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1　过程控制系统1

1.1　过程控制系统的组成1

1.2　过程控制系统的分类2

1.3　过渡过程和品质指标4

1.3.1 自动控制系统的静态和动态4

1.3.2　过渡过程的基本形式5

1.3.3　控制系统品质指标5

1.4　过程控制系统典型对象特性7

1.4.1　过程控制系统的一阶对象7

1.4.2　过程控制系统的积分对象10

1.4.3　过程控制系统的时滞对象11

1.4.4　过程控制系统的二阶对象12

1.5　对象特性对控制质量的影响14

1.6　被控对象特性测试实训15

1.6.1　实训系统简介15

1.6.2　单容水箱特性的测试实训18

1.6.3　双容水箱特性的测试实训21

1.6.4　锅炉内胆温度特性的测试实训22

1.6.5　电动调节阀流量特性的测试实训24

1.7　过程控制系统基本控制规律26

1.7.1　过程的位式控制26

1.7.2　过程控制系统比例控制28

1.7.3　过程控制系统积分控制及比例积分控制30

1.7.4　过程控制系统微分控制及比例积分微分控制32

1.7.5　锅炉内胆水温位式控制系统实训36

思考题及习题38

2　简单控制系统40

2.1 简单控制系统基本内容40

2.1.1　简单控制系统常用名词40

2.1.2　过程控制系统被控变量与操纵变量的选择41

2.1.3　过程控制系统控制规律的选取44

2.1.4　过程控制系统调节阀的选择46

2.2　简单控制系统的方案实施47

2.3　简单控制系统工程整定50

2.3.1 过程控制系统投运前的准备50

2.3.2　过程控制系统的投运51

2.3.3　调节器的参数整定及整定中应注意的问题52

2.4　简单控制系统实训56

2.4.1 单容水箱液位定值控制系统实训56

2.4.2　双容水箱液位定值控制系统实训59

2.4.3　锅炉夹套水温定值控制系统实训60

2.4.4　电动阀支路流量定值控制系统实训63

思考题及习题65

3　复杂控制系统67

3.1　串级控制系统67

3.1.1　过程控制基本原理及结构67

3.1.2　串级控制系统的主、副回路选择70

3.1.3　串级控制系统的主、副调节器选择72

3.1.4　串级控制系统特点及应用场合73

3.1.5　串级控制系统的实施73

3.1.6　串级控制系统的投运及参数整定75

3.1.7　水箱液位串级控制系统实训76

3.1.8　下水箱液位和电动调节支路流量组成串级控制系统实训80

3.2　比值控制系统82

3.2.1 比值控制系统类型83

3.2.2　比值系数的计算86

3.2.3 比值控制系统的实施方案87

3.2.4 比值控制系统的投运和参数的整定87

3.2.5　单闭环流量比值控制系统实训88

3.2.6　双闭环流量比值控制系统实训91

3.3　前馈控制系统94

3.3.1 前馈控制系统的特点及主要结构形式94

3.3.2　前馈控制系统应用96

3.3.3　前馈控制系统的参数整定97

3.3.4　下水箱液位的前馈-反馈控制系统实训99

3.3.5　锅炉内胆水温的前馈-反馈控制系统实训103

思考题及习题105

4　新型控制系统107

4.1　纯滞后补偿控制107

4.1.1　产生纯滞后环节的因素107

4.1.2　纯滞后补偿原理107

4.1.3　纯滞后补偿控制的效果108

4.1.4　盘管出水口温度滞后控制系统实训109

4.1.5　盘管出水口流量滞后控制系统实训112

4.2　解耦控制系统114

4.2.1 系统间的关联现象114

4.2.2　减少与解除耦合的途径114

4.2.3 上水箱水温与液位的解耦控制系统实训116

4.2.4　锅炉内胆水温与夹套水温解耦控制系统实训120

思考题及习题124

5　集散控制系统125

5.1　集散控制系统出现的背景125

5.2　集散控制系统的组成及特点125

5.2.1　集散系统的组成125

5.2.2　集散控制系统的特点126

5.3　集散控制系统的集中操作管理装置127

5.3.1 集中操作管理装置的功能与组成127

5.3.2　集散控制系统的操作方式129

5.3.3　集散控制系统的显示画面130

5.4　集散控制系统的现场分散控制装置133

5.4.1　DCS的控制器133

5.4.2　控制器的I/O模件134

5.4.3　DCS常用的控制算法135

5.5　集散控制系统的通信系统138

5.6　DCS系统的故障诊断140

5.6.1　DCS系统故障的分类140

5.6.2　故障的分析诊断141

思考题及习题142

6　Experion PKS过程知识系统143

6.1　Experion PKSTM系统简介143

6.2　Experion PKSTM的基本系统组成及功能概述145

6.3　Experion PKSTM混合控制器结构描述146

6.4　输入输出系统149

6.5　安装PKS集散控制系统软件对计算机的硬件要求149

思考题及习题150

7　PKS系统151

7.1 控制器组态工具Control Builder151

7.1.1　进入Control Builder151

7.1.2　C200控制器、I/O卡件等的添加及通道Channel的设置156

7.1.3　创建CM158

7.2　操作站Station169

7.2.1　操作站Station界面及工具条介绍170

7.2.2　Connection Properties连接属性设置171

7.2.3　组态Group173

7.2.4　组态Trends177

7.2.5　操作站的设置和报警管理178

7.3　流程图组态工具HMI Web Display Builder181

7.3.1　HMI Web Display Builder基础181

7.3.2　增塑剂生产工艺流程图绘制实训185

7.3.3　Station下调用流程图191

7.3.4　实训练习191

参考文献194