀开度很小时,将流量放大,随开度的增加,流量很快到达最大饱和值。适用于快速启闭的切断阀或双位掌握系统。

dQ

r?f(L)?K(1?L)

dL r rr

阀上压差确实定方法

◆按管路系统的压差比来确定阀上的