87標(biāo)題：第一節(jié)過程控制概況

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第一節(jié)過程控制概況

plc控制柜（變頻柜）過程控制最主要的理論基礎(chǔ)是自動(dòng)控制理論，同時(shí)它也與相關(guān)過程機(jī)理以及自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)。因此，過程控制是控制理論與工業(yè)過程、設(shè)備，以及自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)工具相結(jié)合的工程應(yīng)用科學(xué)。

早年的生產(chǎn)活動(dòng)都是采用手工操作的。人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中不斷進(jìn)行改進(jìn)，不僅發(fā)明制造了一些機(jī)器來代替人的操作，而且使這些操作能自動(dòng)進(jìn)行，這就產(chǎn)生了自動(dòng)控制的概念。概括起來，有三種基本控制原理，那就是擾動(dòng)控制、負(fù)反饋控制(亦可稱為偏差控制)和復(fù)合控制。我們祖先發(fā)明的指南車就屬于擾動(dòng)控制，它是一種開環(huán)控制，根據(jù)不變性原理進(jìn)行工作。當(dāng)指南車受到擾動(dòng)之后，在它還沒有影響到指南車的方向時(shí)，指南車就開始克服擾動(dòng)。

使指南車仍基本上按既定的方向前進(jìn)。1787年瓦特發(fā)明的離心調(diào)速器--蒸汽機(jī)的速度調(diào)節(jié)，被認(rèn)為是自動(dòng)控制技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)標(biāo)志性事件。瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)離心式調(diào)速器屬于負(fù)反饋控制器，當(dāng)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化而偏離給定值時(shí)，離心式調(diào)速器的平衡錘的位置也隨之發(fā)生變化，帶動(dòng)蒸汽閥門開度改變，從而使推動(dòng)蒸汽機(jī)旋轉(zhuǎn)的蒸汽流量隨之變化，蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到新的平衡，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制。這屬于一種根據(jù)偏差實(shí)現(xiàn)控制的閉環(huán)控制，它是過程控制的主要形式。1868年英國物理學(xué)家馬克斯威爾采用數(shù)學(xué)方法對(duì)瓦特調(diào)速器系統(tǒng)中不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行研究，開辟了自動(dòng)控制作為一門科學(xué)發(fā)展的開端。復(fù)合控制則是一種擾動(dòng)控制和負(fù)反饋控制相結(jié)合的控制方法，它既能快速地克服擾動(dòng)，又能克服偏差，實(shí)現(xiàn)高精度的控制。擾動(dòng)控制雖然能實(shí)現(xiàn)快速控制，但一個(gè)過程受到的擾動(dòng)是很多的，對(duì)每個(gè)擾動(dòng)都設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，不僅會(huì)使控制系統(tǒng)變得復(fù)雜，事實(shí)上也是很困難的。我們一般采用主要擾動(dòng)采用擾動(dòng)控制，其他擾動(dòng)采用偏差控制，這種復(fù)合控制可以簡(jiǎn)化控制方案，并能實(shí)現(xiàn)高精度的控制。

軟起動(dòng)柜（低壓配動(dòng)柜）在工業(yè)過程控制中，主要采用PID控制。PID控制是過程控制領(lǐng)域最常用的一種負(fù)反饋控制，它是按偏差信號(hào)的比例、積分、微分控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋的閉環(huán)控制。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制器和被控對(duì)象構(gòu)成一個(gè)回路(有時(shí)也含有多個(gè)回路)?；芈分校严到y(tǒng)的輸出信號(hào)直接或者經(jīng)過一些環(huán)節(jié)后引回到輸入端，稱為反饋。反饋信號(hào)的作用方向與設(shè)定值的信號(hào)相反，緩解對(duì)象中的不平衡，這種反饋稱為負(fù)反饋。反之，若反饋信號(hào)的作用方向與設(shè)定值信號(hào)相同，加劇被控對(duì)象流人量與流出量的不平衡，導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，則是正反饋。負(fù)反饋是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要特征，只有負(fù)反饋才能實(shí)現(xiàn)正確的控制作用。