過程控制系統(tǒng)的基本概念

過程控制系統(tǒng)的基本概念第一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六上次課程重點內(nèi)容回顧：1、過程工業(yè)，過程工業(yè)是以流程性物料為主要處理對象，具有連續(xù)性生產(chǎn)過程特點的各種工業(yè)之總稱。

最傳統(tǒng)、典型的過程工業(yè)：

化肥、石油化工、生物化工、制藥、農(nóng)藥、染料、食品、煉油、輕工、熱電、核工業(yè)、公用工程、礦物加工等都屬于過程工業(yè)。第二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六上次課程重點內(nèi)容回顧：2、生產(chǎn)過程自動化，是指石油、化工、電力、冶金、輕工等工業(yè)部門以連續(xù)性物流為主要特征的生產(chǎn)過程的自動控制，主要解決各種生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位（或物位）、以及成分（或物性）等參數(shù)的自動監(jiān)測和控制問題。用自動化裝置來管理連續(xù)或間歇生產(chǎn)過程的綜合性技術(shù)就稱為生產(chǎn)過程自動化，簡稱為過程控制（ProcessControl）。第三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六課程學(xué)習(xí)的主要目的：通過課程學(xué)習(xí)掌握過程控制系統(tǒng)的組成、原理及各環(huán)節(jié)的作用；能了解過程工業(yè)生產(chǎn)對象的基本特性及其對控制質(zhì)量的影響；掌握生產(chǎn)過程常見參數(shù)的測量方法及儀表原理、特點，在此基礎(chǔ)上能合理地選擇過程控制系統(tǒng)中使用的自動化儀表；掌握簡單過程控制系統(tǒng)的設(shè)計、投運及參數(shù)整定熟悉并了解過程工業(yè)中應(yīng)用廣泛的過程控制裝備的構(gòu)成和控制方法；能根據(jù)工藝和過程控制兩方面的要求和自控設(shè)計人員共同討論、擬訂合理可行的各種自動控制方案。上次課程重點內(nèi)容回顧：第四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六學(xué)習(xí)要求：1、每人準(zhǔn)備一作業(yè)本2、及時復(fù)習(xí)，獨立完成作業(yè)3、答疑：A317教學(xué)計劃：展示第五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

單元一過程控制系統(tǒng)的基本概念§1.1概述一、生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容二、過程控制裝備的任務(wù)及要求§1.2過程控制系統(tǒng)的組成*一、控制系統(tǒng)的概念二、控制系統(tǒng)的分類三、過程控制系統(tǒng)的發(fā)展第六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

單元一過程控制系統(tǒng)的基本概念

§1.3

控制系統(tǒng)的過渡過程及其性能指標(biāo)一、控制系統(tǒng)的過渡過程二、控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)*§1.4

過程控制系統(tǒng)的兩種表示形式一、方框圖二、管道及儀表流程圖*第七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六熟練掌握過程控制的概念、組成和分類；熟練掌握過程控制系統(tǒng)的兩種表示形式；掌握生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容和過程裝備控制的任務(wù)和要求；掌握控制系統(tǒng)的過渡過程及其性能指標(biāo)；熟悉過程控制系統(tǒng)的分類方式；了解自動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

本單元重點掌握內(nèi)容第八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六本次課作業(yè)題1、簡述過程控制的概念。2、過程控制系統(tǒng)主要有哪些單元組成？3、什么是負(fù)反饋？技能提高部分：1、能繪制系統(tǒng)方框圖2、能識讀簡單的管道儀表流程圖第九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六§1.1概述一、生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容二、過程控制裝備的任務(wù)及要求第十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六一、生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容一般包括自動檢測、自動信號連鎖保護(hù)、自動操縱和自動控制等內(nèi)容。1.自動檢測系統(tǒng)，如圖所示利用各種檢測儀表對主要工藝參數(shù)進(jìn)行測量、指示或記錄的，稱為自動檢測系統(tǒng)。它代替了操作人員對工藝參數(shù)的不斷觀察與記錄，起到人的眼睛的作用。圖1-1熱交換器自動檢測系統(tǒng)示意圖第十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2.自動信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)生產(chǎn)過程中的一種安全裝置對生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置越限報警或連鎖保護(hù)作用：報警、連鎖保護(hù)當(dāng)關(guān)鍵工藝參數(shù)超過了允許范圍，在事故即將發(fā)生以前，信號系統(tǒng)就自動地發(fā)出聲光信號告誡操作人員注意，并及時采取措施。如工況已到達(dá)危險狀態(tài)時，聯(lián)鎖系統(tǒng)立即自動采取緊急措施，打開安全閥或切斷某些通路，必要時緊急停車，以防止事故的發(fā)生和擴(kuò)大。第十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六3.自動操縱及自動開停車系統(tǒng)自動操縱系統(tǒng)是一種根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟（程序），自動地對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。如合成氨造氣車間煤氣發(fā)生爐的操作自動開停車系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過程自動地投入運行或自動停車。第十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六4.自動控制系統(tǒng)是利用自動控制儀表及裝置構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程中某些重要的工藝變量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。在工藝變量受到外界干擾（擾動）的影響而偏離正常狀態(tài)時，自動控制系統(tǒng)能自動地控制而回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。第十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六二、過程控制裝備的任務(wù)及要求1.過程裝備控制的任務(wù)：主要針對過程裝備的主要參數(shù)進(jìn)行控制。主要參數(shù)包括：溫度T（temperature）；壓力P（pressure）；流量F(flow)；物位L（level)；成分A(analysis)等2工業(yè)生產(chǎn)對過程控制裝備的要求：可以歸納為三項：即安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。安全性是最重要也是最基本的要求。指在整個生產(chǎn)過程中，確保人身和設(shè)備的安全。采用措施：越限報警、事故報警，連鎖保護(hù)等隨著控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在線故障預(yù)測和診斷、容錯控制等技術(shù)的引入，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。第十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六經(jīng)濟(jì)性是要求生產(chǎn)成本低而效率高。隨著市場競爭加劇和能源的匱乏，經(jīng)濟(jì)性已越來越受到各方面的重視。穩(wěn)定性是指系統(tǒng)應(yīng)具有抵抗外部干擾，保持生產(chǎn)過程長期穩(wěn)定運行的能力。影響穩(wěn)定運行的因素是多方面的。如：在生產(chǎn)過程中，原材料成分變化；反應(yīng)器內(nèi)催化劑老化；換熱器表面結(jié)垢等第十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六§1.2過程控制系統(tǒng)的組成一、控制系統(tǒng)的概念二、控制系統(tǒng)的分類三、過程控制系統(tǒng)的發(fā)展第十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六先來看一些具體例子，再得出一些基本的概念。

如何使房間保暖？溫度有什么樣的動態(tài)特性？什么是控制系統(tǒng)？一、控制系統(tǒng)的概念第十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六在生產(chǎn)過程中，所有的變量像這樣是否足夠好？什么是控制系統(tǒng)？第十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六在控制系統(tǒng)中有三個基本部分，分別用來模擬人的眼、腦、手的功能。什么是控制系統(tǒng)？第二十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六怎樣選擇傳感器的位置？在生產(chǎn)過程中，典型的執(zhí)行器有哪些？在這里“箭頭”代表什么？什么是控制系統(tǒng)？第二十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

自動控制系統(tǒng)這三部分可以說是構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)了嗎？在自動控制系統(tǒng)中，除了上述三部分自動化裝置之外，還必須具有所要控制的生產(chǎn)設(shè)備，才能構(gòu)成一個自動控制系統(tǒng)。

所要控制的生產(chǎn)設(shè)備稱為：被控對象。

在化工生產(chǎn)中的被控對象有：各種塔器、反應(yīng)器、換熱器、各種泵、容器、管路等。

自動控制系統(tǒng)是由：測量元件與變送器、自動調(diào)節(jié)控制器、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）、被控對象的閉環(huán)回路構(gòu)成。什么是控制系統(tǒng)？第二十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六控制（動詞）：通過調(diào)整系統(tǒng)中選擇的變量，使一個物理過程保持希望的狀態(tài)。反饋控制：用系統(tǒng)的輸出影響系統(tǒng)的輸入。輸入=動機(jī)輸出=效果什么是控制系統(tǒng)？第二十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)控制流程圖什么是控制系統(tǒng)？第二十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)框圖什么是控制系統(tǒng)？第二十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

被控變量：能夠體現(xiàn)系統(tǒng)性能或者最終產(chǎn)品質(zhì)量的參數(shù)，也稱為輸出變量?？刂谱兞浚翰粩噙M(jìn)行調(diào)整從而確保被控變量保持在設(shè)定點的輸入變量。干擾變量：也稱為負(fù)載變量，即使得被控變量偏離各自設(shè)定點的輸入變量。設(shè)定值的變化：控制系統(tǒng)要求發(fā)生變化。設(shè)定值發(fā)生變化，控制變量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整從而達(dá)到新的控制要求。也稱為伺服系統(tǒng)。干擾量的變化：發(fā)生干擾時的短暫的校正控制行為，也稱為調(diào)整控制或負(fù)載變化。一個控制系統(tǒng)必須能夠在發(fā)生干擾的情況下恢復(fù)每一個被控參量值到其要求的控制點。什么是控制系統(tǒng)？控制專業(yè)詞匯第二十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六(1)被控變量（亦稱系統(tǒng)輸出）y(t)：被控過程內(nèi)要求保持穩(wěn)定的工藝參數(shù)；(2)控制變量（亦稱操作變量控制介質(zhì)）q(t)：使被控變量保持期望值的物料量或能量；(3)干擾量f(t)：除被控變量外，作用于被控過程并引起被控變量變化的各種因數(shù)；(4)設(shè)定值r(t)：與被控變量相對應(yīng)的設(shè)定值；(5)反饋值z(t)：被控變量經(jīng)測量變送后的實際測量值；(6)偏差e(t)：設(shè)定值與反饋值之差；(7)控制作用u(t)：控制器的輸出值。什么是控制系統(tǒng)？控制專業(yè)詞匯第二十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六注意：在常用的術(shù)語中有一些共同的錯誤。一般的語言工程與科學(xué)用語負(fù)反饋：這樣做，是一個愚蠢的做法。正反饋：這是一個很好的做法，謝謝你。負(fù)反饋：作用可以減少距離希望的誤差。正反饋：作用可以增加距離希望的誤差。好！關(guān)于負(fù)反饋和正反饋第二十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六在什么位置進(jìn)行控制？傳統(tǒng)的控制面板傳感器、本地顯示、調(diào)節(jié)閥等。在集中控制中心，顯示各變量、計算結(jié)果和與現(xiàn)場的通訊等。第二十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六在什么位置進(jìn)行控制？現(xiàn)代的計算機(jī)控制面板傳感器、本地顯示和調(diào)節(jié)閥等。在集中控制中心，顯示各變量、計算結(jié)果和與現(xiàn)場的通訊等。第三十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過程控制設(shè)計文件的基本要求

設(shè)計文件需要提供工藝過程文件，如，管線、儀表等工藝流程框圖。復(fù)雜的系統(tǒng)需要用文字來描述。采用標(biāo)準(zhǔn)的符號。F=Flow，流量L=Level，液位P=Pressure，壓力T=Temperature，溫度……第三十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

環(huán)境要求：工廠的氣體、液體和固體必須按照環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量：為了生產(chǎn)利益，所生產(chǎn)的產(chǎn)品必須滿足產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。工廠經(jīng)濟(jì)運行機(jī)制：控制目標(biāo)必須考慮經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。穩(wěn)定運行機(jī)制：控制系統(tǒng)是保證工廠設(shè)備平滑、穩(wěn)定運行、關(guān)鍵變量沒有振蕩。過程控制設(shè)計要求過程控制設(shè)計中最重要的因素是？第三十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六安全！第三十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過程安全：大型事故

1988年蘇格蘭西部石油的PiperAlpha災(zāi)難海面石油平臺爆炸

164人死亡損失$20億1984印度bhopal的碳化物事故MIC釋放到大氣中

3000-10,000人死亡

100,000受傷損失$5－10億第三十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

2000年6月科威特KPCL發(fā)生的MinaAl-Ahmedhi精煉廠事故

泄漏引起可燃?xì)怏w排放到大氣中，并引起爆炸。

7人死亡，50人受傷。損失$？？億。

2001年3月巴西石油事故

海面石油平臺爆炸。

10人死亡，損失$50億。平臺沉入大西洋。大型事故第三十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2001年9月21法國圖盧茲硝酸氨爆炸

31人死亡

2442人受傷損失幾億美元大型事故第三十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六近期國內(nèi)大型事故2007年11月8日，吉林松原石油化工股份有限公司在建干氣綜合利用裝置利用導(dǎo)熱油脫除管道系統(tǒng)內(nèi)殘留水分過程中導(dǎo)熱油泄漏著火，造成4人死亡。2007年11月27日，江蘇聯(lián)化科技有限公司（以下簡稱聯(lián)化公司）重氮鹽生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸，造成8人死亡、5人受傷（其中2人重傷），直接經(jīng)濟(jì)損失約400萬元。2007年11月28日，浙江湖州菱化實業(yè)股份有限公司亞磷酸二甲酯生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸，造成3人死亡。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局文件，安監(jiān)總危化〔2007〕251號。“國家安全監(jiān)管總局關(guān)于江蘇聯(lián)化科技有限公司”11.27“爆炸等事故的通報”第三十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2007年4月18日7時45分，遼寧省鐵嶺市清河特殊鋼有限責(zé)任公司生產(chǎn)車間，一個裝有約30噸鋼水的鋼包在吊運至鑄錠臺車上方2-3米高度時，突然發(fā)生滑落傾覆，鋼包倒向車間交接班室，鋼水涌入室內(nèi)，致使正在交接班室內(nèi)開班前會的32名職工當(dāng)場死亡，另有6名爐前作業(yè)人員受傷，其中2人重傷。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局文件，安監(jiān)總管一〔2007〕83號?！皣野踩O(jiān)管總局關(guān)于遼寧省鐵嶺市清河特殊鋼有限責(zé)任公司“4?18”鋼水包傾覆特別重大事故的通報”第三十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六事故的直接原因：煉鋼車間吊運鋼水包的起重機(jī)主鉤在下降作業(yè)時，控制回路中的一個聯(lián)鎖常閉輔助觸點銹蝕斷開，致使驅(qū)動電動機(jī)失電；電氣系統(tǒng)設(shè)計缺陷，制動器未能自動抱閘，導(dǎo)致鋼水包失控下墜；制動器制動力矩嚴(yán)重不足，未能有效阻止鋼水包繼續(xù)失控下墜，鋼水包撞擊澆注臺車后落地傾覆，鋼水涌向被錯誤選定為班前會地點的工具間。第三十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六來自操作人員的抱怨

實時信息不夠精確(例如缺少真實的警報命令)；由于容錯能力不強(qiáng)引起的過多警報；不能充分預(yù)料過程擾動；缺少實時的，徹底的分析(基于癥狀的報警)；缺少設(shè)備失誤與過程偏差之間的區(qū)別；

各種信息和控制系統(tǒng)元素之間的綜合薄弱；觀察相關(guān)的過程數(shù)據(jù)的能力有限；缺少足夠的測量，跟蹤和取得非正常情況的以往記錄的工具；程序或者操作指示有限或者受時間限制；工廠各單元之間或者內(nèi)部的通訊笨重且分散。需要實現(xiàn)智能控制！第四十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過程安全和過程控制

過程工業(yè)的初始關(guān)注。公眾對潛在危機(jī)的加倍關(guān)注，更嚴(yán)格的法律要求，以及現(xiàn)代工業(yè)工廠的更加復(fù)雜性。第四十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1、按被控參數(shù)名稱：溫度、壓力、流量、液位、成分等

控制系統(tǒng)2、按系統(tǒng)功能：比值、均勻、分程控制、選擇性控制等3、按被控變量多少：單變量、多變量等系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)的分類4、按控制儀表：常規(guī)儀表、計算機(jī)等控制系統(tǒng)5、按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、

前饋-反饋控制系統(tǒng)等6、按給定值信號：定值控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)二、控制系統(tǒng)的分類第四十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1.按設(shè)定值的形式分類1）定值控制系統(tǒng)——設(shè)定值恒定不變。定值控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最多的一種過程控制系統(tǒng)。在運行時，系統(tǒng)被控量（溫度、壓力、流量、液位、成份等）的給定值是固定不變的。有時在規(guī)定的小范圍附近不變。

二、控制系統(tǒng)的分類第四十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1.按設(shè)定值的形式分類2）隨動控制系統(tǒng)——設(shè)定值隨時可能變化。隨動控制系統(tǒng)是一種被控量的給定值隨時間任意變化的控制系統(tǒng)。它的主要作用是克服一切擾動，使被控量隨時跟蹤給定值。

二、控制系統(tǒng)的分類第四十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1.按設(shè)定值的形式分類3）程序控制系統(tǒng)——設(shè)定值按預(yù)定的時間程序變化。例如：機(jī)械工業(yè)中的退火爐的溫度控制系統(tǒng)，其給定值是按升溫、保溫、逐次降溫等程序變化的。家用電器中應(yīng)用定值控制系統(tǒng)的也很多，如電腦控制的洗衣機(jī)、電飯煲等。順序控制系統(tǒng)是被控量的給定量按預(yù)定的時間程序來變化的控制系統(tǒng)。

二、控制系統(tǒng)的分類第四十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2.按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類1）反饋控制系統(tǒng)（閉環(huán)控制系統(tǒng)）將被控變量輸入到控制器，形成閉環(huán)，具有被控變量負(fù)反饋的控制系統(tǒng)。如：

給定值被控變量干擾f

控制器變送器執(zhí)行器被控對象+e實測值－反饋控制系統(tǒng)是過程控制最基本的結(jié)構(gòu)形式。二、控制系統(tǒng)的分類第四十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2）前饋控制系統(tǒng)（開環(huán)控制系統(tǒng)）測量值被控量干擾f

控制器執(zhí)行器被控對象

開環(huán)控制系統(tǒng)原理框圖也稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。不將被控變量引入到控制器輸入端，根據(jù)擾動量的大小進(jìn)行工作擾動是控制的依據(jù)在實際生產(chǎn)中不能單獨采用。

二、控制系統(tǒng)的分類第四十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六3）復(fù)合控制系統(tǒng)（前饋-反饋控制系統(tǒng)）

前饋與反饋相結(jié)合，優(yōu)勢互補。如：給定值被控變量干擾f

反饋控制器變送器1執(zhí)行器被控對象+e實測值－變送器2前饋控制器++前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)原理框圖二、控制系統(tǒng)的分類第四十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六儀表化與局部自動化階段（20世紀(jì)50～60年代）綜合自動化階段（20世紀(jì)60-70年代中期）

全盤自動化階段（20世紀(jì)70年代中期至今）

過程控制發(fā)展概況三、控制系統(tǒng)的發(fā)展第四十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六儀表化與局部自動化階段（50～60年代）

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多為單輸入-單輸出的單回路定值控制系統(tǒng)。過程檢測控制儀表為基地式儀表和部分單元組合式儀表，大多為氣動儀表。保持溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的穩(wěn)定，確保生產(chǎn)安全運行。分析和綜合的理論基礎(chǔ)為經(jīng)典控制理論。過程控制發(fā)展概況第五十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六基地式儀表

一般與檢測裝置、顯示裝置一起組裝在一個整體內(nèi)同時具有檢測、控制與顯示的功能結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用方便通用性差，信號不易傳遞一般應(yīng)用于簡單控制系統(tǒng)

過程控制發(fā)展概況壓力控制器溫度控制器第五十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六綜合自動化階段（60-70年代中期）

工業(yè)生產(chǎn)過程出現(xiàn)了一個車間甚至于一個工廠的綜合自動化。過程檢測控制儀表是單元組合儀表和組裝式儀表。逐步采用數(shù)字計算機(jī)以及以微處理器為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)，出現(xiàn)了DDC和SPC。各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)的出現(xiàn)（如串級控制、前饋—反饋復(fù)合控制、Smith預(yù)估控制以及比值、均勻、選擇性控制等）。分析和綜合的理論基礎(chǔ)發(fā)展到了現(xiàn)代控制理論。過程控制發(fā)展概況第五十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六單元組合儀表流量傳感器流量控制器執(zhí)行器第五十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六全盤自動化階段（70年代中期至今）

實現(xiàn)了過程控制最優(yōu)化與現(xiàn)代化的集中調(diào)度管理相結(jié)合

智能儀表（如數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程控制器等），電動單元儀表實現(xiàn)了本質(zhì)安全防爆；定值控制－>最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制；單變量－>多變量；儀表控制－>計算機(jī)分布式控制。計算機(jī)集成過程控制系統(tǒng)CIPS，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS，集散控制系統(tǒng)DCS，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS，企業(yè)資源規(guī)劃ERP。經(jīng)典控制+現(xiàn)代控制+智能控制過程控制發(fā)展概況第五十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六集中管理，分散控制基于數(shù)字控制儀表和計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)DCS，DistributedControlSystem第五十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六第五十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六FCS，F(xiàn)ieldbusControlSystem由智能儀表構(gòu)成的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制功能徹底下放到現(xiàn)場，依靠現(xiàn)場智能儀表便可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的檢測、控制開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的通信網(wǎng)絡(luò)第五十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六第五十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六§1.3控制系統(tǒng)的過渡過程及其性能指標(biāo)

第五十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六當(dāng)被控對象受到干擾、被控變量發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)抵制干擾、糾正被控變量的過程，反映了控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。為此，要有評價控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是根據(jù)工藝對控制的要求來制定的，概括為穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。t0y第六十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

穩(wěn)態(tài)與動態(tài)

1、穩(wěn)態(tài)—把被控變量不隨時間變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）。當(dāng)自動控制系統(tǒng)的輸入和輸出均恒定不變時，系統(tǒng)就處于一種相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)也都處于穩(wěn)定狀態(tài)，但生產(chǎn)還在進(jìn)行，物料和能量仍然有進(jìn)有出，只是平穩(wěn)進(jìn)行沒有改變就是了。

靜態(tài)特性—靜態(tài)時系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系。

靜態(tài)靜態(tài)動態(tài)ty第六十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六靜態(tài)靜態(tài)動態(tài)ty2、動態(tài)—把被控變量隨時間變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動態(tài)。當(dāng)干擾破壞了系統(tǒng)的平衡時，被控變量就會發(fā)生變化，而控制器、控制閥等自動化裝置就要產(chǎn)生控制作用來使系統(tǒng)恢復(fù)平衡。動態(tài)特性—在動態(tài)過程中系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸入輸出變化關(guān)系。第六十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六控制系統(tǒng)的過渡過程控制系統(tǒng)的輸入變化后，系統(tǒng)從原來的平衡狀態(tài)，經(jīng)過動態(tài)過程到達(dá)新的平衡狀態(tài)的動態(tài)歷程稱為系統(tǒng)的過渡過程。系統(tǒng)的過渡響應(yīng)受內(nèi)部和外部兩種因素的影響。給定值被控量干擾f

控制器傳感器執(zhí)行器被控對象

+e實測值－第六十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1、內(nèi)部因素：系統(tǒng)特性系統(tǒng)的特性是由系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的特性和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所決定的。

2、外部因素：輸入信號在系統(tǒng)特性一定的情況下，被控變量隨時間的變化規(guī)律取決于系統(tǒng)的輸入信號。生產(chǎn)中，出現(xiàn)的干擾信號是隨機(jī)的。但在分析和設(shè)計控制系統(tǒng)時，為了充分體現(xiàn)系統(tǒng)的特性和分析方便，常選擇一些特定的輸入信號，其中常用的是階躍信號和正弦信號。第六十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六階躍信號的輸入突然，對被控變量的影響也最大。如果一個控制系統(tǒng)能夠有效地克服這種干擾，那么對其它比較緩和的干擾也能很好地克服。階躍信號的形式簡單，容易實現(xiàn)，便于分析、實驗和計算。故更多使用階躍信號。如圖，輸入信號在t=0時，階躍上升幅度為A，其后保持。表達(dá)為

f(t)=

A(t)Atf（t）第六十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六在階躍輸入的擾動作用下，定值控制系統(tǒng)過渡過程有四種形式：①單調(diào)衰減過程被控變量在給定值的一側(cè)作單調(diào)變化，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。②振蕩衰減過程被控變量上下波動，但幅度逐漸減少，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。①t0C(t)②0C(t)t第六十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六③等幅振蕩過程被控變量在給定值附近來回波動，且波動幅度保持不變。

④振蕩發(fā)散過程被控變量來回波動，且波動幅度逐漸變大，離給定值越來越遠(yuǎn)。④t0θa③θa0t第六十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六過渡過程的分類（1）穩(wěn)定的過渡過程單調(diào)過程和衰減振蕩過程是穩(wěn)定的過渡過程。被控變量經(jīng)過一段時間后，逐漸趨向原來的或新的平衡狀態(tài)。

衰減振蕩過程的過渡過程較短，經(jīng)常采用。

單調(diào)過程的過渡過程較慢，被控變量長時間地偏離給定值，一般不采用，只是在生產(chǎn)上不允許被控變量有波動的情況下才采用。第六十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六（2）不穩(wěn)定過渡過程發(fā)散振蕩過程中，被控變量不但不能達(dá)到平衡狀態(tài)，而且逐漸遠(yuǎn)離給定值，它將導(dǎo)致被控變量超越工藝允許范圍，這是生產(chǎn)上所不允許的。（3）臨界過渡過程處于穩(wěn)定與不穩(wěn)定之間，一般也認(rèn)為是不穩(wěn)定過程，生產(chǎn)上一般不采用。只是某些控制要求不高的場合，如位式控制時，只能達(dá)到這種效果。第六十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)對控制系統(tǒng)的性能評價，是根據(jù)工藝對控制過程和結(jié)果的要求來衡量的。控制系統(tǒng)的過渡過程曲線是評價控制系統(tǒng)品質(zhì)的樣本。最典型的控制性能測試是給系統(tǒng)輸入一個階躍信號，觀察其階躍響應(yīng)的品質(zhì)。階躍響應(yīng)分給定階躍響應(yīng)和干擾階躍響應(yīng)兩類。其階躍響應(yīng)曲線有所不同，但反映的控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是一致的。第七十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六干擾階躍響應(yīng)和給定階躍響應(yīng)的區(qū)別：給定值被控變量干擾f

控制器傳感器執(zhí)行器被控對象+e實測值－干擾階躍響應(yīng)t0y第七十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六給定值被控變量干擾f

控制器傳感器執(zhí)行器被控對象+e實測值－給定階躍響應(yīng)0ty第七十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1.系統(tǒng)階躍響應(yīng)的單項性能指標(biāo)單項性能指標(biāo)包含了對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性三方面的評價。

控制性能指標(biāo)有單項指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩類單項性能指標(biāo)以控制系統(tǒng)被控參數(shù)過渡過程的單項特征量作為性能指標(biāo)，而偏差積分性能指標(biāo)則是一種綜合性指標(biāo)。由于在多數(shù)情況下，都希望得到衰減振蕩過程，所以以衰減振蕩的過渡過程形式為例，討論控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)。第七十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1）衰減比n和衰減率ψ

設(shè)第一個波振幅為B1、第二個周期振幅為B2圖3.2定值控制系統(tǒng)階躍擾動的響應(yīng)曲線yy(0)B1B2y(∞)TpTSTtC第七十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六圖

隨動控制系統(tǒng)對階躍給定的響應(yīng)曲線yrB1B2Cy(∞)TpTSTt第七十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六衰減比n和衰減率ψ

是表示系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標(biāo)。n大于1，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。隨著n的增大，過渡過程逐漸由衰減振蕩趨向于單調(diào)過程。試驗證明：衰減比在4:1到10:1之間時，過渡過程的衰減程度合適，過渡過程較短。衰減比n與衰減率ψ之間有簡單的對應(yīng)關(guān)系：n=4:1~10:1就相當(dāng)于ψ

=75%～90%第七十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六最大動態(tài)偏差是控制系統(tǒng)動態(tài)準(zhǔn)確性指標(biāo)。2）最大動態(tài)偏差A(yù)和超調(diào)量σ最大動態(tài)偏差表示系統(tǒng)瞬間偏離給定值的最大程度。即:A

=Bmax

-r

圖1控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2Cy(∞)TpTSTtA第七十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六有時也采用超調(diào)量σ來表示被控參數(shù)偏離設(shè)定值的程度，σ的定義是第一個波振幅與最終穩(wěn)態(tài)值y(∞)之比。即圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2Cy(∞)TpTSTt第七十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六3）余差C過渡過程結(jié)束后，被控參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值y(∞)與設(shè)定值之間的殘余偏差叫做余差，也稱靜差。是衡量控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。C=

y(∞)-r圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2Cy(∞)TpTSTt第七十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六4）調(diào)節(jié)時間Ts和振蕩頻率ω

Ts是指從過渡過程開始到過渡過程結(jié)束所需的時間。當(dāng)被控參數(shù)與穩(wěn)態(tài)值間的偏差進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的±5%（或±2%）范圍內(nèi)，就認(rèn)為過渡過程結(jié)束。圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2y(∞)TpTSTt第八十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六調(diào)節(jié)時間和振蕩頻率是衡量控制系統(tǒng)快速性的指標(biāo)。過渡過程中相鄰兩同向波峰（或波谷）之間的時間間隔叫振蕩周期T，其倒數(shù)稱為振蕩頻率f=1/T圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2y(∞)TpTSTt第八十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六另外還有峰值時間Tp（又稱上升時間），是指過渡過程開始，至被控參數(shù)到達(dá)第一個波峰所需要的時間。也是衡量控制系統(tǒng)快速性的指標(biāo)。圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)對設(shè)定值的階躍擾動的響應(yīng)曲線yrB1B2y(∞)TpTSTt第八十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

[例]

某換熱器的溫度控制系統(tǒng)給定值為200℃。

在階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖所示。試求最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間。

解：最大偏差A(yù)=230-200=30℃余差C=205-200=5℃衰減比n=y1:

y3=25:5=5:1第八十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六振蕩周期

T

=20–5

=15（min）設(shè)被控變量進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的土2％，就認(rèn)為過渡過程結(jié)束，則誤差區(qū)域=205×（±2％）＝±4.1℃在新穩(wěn)態(tài)值（205℃）兩側(cè)以寬度為±4.1℃畫一區(qū)域（陰影線）。曲線進(jìn)入時間點Ts=22min第八十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

控制系統(tǒng)的單項品質(zhì)指標(biāo)小結(jié)穩(wěn)定性

衰減比n=4:1~10:1最佳

準(zhǔn)確性

余差C小好最大偏差A(yù)

小好快速性

過渡時間Ts短好

振蕩周期T短好各品質(zhì)指標(biāo)之間既有聯(lián)系、又有矛盾。例如，過分減小最大偏差，會使過渡時間變長。因此，應(yīng)根據(jù)具體工藝情況分清主次，對生產(chǎn)過程有決定性意義的主要品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)優(yōu)先予以保證。第八十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六§1.4過程控制系統(tǒng)的兩種表示形式一、方框圖二、管道及儀表流程圖*第八十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六一、控制系統(tǒng)的方框圖表示案例分析：超市的自動門自動門的動作過程是怎樣的？當(dāng)門口沒有人時，門是關(guān)著的；當(dāng)有人來門口時，門打開；當(dāng)人離開門口后一段時間，門又關(guān)閉。自動門的功能和技術(shù)要求：功能：無人時，常關(guān)；有人時，開門技術(shù)要求：當(dāng)人距門1m時，門即打開；門打開后，延時10s后關(guān)門第八十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六自動門如何實現(xiàn)自動開、關(guān)的呢？電機(jī)自動門控制電路門的開啟與關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動電機(jī)控制電路紅外傳感器控制器執(zhí)行器控制量紅外傳感器第八十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六案例分析：空調(diào)器溫度控制系統(tǒng)

炎炎夏日，人們采取各種消暑措施消暑，空調(diào)是第一選擇。那么，空調(diào)器是如何控制溫度的呢？它的工作過程又如何呢？問題：根據(jù)空調(diào)器的工作過程，試畫出其溫度控制系統(tǒng)的方框圖。第八十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

如設(shè)定溫度為25oC，室內(nèi)溫度如果高于25oC，那么空調(diào)通過比較，控制電路發(fā)出信號促使壓縮機(jī)進(jìn)行工作；當(dāng)溫度達(dá)到25oC時，控制電路發(fā)出信號，壓縮機(jī)停止工作，風(fēng)扇照常工作。因此，空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中有從輸出端返回到輸入端的信息反饋，它是閉環(huán)控制系統(tǒng)。第九十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六空調(diào)器溫度控制系統(tǒng)方框圖如下：×設(shè)定溫度比較器控制電路壓縮機(jī)空調(diào)器檢測裝置輸出溫度空氣溫度﹢﹣第九十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六小結(jié)控制系統(tǒng)開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響輸出量到輸入量之間的信號形成一個回路（反饋回路）第九十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六二、管道及儀表流程圖P&ID一、什么是P&ID?TEXTTEXT

P&ID又稱為管道及儀表流程圖，是PipingandInstrumentationDiagram的縮寫。P&ID的設(shè)計是在工藝流程圖（PFD：ProcessFlowsheetDiagram）的基礎(chǔ)上完成的。它是工程設(shè)計中從工藝流程到工程施工設(shè)計的重要工序，是工廠安裝設(shè)計的基本依據(jù)。工程的設(shè)計，從工藝包、基礎(chǔ)設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計中的大部分階段，P&ID都是工藝及工藝系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計中心，其他專業(yè)（設(shè)備、儀表、電氣、自控、管道、土建、安全等）都在為實現(xiàn)P&ID里的設(shè)計要求而工作。

第九十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六管道儀表流程圖（帶控制點流程圖）管道儀表流程圖的種類

管道儀表流程圖工藝管道儀表流程圖（PID）公共物料系統(tǒng)流程圖（UFD）

（公用工程流程圖utilityflowdiagram）PipingandInstrumentationDiagram,

即PID或P&ID定義：用來表達(dá)物料從原料到產(chǎn)品生產(chǎn)過程和控制方法的圖樣。作用：

PID是設(shè)備布置圖和管道布置圖的設(shè)計依據(jù)，也是其他專業(yè)的設(shè)計依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操作時參考。第九十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六（二）管道儀表流程圖的內(nèi)容1、圖形（1）全部設(shè)備（包括備用設(shè)備）、機(jī)械；（2）全部管道流程線（包括主要物料和輔助物料管道）閥門、過濾器、疏水器等管道器件（不包括彎頭、三通等連接件）；（3）全部檢測儀表和控制系統(tǒng)(控制回路)，分析取樣系統(tǒng)。PID表達(dá)流程中所有的①設(shè)備②管道③儀表第九十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六2、標(biāo)注4、標(biāo)題欄3、圖例或首頁圖圖例：用表格的形式對各種圖形、符號、代號及其它標(biāo)注說明等，如果圖例很多，則另繪制PID首頁圖將圖例集中統(tǒng)一說明。首頁圖：一套圖紙的第一張圖樣用來對圖樣中的圖例、代號等作出說明。設(shè)備位號及名稱；管道組合號；標(biāo)明管道號、規(guī)格、管道壓力等級等條件儀表及控制點位號、取樣點代號；有位差要求者，應(yīng)標(biāo)注限位尺寸；

例如高位槽、液封等。第九十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六現(xiàn)場儀表和管道第九十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六第九十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

×××化肥廠

工程名稱職責(zé)簽字日期單元項目設(shè)計合成工段帶控制點設(shè)計階段初步設(shè)計校核工藝流程圖圖號 審核 ××××－668－××××年×月×日比例第張共張E0401E0402V0401E0403T0401V0402C0401E0404弛放氣排油E0404冷卻排管E04011

一氨冷器E04021

二氨冷器V0401.油分離器E0403.冷凝器T0401.氨合成塔C0401循環(huán)機(jī)PI402PI402PI403FR401TI401-1PI401TIPI406401-2PSVI401PSVI402TRC401TI402PI402TR401TI402-3FR402HIC401PI405TR402TI402-4VT0403－150－B2F01AG0407－250－B3F02PG0404－100－B32L01PG0403－100－BL01混合氣PG0401－50－B32L01AL0401－50－B3F02AL0404－50－B3F02PG0411－100－B32L01AL0406－50－B3F02CWR0401－200－B2F01CWS0401－200－B32L01PG0401－100－B32L01VT0404－15－B3F02PG0409－100－B3L01PG0408－100－B3L01PG0407－80－B3L01PG0405－80－B3L01PG0402－50－B32L01VT0401－25－B3F02VT0402－80－B3F02氣氨去××液氨來自貯槽液氨來自貯槽管道號

材質(zhì)＋等級壓力代號＋保溫等級公稱直徑,mm工段號＋順序號物料代號AL0404－50－V3F02物料代號自控與儀表P－壓力I－指示AG－氣氨T－溫度J－記錄AL－液氨F－流量C－控制PG－工藝氣體H－液位R－記錄BD－排污盤面安裝儀表VT－放空氣就地安裝儀表CWS－冷卻水上水調(diào)節(jié)閥閘閥CWR－冷卻水回水角閥截至閥PG0401－100－B32L01冷卻水AL0405－25－B32L01

某化肥廠合成工段帶控制點的工藝流程圖

第九十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六PID圖紙中有什么？PID圖紙保留如下幾個信息管道所走的介質(zhì)（及物料）管道材質(zhì)管道等級管道壓力儀表位號，連鎖，控制物料走向管道坡度要求設(shè)備位號系統(tǒng)特殊鍵的位號各工序之間的聯(lián)系第一百頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六如何學(xué)習(xí)？看懂：首先識圖例，再順著管線、設(shè)備走。懂工藝原理、設(shè)備的作用、物料的作用、控制點、控制方式。記圖：不能靠死記硬背，必須學(xué)活，首先懂工藝原理，其次按照工藝原理，分層次記圖，記圖必須畫圖，畫圖先畫設(shè)備，再連主管線，其次輔助管線，然后才添加控制點（包括閥門），最后還需記各控制點的指標(biāo)。第一百零一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六TEXTTEXT

1.作為機(jī)械供配管專業(yè)基本的管線布置圖紙使用。P&ID可以顯示出設(shè)備與設(shè)備，管線與設(shè)備，管線與管線之間清晰的連接方式和順序，并且可以反映出管線、管件、閥門等關(guān)鍵配件的基本設(shè)計規(guī)格和數(shù)量等信息，對于配管專業(yè)來說，是最基本和最重要的依據(jù)。

2.作為電氣及儀表專業(yè)基本的參考圖紙使用。通過P&ID可以計算出電氣及儀表設(shè)備的數(shù)量、類型和基本的規(guī)格要求，以便電氣和儀表專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備和配件的選型，并且可以比工藝流程圖更加清楚的顯示整個工程的工藝流程，也是電氣、儀表相關(guān)專業(yè)進(jìn)行后續(xù)工作的基本圖紙。

3.作為自控專業(yè)自動控制設(shè)計的基本圖紙使用。自控可以依據(jù)P&ID查看所有設(shè)備的控制方式，計算出相應(yīng)的I/O點數(shù)量，并且得到連鎖的基本方式，以便進(jìn)行后續(xù)工作，所以P&ID也是自控一系列工作的基礎(chǔ)。2.P&ID的功能第一百零二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六示例第一百零三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六儀表位號及編號在檢測、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個回路的每臺儀表（或元件）都應(yīng)有自己的位號。儀表位號由字母代號組合和阿拉伯?dāng)?shù)字編號組成。其中字母代號組合寫在圓圈的上半部；數(shù)字編號寫在圓圈的下半部，一般是由三位或四位數(shù)字組成，其中第一位表示工段號，后續(xù)數(shù)字表示儀表的序號。

1工段05號壓力記錄控制系統(tǒng)第一百零四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六1、儀表功能標(biāo)志及位號⑴、儀表功能標(biāo)志儀表功能標(biāo)志是用幾個大寫英文字母的組合表示對某個變量的操作要求，如TIC、FIC等，其中第一位或兩位字母稱為首位字母，表示被測變量，其余一位或多位成為后繼字母，表示對該變量的操作要求，各英文字母在儀表功能標(biāo)志的含義。功能標(biāo)志只表示儀表的功能，不表示儀表結(jié)構(gòu)。功能標(biāo)志的首位字母選擇應(yīng)與被測變量或引發(fā)變量相對應(yīng)，可以不與被處理變量相符。例，某液位控制系統(tǒng)中的控制閥，其功能標(biāo)志應(yīng)為LV，而不是FV。功能標(biāo)志的首位字母后面可以附加一個修飾字母，使原來的被測變量變成一個新變量，如首位字母P、T后面加D表示壓差、溫差。功能標(biāo)志的后繼字母可以附加一個或兩個修飾字母，以對其功能進(jìn)行修飾，如功能標(biāo)志PAH中，后繼字母A后面加H，表示壓力報警為高限報警。第一百零五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六⑵、儀表位號儀表位號由儀表功能標(biāo)志和儀表回路編號兩部分組成，如FIC-116、TRC-158等，其中儀表回路編號的組成工序號（例數(shù)字編號中的第一個1）和順序號（例數(shù)字編號中的后兩位16、58）兩部分。儀表位號的確定：若同一儀表回路中有兩個以上功能相同的儀表，可在儀表位號后附加尾綴（大寫英文字母）以區(qū)別。例如FT-201A、FF-201B表示該儀表回路中有兩臺流量變送器。當(dāng)不同工序的多個檢測元件共用一臺儀表時，顯示儀表的位號不表示工序號，只編順序號。對應(yīng)的檢測元件位號表示方法是儀表編號后加數(shù)字后面并用“－”隔開。例，一臺多點測溫儀或智能記錄儀TR-１，其對應(yīng)的檢測元件位號為ＴＥ-１-１，ＴＥ-１-２等。第一百零六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六被測變量和儀表功能的字母代號首位字母后繼字母首位字母后繼字母被測變量修飾詞功能被測變量修飾詞功能A分析報警N供選用供選用B噴嘴火焰供選用O供選用節(jié)流孔C電導(dǎo)率控制P壓力或真空試驗點(接頭D密度差Q數(shù)量或件數(shù)積分積分、積算E電壓檢出元件R放射性記錄或打印F流量比例S速度或頻率安全開關(guān)或連鎖G尺度玻璃T溫度傳達(dá)、變送H手動(人工觸發(fā))U多變量多功能I電流指示V粘度閥、擋板J功率掃描W重量或力套管K時間或時間程序自動、手動操作器X未分類未分類L物位指示燈Y供選用計算器M水分或濕度Z位置執(zhí)行器第一百零七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六儀表及儀表位號的標(biāo)注

在檢測控制系統(tǒng)中構(gòu)成一個回路的每個儀表（或元件），都應(yīng)有自己的儀表位號。儀表位號由字母代號組合與阿拉伯?dāng)?shù)字編號組成。

第一位字母表示被測變量，后續(xù)字母表示儀表的功能（可一個或多個組合，最多不超過五個）。用二位數(shù)字表示工段號，用二位數(shù)字表示回路順序號。

在施工流程圖中，儀表位號中的字母代號填寫在圓圈的上半圓中，數(shù)字編號填寫在圓圈的下半圓中。儀表位號的組成儀表位號的標(biāo)注第一百零八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

儀表及儀表位號的標(biāo)注（續(xù)）

被測變量及儀表功能的字母組合示例見下表。被測度量能溫度T溫度TD壓力P壓差PD流量F流量比率FF分析A密度D未分類的量X指示ITITDIPIPDIFIFFIAIDIXI記錄RTRTDRPRPDRFRFFRARDRXR控制CTCTDCPCPDCFCFFCACDCXC變送TTTTDTPTPDTFTFFTATDTXT報警ATATDAPAPDAFAFFAAADAXA指示、控制TICTDICPICPDICFICFFICAICDICXIC記錄、報警TRATDRAPRAPDRAFRALRAARADRAXCT控制、變送TCTTDCTPCTPDCTFCTKCTACTDCTXCT第一百零九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六字母代號補充說明1．被測變量和儀表功能的字母代號（1）同一字母在不同的位置有不同的含義或作用，處于首位時表示被測變量或初始變量；處于次位時作為首位的修飾，一般用小寫字母表示；處于后繼位時代表儀表的功能。因此不能脫離字母所處的位置來說某個字母的含義。溫差記錄控制系統(tǒng)

第一百一十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六（2）當(dāng)“A”作為第一位字母表示“分析”變量時，一般在圖形符號外標(biāo)有分析的具體內(nèi)容。（3）后繼字母的確切含義，根據(jù)實際需要，可以有不同的解釋。例如：“R”可以解釋為“記錄儀”、“記錄”或“記錄用”；“T”可以解釋為“變送器”、“傳送”或“傳送的”等。第一百一十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六（4）后繼字母“G”表示功能“玻璃”時，指過程檢測中直接觀察而無標(biāo)度的儀表（如：玻璃板液面計）；后繼字母“L”表示單獨設(shè)置的指示燈，用于顯示正常的工作狀態(tài)，例如，顯示液位高度的指示燈用“LL”表示；后繼字母“K”表示設(shè)置在控制回路內(nèi)的自動-手動操作器，例如，“FK”表示流量控制回路的自動-手動操作器，它區(qū)別于第一位字母代號“H”—手動和“HC”—手動控制。（5）字母“H”、“M”、“L”可表示被測變量的“高”、“中”、“低”值，一般標(biāo)注在儀表圓圈外；“H”、“L”還可以表示閥門或其它通、斷設(shè)備的開關(guān)位置，“H”表示閥在全開或接近全開位置；“L”表示閥在全關(guān)或接近全關(guān)位置。第一百一十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六（6）字母U表示“多變量”時，可代替兩個以上的變量。當(dāng)表示“多功能”時，則代替兩個以上功能字母的組合。（7）字母X代表未分類變量或未分類功能，使用中一般另有注明。（8）“供選用”的字母，是指在個別設(shè)計中反復(fù)使用，而表中未列出其含義的字母。使用時字母含義需在具體工程的設(shè)計圖例中作出規(guī)定。第一百一十三頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六被測變量及儀表功能字母組合示例（以流量為例）控制器：

FRC-流量記錄調(diào)節(jié)；FIC-流量指示調(diào)節(jié)讀出儀表：FR-流量記錄；FI-流量指示

開關(guān)和報警裝置：FSH-流量高報警FSL-流量低報警

FSHL-流量高低組合報警變送器：FRT-流量記錄變送；FIT-流量指示變送；FT-流量變送檢測元件：FE-流量檢測測試點：FP-流量測試點最終執(zhí)行元件：FV-流量執(zhí)行元件第一百一十四頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六儀表能源字母標(biāo)志AS空氣IA儀表空氣ES電源NS氮氣GS氣體SS蒸汽HS液壓WS水第一百一十五頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六測量點的圖形符號

測量點（包括檢出元件）是由過程設(shè)備或管道引至檢測元件或就地儀表的起點，一般與檢出元件或儀表畫在一起表示，如圖1-2所示。

若測量點位于設(shè)備中，當(dāng)需要標(biāo)出具體位置時，可用細(xì)實線或虛線表示，如圖1-3所示。

第一百一十六頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六

儀表圓圈與過程測量點的連接引線，通用的儀表信號線和能源線的符號是細(xì)實線。

當(dāng)有必要標(biāo)注能源類別時，可采用相應(yīng)的縮寫標(biāo)注在能源線符號之上。通用的儀表信號線：ES-24DC24V的直流電源AS-0.140.14MPa的空氣源細(xì)實線氣壓信號線：二進(jìn)制電信號：電信號線：或2、連接線圖形符號第一百一十七頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六第一百一十八頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六TI0211TI0211TIA0211下圖為安裝在管道上的3只儀表，指出其代號含義及儀表的安裝位置。第一百一十九頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六閥門、主要管件和管道附件的圖示與標(biāo)注截至閥閘閥球閥旋塞閥①常用閥門圖例（HG/T20519.2-2009）角閥碟閥旋啟止回閥升降止回閥閥門繪制尺寸：長6mm寬3mm，或長4mm寬2mm。工藝流程圖的繪制方法圓黑點直徑2mm圓直徑4mm(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)2~3mm(建議使用)注意第一百二十頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六特殊閥門的標(biāo)注框，直徑為10mm?；蜻呴L為10mm的矩形框。sv疏水閥安全閥減壓閥svsv工藝流程圖的繪制方法特殊閥門特殊閥門和管道附件的標(biāo)注：①標(biāo)注內(nèi)容：分類代號—序號；②分類代號：一般以SV作為特殊閥門代號，SP作為特殊管道附件代號，RO作為限流孔板代號；③序號：一般采用4位數(shù)字，前兩位表示主項編號，后兩位表示排列順序號，兩位數(shù)均從01開始，最高為99；④標(biāo)注方式：代號在上，序號在下，如：第一百二十一頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六8字盲板常開常閉防雨帽敞口漏斗閉口漏斗管端法蘭管端盲板管路焊接管帽取樣口②常用管件圖例（HG/T20519.2-2009）說明：a.在流程圖上，所有閥門的大小應(yīng)一致；b.水平繪制不同高度的閥門，盡可能排列在同一垂直線上；c.垂直繪制不同位置的閥門，盡可能排列在同一水平線上；d.閥門在圖上表示的高低位置，應(yīng)大致符合實際高度。工藝流程圖的繪制方法第一百二十二頁，共一百四十頁，編輯于2023年，星期六八字盲板顧名思義是其形狀像8字，它一端是盲板，另一端是由節(jié)流環(huán)組合而成，在輸送流體時，利用節(jié)流環(huán)，切斷時則利用盲板，有點象切斷閥的作用，它可以在閥門泄露時用來切斷。其密封性能比較好。對于需要完全隔離的系統(tǒng)，一般都選作為可靠的