过程控制系统实验装置

1. 什么是计算机过程控制系统它由哪几部分组成通过具体示例说明。

计算机过程控制系统，是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置组成，以实现生产过程闭环控制为目的的系统。将计算机用于过程控制系统，就称之为计算机过程控制系统。计算机过程控制系统的最基本特征是一个实时系统，计算机过程控制系统由硬件和软件两大部分组成。

1、硬件组成

计算机过程控制系统的硬件一般由被控制对象（生产过程）、过程通道、计算机、人机联系设备，控制操作台等几部分组成。

2、软件组成

计算机控制装置配置了必要的软件，才能针对生产过程的运行状态，按照人的思维和知识进行自动控制，完成预定控制功能。计算机控制装置的软件通常分为两大类：系统软件和应用软件。

计算机过程控制系统能够完成数据采集与处理、顺序控制与数值控制、直接数字控制与监督控制、最优控制与自适应控制、生产管理与经营调度等任务，它的出现不仅给企业带来巨大的经济效益和社会效益，而且给工业生产带来革命性的变化。

(1)过程控制系统实验装置扩展阅读：

计算机过程控制系统的分类：

(1)数据处理系统(DAS)，对生产过程参数作巡检、分析、记录和报警处理。

(2)操作指导控制系统(OGC)，计算机的输出不直接用来控制生产过程，而只是对过程参数进行收集，加工处理后输出数据，操作人员据此进行必要的操作。

(3)直接数字控制系统(DDC)，计算机从过程输入通道获取数据，运算处理后，再从输出通道输出控制信号，驱动执行机构。

(4)监督控制系统(SCC)，计算机根据生产过程参数和对象的数字模型给出最佳工艺参数，据此对系统进行控制。

(5)多级控制系统，企业经营管理和生产过程控制分别由几级计算机进行控制，一般是三级系统，即经营管理级(MIS)、监督控制级(SCC)和直接数字控制级(DDC)。

(6)集散控制系统(DCS)，以微处理器为核心，实现地理和功能上的分散控制，同时通过高速数据通道将分散的信息集中起来，实现复杂的控制和管理。

(7)监控与数据采集系统(SCADA)，SCADA是以计算机、控制、通讯与CRT技术为基础的一种综合自动化系统,更适用于/点多、面广、线长0的生产过程。由于控制中心和监控点的分散而自然形成了两层控制结构。

(8)现场总线控制系统(FCS)，是新一代分布式控制系统，与DCS的三层结构不同，其结构模式为/工作站)现场总线智能仪表0两层结构，降低了总成本，提高了可靠性，系统更加开放，功能更加强大。在统一的国际标准下，可实现真正的开放式互连系统结构。

(9)计算机集成过程控制系统(CIPS)，利用DCS作基础,开发高级控制策略，实现各层次的优化，利用管理信息系统MIS进行辅助管理和决策，将企业中有关过程控制、计划调度、经营管理、市场销售等信息进行集成，经科学加工后,为各级领导、管理及生产部门提供决策依据，实现控制、管理的一体化。

2. 过程检测系统和过程控制系统的区别

检测就是发现问题，控制就是反馈问题。

在信号传输通道中，检测系统是指连接输入、输出并具有特定功能的部分。在工程测试实践中，大多数检测系统属于线性时不变系统。

检测技术的目的是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，为了实现此目的，一个广义的检测系统一般由激励装置、测试装置、数据处理与记录装置组成。

Testing procere（测试过程），指设置、执行给定测试用例并对测试结果进行评估的一系列详细步骤。

测试过程包括五大部分，分别为：单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、验收测试。

3. 典型过程控制系统由哪几个部分组成

一说：自动控制系统一般是由对象(被控制的过程)、控制器、变送器和调节阀4个环节组成；
二说：自动控制系统一般是由传感器、调节器、执行器和被控对象所组成的闭环(或开环)控制系统。
三说：简单的过程控制系统一般由调节器(控制器执行器、被控对象(被控过程)和测量变送等环节组成；
四说：系统由被控对象和自动控制装置(包括检测仪表、调节仪表、执行器)组成
五说：执行单元是构成自动控制系统的重要组成部分。任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。
六说：自动控制系统是由对象(被控制的过程)、控制器、变送器和调节阀4个环节组成

4. 什么是过程控制系统

过程控制系统指以保证生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。

表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。

在石油、化工、冶金、电力、轻工和建材等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制称为生产过程自动化。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段,是20世纪科学与技术进步的特征,是工业现代化的标志。

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过程控制系统发展趋势：

一、大力推广应用成熟的先进技术

普及应用具有智能I/O模块的、功能强、可靠性高的可编程控制器(PLC),广泛使用智能化调节器,采用以位总线(Bitbus)、现场总线(Fieldbus)技术等先进网络通讯技术为基础的新型DCS和FCS控制系统。

二、大力研究和发展智能控制系统

智能控制是一种无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程,也是用机器模拟人类智能的又一重要领域。智能控制系统的类型主要包括:分级梯阶智能控制系统、模糊控制系统、专家控制系统、学习控制系统、人工神经网络控制系统和基于规则的仿人工智能控制系统等。

三、控制与管理结合,向低成本自动化(LowCostAutomation,LCA)方向发展

LCA是一种以现代技术实现常规自动化系统中的主要的、关键的功能,而投资较低的自动化系统。在DCS和FCS的基础上,采用先进的控制策略,将生产过程控制任务和企业管理任务共同兼顾,构成计算机集成控制系统(CIPS),可实现低成本综合自动化系统的方向发展。

参考资料来源：网络—过程控制系统

5. 过程控制系统有哪些环节组成的，各有什么作用

【过程控制系统】以表征生产过程的参量为被控制量，使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。
【过程控制系统环节】过程控制系统一般由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）、测量变送装置（检测元件和变送器）、控制器和执行器（控制阀）。有时为了分析问题方便起见，把控制阀、被控对象和测量变送装置和在一起，称为广义对象。各环节基本作用如下：
1、被控对象：是过程控制系统需要控制的目标，是过程控制系统中的主体环节。
2、测量变送装置（检测元件和变送器）：用于检测被控变量，将检测信号转换为标准信号；
3、控制器：将检测变送环节输出的标准信号与设定值信号进行比较，获得偏差信号，并按一定控制规律对偏差信号进行计算，运算输出送执行器。
4、执行器：处于控制环路的最终位置，也成为”最终元件“。用于接收控制器的输出信号，并控制操纵变量变化。

6. 简述基于组态软件的工业控制系统的一般组建过程

组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。

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7. 过程控制系统一般由哪几个部分组成

过程控制系统: 一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、 压力、 流量、 液位、 成份等这样一些变量的系统。

8. 过程检测系统和过程控制系统的区别何在它们之间有何关系

检测就是发现问题，控制就是反馈问题。

在信号传输通道中，检测系统是指连接输入、输出并具有特定功能的部分。在工程测试实践中，大多数检测系统属于线性时不变系统。

检测技术的目的是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，为了实现此目的，一个广义的检测系统一般由激励装置、测试装置、数据处理与记录装置组成。

简介：

Testing procere（测试过程），指设置、执行给定测试用例并对测试结果进行评估的一系列详细步骤。

测试过程包括五大部分，分别为：单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、验收测试。

9. 过程控制系统中对数据采集的装置分三部分

1传感器
2采集器
3PID运算

10. 过程控制系统有哪些环节组成的,各有什么作用

自动控制系统是由：测量元件与变送器、自动调节控制器 、执行器（调节阀）、被控对象的闭环回路构成。

作用：

①调度；

②操作模式确定；

③质量控制；

④反馈控制(自动调节)和顺序控制；

⑤故障的防止和弥补。

过程控制系统的特点：

1、工业过程控制系统组成的特点：由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成。

2、被控过程具有非线性、时变、时滞、不确定等特点，难于获得精确过程数学模型，增加移植控制策略的难度。

3、被控过程多属于慢过程，具有一定的时间常数和时滞，控制并不需在极短时间完成。

4、过程控制方案的多样性，同一被控过程，因受到扰动不同，需采用不同的控制方案。同一控制方案可适用于不同的生产过程。

5、工业生产过程的控制常用形式是定值控制，过程控制的目的是保证被控变量稳定在所需设定值。

6、工业生产过程控制实施手段的多样性，可以方便地在计算机控制装置上实现；可以方便地在控制室或现场获得仪表的信息； 可以直接进行仪表的校验和调整。

(10)过程控制系统实验装置扩展阅读

自动控制系统的分类：

1、按被控变量分类为：温度、压力、流量、液位等控制系统。

2、按控制器采用的控制规律分类为：比例、比例积分、比例积分微分等控制系统。

3、按被控变量的给定值是否变化分类为：定值、随动和程序控制系统。

定值控制系统：生产中，控制系统的作用是使被控变量保持在给定的生产指标上不变。例如前面所述的液位控制和温度控制。

随动控制系统：生产中，控制系统的作用是使被控变量准确而快速的跟随给定值的变化而变化。例如化工生产中的比值系统，甲流体的流量与乙流体的流量保持一定的比值；当乙流体流量变化时，甲流体的流量能快速而准确的随之变化。再如雷达系统、天线接收系统。

程序控制系统：生产中，控制系统的给定值是变化的、已知的时间函数；即被控变量按一定的时间程序变化。这类系统在间歇生产过程中应用较普遍。计算机技术的应用为程序控制提供了良好的技术条件。