4、工业过程控制系统：原理与控制模式解析

工业过程控制系统：原理与控制模式解析

在工业生产中，过程控制系统起着至关重要的作用，它能够确保生产过程的稳定、高效和精确。本文将深入探讨工业过程控制系统的基本原理、关键概念以及常见的控制模式。

1. 工业过程控制基础概念

1.1 稳定性与灵敏度

在闭环系统中，稳定性和灵敏度是两个重要的特性。稳定性指的是系统在响应变化后达到并保持对过程变量稳态控制的能力。如果系统不稳定，输出值会在期望输出值上下波动，就像欠阻尼响应那样，可能导致系统产生不受控制的振荡，长时间持续这种情况可能会损坏系统组件。

灵敏度则是闭环系统的一个变量，它表示输出的百分比变化与系统输入的百分比变化之比。系统输入可能是正常的，也可能受到一些不必要的干扰。灵敏度可以衡量系统纠正输入值变化的有效性。

1.2 过程控制基本原理及相关术语

过程控制的基本原理广泛适用于各种工业制造系统。以下是一些常见的相关术语解释：
- 过程（Process） ：对原材料或工件进行的活动，以将它们转化为成品。例如，实现压力、温度、流量、液位、机械运动等工业制造功能的操作都可称为过程。
- 受控变量（Controlled Variable） ：系统正在操纵的基本过程值，这些值可能随时间、其他系统变量或两者的变化而变化。
- 控制器（Controllers） ：一种硬件设备，利用气动、电子和/或机械能来执行系统控制操作。它通过将过程变量的现有值与期望的系统值进行比较，来维持过程变量在预定值。
- 设定点（Set