檢測與過程過程控制的簡介

1、1檢測與過程控制技術(shù)2姓名：謝敬業(yè)電話：180781812262006年7月廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)儀表工程師，在國有企業(yè)從事工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、設(shè)備管理、信息化等技術(shù)工作。自我介紹3一、 自動(dòng)檢測與過程控制技術(shù)的發(fā)展自動(dòng)檢測自動(dòng)檢測：在生產(chǎn)過程中，利用各種檢測儀表（也叫測量儀表）對生產(chǎn)過程的各種工藝變量自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行測量和顯示，以提供操作者觀察或直接自動(dòng)地進(jìn)行監(jiān)督和控制產(chǎn)；過程控制過程控制：在生產(chǎn)過程中，運(yùn)用合適的控制策略，采用自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)來代替操作人員的部分或全部直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)過程在不同程度上自動(dòng)進(jìn)行，所以過程控制又被稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。過程控制系統(tǒng)是指自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控量是溫度、壓力

2、、流量、液位、成分、粘度、濕度以及PH值等,這樣一些過程變量的控制系統(tǒng)4局部自動(dòng)化階段（20世紀(jì)2060年代）v過程控制主要用于生產(chǎn)過程中單輸入、單輸出的控制系統(tǒng)，被控參數(shù)主要有溫度、壓力、流量和液位四種，控制目的是保持這些參數(shù)的穩(wěn)定，消除或者減少對生產(chǎn)過程指標(biāo)的影響；v采用以標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣作為動(dòng)力和信號(hào)；v提出比例積分微分（PID）控制回路的整定規(guī)則，這一規(guī)則至今還被過程控制工程界廣泛采用。5集中控制階段（20世紀(jì)60-70年代）電動(dòng)信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)：0-10mADCv20世紀(jì)70年代，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)品取代了電子管，隨后，集成電路取代了分離原件,計(jì)算機(jī)在過程控制的應(yīng)用，引起了工業(yè)

3、生產(chǎn)過程革命性的變化v串級(jí)控制、前饋控制、比值控制、選擇控制。大多數(shù)的測量儀表通過電動(dòng)或者氣動(dòng)變送器把信號(hào)統(tǒng)一送到集中控制室，操作人員通過顯示和控制儀表對生產(chǎn)過程的各種參數(shù)進(jìn)行集中的監(jiān)視和控制v20世紀(jì)60年代中期，提出了工業(yè)過程數(shù)學(xué)模型的建立和研究方法。在第二階段，現(xiàn)代控制理論開始在過程控制領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，如模型預(yù)測控制算法、模糊控制算法以及計(jì)算機(jī)仿真等6集散控制階段（20世紀(jì)70年代中期至今）v電動(dòng)信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)：4-20mADCv“集中管理，分散控制”的設(shè)計(jì)思想被所有大型過程控制系統(tǒng)所接受并應(yīng)用至今，集散控制系統(tǒng)在某種意義上集中管理，分散控制實(shí)現(xiàn)了過程控制工作者的夢想。所以，稱集散型控制系統(tǒng)的

4、出現(xiàn)是過程控制發(fā)展史上的里程碑。集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)雛形是在一座工廠里設(shè)一個(gè)中央控制室，用CRT來監(jiān)視、操作工廠的生產(chǎn)過程。v進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著測量儀表數(shù)字化、通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、集散控制技術(shù)的成熟,工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)入微機(jī)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代v基于現(xiàn)場總線的集散控制系統(tǒng)正在企業(yè)廣泛應(yīng)用，過程自動(dòng)化（PA）、工廠自動(dòng)化（FA）、計(jì)算機(jī)集成過程控制（CIPS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和企業(yè)資源管理信息系統(tǒng)（ERP）等方案的實(shí)施和規(guī)劃，正在成為提高工業(yè)生產(chǎn)過程經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵手段。78二、 過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)v1、被控過程的多樣化v2、系統(tǒng)由過程檢測控制儀表組成v3、被控方案十分豐富v4、

5、控制過程多屬于慢過程參量控制v5、定值控制是過程控制的一種主要控制形式9三、過程控制系統(tǒng)的分類1、按給定值的特點(diǎn)分類v（1）定值控制系統(tǒng)v（2）隨動(dòng)控制系統(tǒng)v（3）程序控制系統(tǒng)2、按系統(tǒng)克服干擾的方法分類v（1）反饋控制系統(tǒng)v（2）前饋控制系統(tǒng)v（3）前饋-反饋控制系統(tǒng)101 1、測量過程、測量過程：被測變量與其相應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較，而過程測 量儀表就是實(shí)現(xiàn)變換、比較的工具。 2 2、測量誤差、測量誤差：根據(jù)最終測量結(jié)果獲得的方式不同，可將測量分為直接 測量和間接測量兩種。（1）直接測量是將被測參數(shù)直接以一定的標(biāo)準(zhǔn)量比較出來（例如用 卡尺量出一根鋼管的長度）。（2）間接測量是將直接測量得

6、到的數(shù)據(jù)代入一定的公式，計(jì)算出所 要求的被測參數(shù)值。（如用節(jié)流裝置測出裝置前后壓差以后， 代入流量方程式計(jì)算出對應(yīng)的流量值）。在工程技術(shù)或科學(xué)研 究中，對于一個(gè)參數(shù)進(jìn)行測量時(shí)，人們總是提出這樣一個(gè)問題： 所獲得的測量結(jié)果是否是被測參數(shù)的真實(shí)值？四、測量的基礎(chǔ)知識(shí)四、測量的基礎(chǔ)知識(shí)111、按誤差的表示方法劃分（1）絕對誤差 （2）相對誤差（3）引用誤差 2、按誤差的出現(xiàn)規(guī)律劃分（1）系統(tǒng)誤差（又叫規(guī)律誤差）（2）過失誤差（又叫疏忽誤差）（3）隨機(jī)誤差（又叫偶然誤差）3、按誤差的工作條件劃分（1）基本誤差 （2）附加誤差ZoZZtZ%100%Zo%100minmaxXXM12例：誤差判別歌唱演員打

7、分時(shí)： 去掉一個(gè)最高分、去掉一個(gè)最低分后，取平均分。（防止粗大誤差） 打槍時(shí)后一彈頭從前一彈孔中穿過是極為罕見的。 （隨機(jī)誤差） 13五、測量儀表的基本知識(shí)1、測量儀表的分類： (1)接觸式測量儀表和非接觸式測量儀表。 (2)標(biāo)準(zhǔn)儀表和工業(yè)儀表。(3)壓力、物位、流量、溫度測量儀表和成分分析儀。(3)顯示、記錄型儀表和訊號(hào)型儀表。142、測量儀表的品質(zhì)指標(biāo)精確度（準(zhǔn)確度）：儀表的精確度是描述儀表測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的 指標(biāo)。是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 準(zhǔn)確度等級(jí)數(shù)值越小，就表征該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)越高，儀表的準(zhǔn)確度越高。工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其準(zhǔn)確度大多在0

8、.5級(jí)以下。 儀表精度等級(jí)：I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表0.005、0.02、0.05； II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表0.1、0.2、0.25、0.4、0.5；一般工業(yè)用儀表1.0、1.5、1.6、2.5、4.0；15注意注意 在工業(yè)上應(yīng)用時(shí),對檢測儀表準(zhǔn)確度的要求,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)操作的實(shí)際情況和該參數(shù)對整個(gè)工藝過程的影響程度所提供的誤差允許范圍來確定,這樣才能保證生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。 1.01.5 儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上。16精密度、正確度與準(zhǔn)確度精密度:對同一被測量進(jìn)行多次測量的 重復(fù)性程度，反映隨機(jī)誤差。正確度:對同一被測量進(jìn)行多次測量值偏離 真值的程度。準(zhǔn)確度:精密度與正確度的綜合。173、

9、變差（回差） 對同一點(diǎn)所測得的正、反行程的兩個(gè)讀數(shù)值差叫該點(diǎn)的變差（回差）它用來表示測量儀表的恒定度。公式： 正、反行程兩個(gè)讀數(shù)之差的最 大值；M 儀表的量程4、靈敏度與靈敏限（1）靈敏度是表征儀表對被測變量變化的靈敏程度的指標(biāo)，是指儀 表的輸入變化量（指標(biāo)值）之間的關(guān)系。（2）靈敏限是指能引起儀表指示值發(fā)生變化的被測量的最小改變量。測量儀表的構(gòu)成：工業(yè)儀表的品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，但是基本構(gòu)成都是相 同的，一般均由測量、傳送和顯示三部分組成%100MXX下上變差下上XX 18 儀表的允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對百分誤差去掉“”號(hào)及“”號(hào)，

10、便可以用來確定儀表的精確度等級(jí)。目前常用的精確度等級(jí)有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小結(jié)小結(jié)19%8 . 0%1002007004舉例例1-1某臺(tái)測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對誤差為4，試確定該儀表的相對百分誤差與準(zhǔn)確度等級(jí)。 解解: : 該儀表的相對百分誤差為 如果將該儀表的去掉“”號(hào)與“”號(hào)，其數(shù)值為0.8。對照精度等級(jí): 0.5、1.0、1.5 ,由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.8級(jí)儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超過了0.5級(jí)儀表所允許的最大誤差，所以，0.5 0.6 1.0 這臺(tái)測溫儀表的精度等級(jí)

11、為1.0級(jí)。 20變差(加差)與靈敏度回差：儀表的正、反 行程之差。靈敏度 s= /x靈敏度限/xmin上行程下行程21 儀表的靈敏度儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測參數(shù)變化量的比值。S=/x ,即 式中，S為儀表的靈敏度；為指針的線位移或角位移；x為引起所需的被測參數(shù)變化量。 儀表的靈敏限儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測參數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。 /xmin 注意：注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨率表示。往往用分辨率表示。 22%100標(biāo)尺下限值標(biāo)尺上限值最大絕對差值變差 變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐漸由小