烧结余热回收控制系统设计论文[全文5篇]

第一篇：烧结余热回收控制系统设计论文

摘要：针对余热锅炉的特点，文章设计的余热回收控制系统完成了除氧器和锅炉给水泵变频控制及电动调节阀的自动控制，完成除氧器水位、温度的显示及控制，3个蒸汽发生器的入口废气温度，除氧器给水压力、流量，汽包水位、压力，过热蒸气出口压力、流量、温度的显示，及汽包水位的控制。

关键词：PLC；变频器；余热锅炉

烧结是钢铁生产的一个主要工艺流程，也是主要的耗能工艺过程之一。烧结工序中有30％左右的能量被烧结烟气和冷却机废气带走，会造成大量的能源浪费和环境污染。烧结余热利用已成为钢铁企业节能降耗的一个关键点。余热回收项目自动控制系统主要是完成翅片管式余热锅炉的控制工作。根据项目的要求和具体的控制指标，本文分别要完成余热锅炉检测仪表的布置及选型工作、PLC控制器的选型和硬件配置方案、系统供电图设计工作和自控系统电气控制图的设计工作以及PLC程序的设计工作。

1检测仪表的布置

控制系统中的检测仪表主要完成各个工艺参数的采集任务，根据控制系统所要实现的功能。

2主要控制系统供电线路设计

要想保证控制系统正常工作，必须设计一个合理的供电系统。对于控制系统，电机一般需要使用380V交流供电；而计算机、PLC和其他照明设备等一般需要使用220V交流供电，配电器、PLC输入输出模块一般需要24V直流供电，同时系统检修时还需要有备用电源。而且在电源设计时必须计算容量，并留有一定的余量，以便系统的扩充和后续改造。本项目中锅炉给水设置了2台水泵，一主一备，2台泵均可以工频和变频运行；除氧器给水同样设置了2台水泵，一主一备，2台泵均可以工频和变频运行；因为锅炉汽包压力较大，所以锅炉给水泵功率选为18.5kW；而除氧器给水泵的功率选为10kW。

3电气控制线路设计

在完成控制系统检测仪表的布置与选型方案、PLC硬件及工控机的选型和配置方案和系统供电方案后，需要完成系统电气控制图的设计，将各种仪表和控制电路与PLC相连，以实现对现场参数的检测和控制功能。变频器主要完成除氧器给水泵和锅炉给水泵的变频控制任务。除氧器给水泵的变频器本文选择的是施耐德的ATV-58HD16N4变频器，其额定功率为11kW，锅炉给水泵的变频器本文选择的是施耐德的ATV-58HD28N4变频器，其额定功率为18.5kW。分别与除氧器给水泵和锅炉给水泵的电机容量相配合。图3为除氧器的变频器电气控制电路。

4PLC控制程序设计

本文使用的是AB公司的SCL500系列PLC，使用的编程软件版本为RSLgx500_6.30.00。该软件操作简便，功能强大。PLC控制程序主要完成传感器信号的检测功能、逻辑控制功能和控制信号的输出功能。由于篇幅所限，这里只给出了传感器信号转换及锅炉汽包液位转换程序代码段。

4.1传感器信号转换为实际物理量

该程序段的主要作用是将传感器输入的4～20mA的电流信号转换为实际的物理量信号。上述程序完成了将蒸汽流量和除氧器水位转换为实际的物理量，以供显示之用。

4.2锅炉汽包液位的转换程序

该程序段主要是将差压变送器的4~20mA电流信号转换为0~16383之间的模拟量值，以便于控制算法应用。

5结语

烧结余热回收是钢铁企业实现循环经济的必由之路，能够有效地实现节能减排，增加经济效益。烧结余热回收余热锅炉智能控制系统实现了余热回收自动控制，能够进行各种温度、压力、液位和流量信号的检测及控制。

[参考文献]

[1]王常秋，刘云，方会斌，等.翅片管式余热锅炉在东烧360m2烧结机上的应用[J].烧结球团，2002（27）：44-46.[2]尹雄峰，秦大刚，董法道.济钢烧结余热利用[J].烧结球团，2010（2）：49-51．

[3]叶匡吾.我国烧结能耗现状和节能对策[J].烧结球团，1997（5）：11-12.

第二篇：烧结余热发电工程设计方案

烧结余热发电

该系统不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体；具有充分利用低温废气、变废为宝、净化环境的多重意义。

1.降低烧结工序能耗，促进资源节约，降低单位产值的能耗，增加企业的效益；

2.有利于企业可持续开展目标的实现，减少由常规火电厂带来的CO2、SO2、NOX、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构，提高能源平安。

在钢铁企业中，烧结工序能耗占总能耗的10一12%，仅次于炼铁而居第二位，我国烧结生产的能耗指标和先进国家相比，差距较大。大体上而言，每吨烧结矿的平均能耗要高出20kg标煤。国内先进企业烧结工序的燃气单耗一般为0.065GJ/t，而先进国家的指标那么已达0.025-0.03

GJ/t。

烧结生产放散到大气中的气体显热为烧结总热耗的50%，其中冷却机废气带走的热量约占烧结总热量的30%左右，把这些气体的余热加以回收利用是烧结厂节能的重要途径。

此局部热量又在冷却机的冷却过程中大局部变为200-400℃左右的热废气，最终散失在大气中。这局部低温余热数量大，是烧结工序节能和回收利用的重点。

在冷却机上布置有数个冷却风罩，过矿料层后的风温在第一风罩内一般可达250-400℃，第二风罩内风温一般为200℃左右。本技术通过对冷却车罩子、落矿斗、冷却风机进行适当的改造，使废气温度可提高到360℃-420℃左右，余热锅炉将产生1.25-2.45Mpa、330℃的过热蒸汽，确保冷却机余热的充分利用。

烧结余热发电

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余热利用新方向

通过余热回收系统，在得到蒸汽的同时，还可以获得电能，一举两得。最重要的是电能要比蒸汽创造的价值更大，对降低烧结矿本钱的奉献率更高。甚至可能成为主导产品，利润高于烧结矿本身。其次电能比蒸汽的利用率更高，商品化的程度更强。电能可以储存，蒸汽却无法实现，余热发电将是一个新趋势。

烧结余热发电其优点在于不仅能够回收余热，同时也解决了余热蒸气的利用问题，并带来了明显的经济效益和社会效益，根据冷却机的不同使用情况，余热回收系统可采用单压、双压、符合闪蒸等系统。

单

压

系

统

采用单级进汽汽轮机及单压烧结余热锅炉的单压不补汽系统。一般余热锅炉排气温度在170℃，排气用于烘干物料。

复合闪蒸单级补汽系统

采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补汽系统，烧结余热锅炉生产主蒸汽同时生产高温热水，高温热水再降压蒸发出二次蒸汽，二次蒸汽补入汽轮机。

双

压

系

统

采用补汽式汽轮机的双压单级补汽系统，烧结余热锅炉生产两个不同的蒸汽，一为主蒸汽，另一个为低压补汽。由于设置了低压蒸发段，低压蒸汽压力：0.6Mpa，低压过热蒸汽温度200℃，再加上设置了低压省煤器，排烟温度能降到130℃左右。

冷却机余热发电技术是通过冷却烟气低温余热锅炉回收烟气的低品味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术。

第三篇：余热回收利用报告

关于“第八届余热回收利用研讨会”学习报告

11月1号有幸参加了“第八届余热回收利用研讨会”，通过参加此次研讨会了解了国内外在余热回收利用方面的新技术，其中一些技术已经用于实践生产，并取得了良好的经济效益，以下是本次报告主要的内容：

1、介绍余热综合利用的潜力及必要性；

2、介绍国内外关于钢厂余热回收利用的最新技术。

3、总结适用于我公司的余热再回收技术。

一、余热综合利用的潜力及必要性。

钢铁工业是能源消耗的大户，我国钢铁工业生产过程中的能源有效利用率仅为30%左右，能源使用效率的低下造成钢铁企业能源成本增加，产品竞争力下降。钢铁行业在生产过程中产生大量余热能源，吨钢产生的余热总量约占吨钢能耗的37%。

我国大型钢铁联合企业余热、余能资源的回收利用率约为30%-50%，但与国际先进水平相比仍有很大的差距。国际平均利用率达80%以上，我们的节能工作仍有很大的空间，大量的余热资源可以回收产生蒸汽，做好余热蒸汽的回收和科学利用可以使钢铁企业对一次能源的需求量减少约8%。

当前，在钢铁行业面临产能过剩、结构调整、资料能源成本和环保代价日益加大，回收余热、余能越来越受到关注，成为钢铁企业节能降耗、降低成本的重点。

二、现国内在余热回收方面的研究及应用于实际工业生产的最新技术。研究一：提高换热器的换热效率，改善换热器的换热结构及材质，使换热器能

够在更加恶劣的换热环境下使用。

在节能减排的新形势下天津大学朱教授发明了新一代高效节能平行流管壳式换热器，实现了换热器管/壳程空间可控的纯逆流，提高了总传热效率30%-60%,降低运行阻力20%-70%，大大降低了动力设备的能耗，节能15%-40%、节材20%-40%、节地30%-70%，此项研究成果已获得国家相关部门认可并已应用于实际生产当中。设计原理：传统管壳式换热器由折流板改变流体方向，通过冷热介质在管内外的换热，使工质达到冷却或加热的目的，而朱教授摒弃了这种以碰撞形式进行换热的方式，改变管子表面形状，优化换热器结构，使管内外流体形成纯逆流流动，这样大大降低了运行工质的阻力，使阻力仅为原来运行的40%-50%，达到节能的效果。

产品适用范围：

各种规格壳管式水冷冷凝器、壳管式干式蒸发器、低加、油冷却器和大型冷凝凝汽器。应用实例：

1、2、研究二: ORC有机工质余热回收利用技术

对于温度介于100至300℃的低温余热，除去少量可直接热利用之外，大部分很难得到有效的利用，近年来通过ORC来发电的方式，成为低温余热有效利用的主要或唯一途径。现在国内高校都在进行ORC的研究，而ORC的研究核心技术就是膨胀机的研究，因为传统汽轮机无法将低品位饱和蒸汽、热流体和工作在两相区工质内所蕴含的能量的利用。

国内ORC技术仍处在研究试验阶段，真正用于实践的是浙江开山压缩机有限股份公司引用国外技术研制的螺杆膨胀机，其发电原理如下：

以0.5mpa饱和蒸汽膨胀做功为例，0.5mpa的饱和蒸汽中有12.5%左右的压力能和87.5%左右的潜热组成，而对于传统凝气式汽轮机只能利用其热能中的压力能而无法利用其大量的潜热，而ORC技术很好的解决这个技术难题，有效的利用了低品质蒸汽的潜热。

以下是开山ORC发电技术在实际生产运行数据：

应用实例： 1、2、3、总之，螺杆膨胀机在余热回收利用中是一个比较有效的技术，通过有机工质的朗肯循环过程，能够将低品位的余热加以利用，以下是此循环的适用场合：

研究三：热泵技术

热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；其制热系数为cop=QC / QB，可见cop值恒大于1。因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。

现在国内热泵技术做的比较好的是天津大学张宇峰教授研制的高效热泵，其热泵最多能将水加热到110℃，对于110℃的压力水在工业生产也能有很大的用途，其热泵cop能够达到5，即使用1单位的高位能量，可以将4单位的低位能量加以利用。

循环原理如图：

实际应用：

在供热、空调行业用的较多，可以将高炉冲渣水的热量再回收用于供暖或发电。其有以下优点：高效、节能、环保、安全，无可燃、可爆气体，无电器推动元件，绝对安全；无任何废气、废水、废渣排放，绝对环保，热泵机组全年平均运行成本只需电直接加热的1/4，燃油、燃气加热的1/3~1/2。

研究

四、利用烟气余热对污泥的处理

经研究发现，污泥中含有大量的有机物，其发热量在1500—2500大卡之间，然而污泥中含水量较大，大多在90%以上，这时的混合物是不具有发热量的，只有将污泥中的水分降到30%以下时，才可以利用。浙江大学的翁教授，致力于污泥处理方面的研究，他研发了烟气干燥污泥的系统，他使用锅炉排放的120℃左右废烟气，烘干污泥，干化后的污泥可以作为锅炉的辅助燃料进行燃烧。

这项技术已在城市中的污泥水处理厂中得到推广，它投用后降低了污泥处理成本，回收的干化污泥再燃烧，降低了锅炉的燃料消耗。

研究

五、热管技术

热管的原理和特点：

1、热管是一种新型高效的传热元件，即在一个抽成真空的封闭的体系内，依赖装入内部的流体的相态变化（液态变为汽态和汽态变为液态）来传递热量的装置。

2、传热原理：热管放在热源部分的称之为蒸发段，放在冷却部分的称之为冷凝段，当蒸发段吸热把能量传递给工质后，工质吸热由液态变为汽态，发生相变，吸收汽化潜热。在馆内压差的作用下，汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段，把热量传递给管外的冷流体，放出凝结潜热，管内工质又由汽态凝结为液态，在重力作用下，又回到蒸发段，继续吸热汽化。如此周而复始，将热量不断的由热流体传给冷流体。如下图所示：

3、3、热管的特点： 金属、非金属材料本身的导热率取决于材料的导热系数、温度梯度，以金银为例，其值为415w/m*k，经测定，热管的导热系数是银的几百倍甚至上千倍，故热管有超导体之称。经过热管换热器进行交换的两种换热介质，中间由一块管板隔开，换热介质各走各的通道，运行中即使有个别换热管损坏，也不会造成两种换热介质相混，不必停车堵漏，因此，热管换热设备具有使用周期长、安全可靠的优点。

4、应用：

热管可以更高效的将热量提取出来，现代工业可以利用热管回收废烟气、热水中的热量，再将热量传递给其它工质，高效的利用工业生产中的余热资源。

研究

六、氟塑料烟气余热回收换热器

一、应用背景：

为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般在135℃ ~ 150℃之间，冶炼炉烟气温度可达到 400℃ ~ 600℃，这样产生的高温烟气直接排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。锅炉热损失诸多因素中，排烟损失占全部热损失的 70 ~ 80％，而排烟温度高则是排烟损失的最主要原因。一般情况下，排烟温度每降低10℃，排烟热损失减少 0.6% ~1.0%，相同负荷下省煤 1.2% ~2.4%，锅炉热效率提高 1%。因此，锅炉排烟是一个潜力很大的热力资源。

二、应用方向：

烟气余热的应用方向主要分为预热并干燥燃料、预热助燃空气、加热热网水、凝结水等。

三、，烟气余热回收换热器在应用的过程中，出现了诸多需要解决的问题：

1、换热材料的低温腐蚀问题。

锅炉尾部出口排烟温度过低会使换热器的壁温低于硫酸蒸汽的凝结点(称为酸露点)，引起金属换热管受热面的严重腐蚀。一般工程应用所选择的低温省煤器的最低壁温应超过烟气露点温度 10℃ 左右，从而达到防止低温结露腐蚀，从而导致金属材料的换热器只能回收约 120℃以上排烟温度的锅炉烟气，不能充分利用排烟余热，限制了低温省煤器的应用范围。

2、换热管的积灰问题。

烟气余热换热器由于工作温度低，烟气中SO2、SO3、HF 及 HCl 等成份会与表面的凝结积水混合并粘附在低温受热面表面，不仅污染传热管表面，影响传热效率，严重还会堵塞烟气流动通道，增加烟气流动阻力，甚至影响锅炉安全运行，而导致不得不停炉清灰。

3、换热管的磨损问题。燃煤锅炉烟气中含有大量的飞灰，换热器在这种工况下长时间工作，会产生磨损，以至损坏。金属烟气余热回收换热器低温腐蚀、磨损严重，从而严重影响使用寿命，长则一两年，短则不到半年。

四、氟塑料（PFAFEP）烟气余热回收换热器的应用 陕西瑞特热工机电设备科技有限公司生产的烟气余热回收换热设备分高温烟气余热回收换热器、中温烟气余热回收换热器、低温烟气余热回收换热器。高温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在220℃ ~ 420℃范围内，中温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在140℃~ 220℃范围内，低温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在 80℃ ~ 140℃范围内。

尤其是 PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热器具有明显的优势。“PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热器”选用美国杜邦 PFAFEP 氟塑料管束，采用德国先进的制作工艺加工而成。整套 PFAFEP 氟塑料烟气余热回收换热设备可以将烟气余热回收范围扩大到烟气酸露点以下，从而更充分地回收烟气余热。该设备具有耐高低温（-80℃ ~ 260℃）、极耐腐蚀、耐磨损、热效率高、热交换速度快、使用寿命长（5 年 ~ 8 年）、节能降耗、二次除尘净化烟气、环保等特点。

三、适用于我公司的余热再回收技术。

余热利用分为2个过程：（1）通过换热器将废气、废水中的余热提取出来。（2）将提取出来的低品位的水或蒸汽，通过膨胀机做功用于发电或驱动设备，或者直接利用这些低品位的能源供热或用于工业生产。

以下是钢铁生产的余热资源分布图：

我公司完全可以利用以上介绍的技术，对整个公司进行整体的节能改造：

1、通过换热器回收锅炉、烧结、加热炉的废烟气中的热量，在通过ORC螺杆膨胀机将废热做功发电。

2、回收一些工业排放的热水，通过热泵轻微的加热，就可以再利用，大大减少了，能源的消耗。

3、通过废水污泥干化技术可以充分的利用污泥中的热量，并降低了环境的污染。

4、利用新型的换热器，更换现有的换热器，提高换热效率并降低管道阻力，节省电耗。

四、总结 非常感谢公司领导给予这次参加会议的机会，通过参加此次研讨会，对国内的前沿技术有个大概的掌控，对于竞争激烈的钢铁企业来说，多使用新技术能够降低成本，提高自身的竞争力。

第四篇：余热回收应用项目合作协议x

余热回收应用项目合作协议

甲方：北京华茂环能科技有限公司

乙方：

根据目前及未来5-10年内余热回收市场的发展趋势，为了更好、更有效的抓住先机，实现共同收益，经甲乙双方共同协商，在充分发挥甲乙双方各自的资源优势下就江苏省徐州市辖区内的焦化企业余热回收应用项目及邳州市集中供暖BOT项目（以下简称合作项目）达成以下合作协议：

1、合作方式及合作期限

本协议合作方式为：项目股份合作方式，出资+资源合作：甲方出资，乙方以非现金资源投入。由甲方与乙方共同成立独立核算的项目公司或项目部对合作项目进行运作和实施，甲方占合作项目股份的70%，乙方占合作项目的30%。甲乙方按照股份比例分享项目收益和承担风险。且无论合作项目成立项目公司或项目部，凡涉及合作项目的重大决策均按公司法执行。

本协议合作期限为：自本协议签订日起至合作项目结束止。

2、合作项目运作费用

2.1合作项目签定合同前的费用投入（包含差旅、招待、考察），甲乙方按各自比例进行投入。具体操作方式为：甲乙方先期均各自负担开展业务的费用，待合同签订时汇总按股份比例核算承担相应费用。双方一致认可对方独立发生的费用，并约定合作项目签定合同前所有费用不超过万元。

2.2合作项目合同签订后至项目投资启动前若发生单笔费用或累计费用超过元的费用（单笔费用或累计费用低于元的费用按2.1条款执行），甲方同意由乙方推荐的意向分包人（意向分包人：专业的具备资质并有类似工程业绩的分包人，并在分包工程投标时，所投标条件与其它投标人相同或优于其它投标人。）负担该费用。并承诺将分项工程分包给该意向分包人。

2.3合作项目具备开工条件后的费用由甲方全额负担，乙方不再承担任何费用

3、甲方主要工作内容

3.1甲方进行项目评估、投资及实施。

3.2甲方为乙方洽谈项目时提供技术和商务支持。

3.3甲方确定乙方跟踪的项目后，不再与其他人对该合作项目进行合作，或以其它形式参与合作项目。

3.4甲方同意乙方先期以甲方身份开展工作。

3.5在本协议期内，非乙方违约原因甲方不得任意终止和乙方合作。

3.6甲方应全面保障乙方的身份和名誉不因与甲方合作而受到损害。

3.7甲方除上述工作内容外，有义务履行合作项目的其它工作内容。

4、乙方工作内容

4.1乙方跟踪合作项目及进行商务公关并促成甲方签定项目合同；

4.2乙方在合作项目的进程中负责商务关系协调，包括但不限于地方政府、企业、所推荐的分包人等。

4.3乙方可推荐合格的意向分包人。

4.4并在本协议期内不得将合作项目介绍给其他相关单位、个人或机构，也不再与其他相关单位、个人或机构进行合作项目的合作。

4.5为避免同一项目可能发生的项目跟踪重叠现象，乙方需在开展具体项目开拓前与甲方进行沟通，在确定公司没有其他人参与或由公司协调由乙方跟踪后，确定为甲乙双方的合作项目，乙方进行合作项目深度跟踪。

4.6乙方在工作开展中不得损害甲方公司的形象和声誉。

4.7乙方除上述工作内容外，有义务履行合作项目的其它工作内容。

5、合作项目利润分红

5.1合作项目利润按进行分红，财务核算截止日期为每的12月30日，分红日期在下一年的2月28日前。

5.2分红原则，按净利润的70%按股份比例原则分红，留存30%作为项目预备金，并在下一按股份比例分红，合作项目结束的最后一个利润100%按股份比例分红。

5.3合作项目甲乙双方均可获得项目损益表，并可对成本和收入进行复核，有异议可提出重新核算，如有必要可聘请双方同意的有资质的会计公司进行审计，审计费用计入合作项目成本。

6、保密条款

本协议内容甲乙双方均具有保密义务，不得泄漏给第三方。

7、违约责任

7.1本协议中如甲方违反3.3条款约定，则乙方仍可要求甲方按本协议约定进行分红；甲方如违反5.1、5.2条款，未及时和足额支付，则由甲方按每延迟1日按未付金额的0.03%向乙方支付违约金，但最高不超过未付金额的30%。

7.2本协议中如乙方违反4.4条款约定，则由乙方按甲方对合作项目核算的总收益的70%向甲方支付违约金。

向甲方支付违约金，违约金7.3本协议甲乙双方若违反其它条款内容，则按相关合同法执行。

8、其它

8.1本协议中乙方系指本协议中除甲方外的以乙方签字人为代表的所有合作项目相关人。

8.2本合作协议未涉及的内容由双方另行协商和补充。凡因本合同或与合同有关的任何争议，双方协商解决，协商不成双方可在合同履约地人民法院提起诉讼

8.2协议签署地址：北京市海淀区。

甲方（盖章）：乙方（签字）：

代表人：身份证号：

通讯地址：通讯地址：

电话：电话：

传真：传真：

日期：日期：

第五篇：过程控制系统论文

过程控制系统的发展史

“过程控制”是现代工业自动化的一个重要领域.随着各类生产工艺技术的不断改进提高,生产过程的连续化、大型化不断强化，随着对过程内在规律的进一步了解，以及仪表、计算机技术的迅猛发展，生产过程控制技术获得了更大的进展。《过程控制系统》是过程控制自动化及相关专业的一门主要专业课程。过程控制系统可分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。前者在生产过程自动化中应用最早，已有六十余年的发展历史，后者是自20世纪70年代发展起来的以计算机为核心的控制系统。从系统结构来看，过程控制已经经历了四个阶段。

1.基地式控制阶段(初级阶段)

20世纪50年代,生产过程自动化主要是凭生产实践经验，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器,采用比较笨重的基地式仪表(如自力式温度控制器,就地式液位控制器等),实现生产设备就地分散的局部自动控制。在设备与设备之间或同一设备中的不同控制 系统之间，没有或很少有联系，其功能往往局限于单回路控制。过程控制的目的主要是几种热工参数(如温度，压力，流量及液位)的定值控制，以保证产品的质量和产量的稳定。时至今日,这类控制系统仍没有被淘汰，而且还有了新的发展，但所占的比重大为减小。

2.单元组合仪表自动化阶段

20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统,单元组合仪表有电动和气动两大类。所谓单元组合,就是把自动控制系统仪表按功能分成若干单元，依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合，因此单元组合仪表使用方便，灵活。单元组合仪表之间用标准统一的信号联系，气动仪表(QDZ系列)为20~100kPa气压信号，电动仪表为0~10mA直流电流信号(DDZ—Ⅱ系列）和4～20mA直流电流信号（DDZ—Ⅲ系列）。由于电流信号便于远距离传送，因而实现了集中监控与集中操纵控制系统,对提高设备效率和强化生产过程有所促进，使用那个了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。随着仪表工业的迅速发展,对过程控制对象特性的认识，对仪表及控制系统的设计计算方法等都有了较大的进步。但从设计构思来看，过程控制仍处于各控制系统互不关联或关联甚少的定值控制范畴,只是控制的品质有了较大的提高。单元组合仪表已延续了几十年,目前国内还广泛应用。由单元组合仪表组成的控制系统,其控制策略主要是PID控制和常用的复杂控制系统(如串级、均匀、比值、前馈、分程和选择性控制等）。

3.计算机控制的初级阶段

20世纪70年代出现了计算机控制系统，最初是直接数字控制(DDC)实现集中控制，代替常规的控制仪表。但由于集中控制的固有缺陷,未能普及与推广就被集散控制系统(DCS)所替代。DCS在硬件上将控制回路分散化，数据显示，实时监督等功能集中化，有利于安全平稳的生产。就控制策略而言，DCS仍以简单的PID控制为主,再加上一些复杂的控制算法,并没有充分发挥计算机的功能。

4.综合自动化阶段

20世纪 80年代以后出现了二级优化控制 ,在DCS的基础上实现先进控制和优化控制。在硬件上采用上位机和DCS(或电动单元组合仪表)相结合，构成二级计算机优化控制。随着计算机及网络技术的发展，DCS出现了开放式系统,实现多层次计算机网络构成的管控一体化系统(CIPS)。同时，以现场总线为标准，实现以微处理器为基础的现场仪表与控制系统之间进行全数字化,双向和多站通信的现场总线网络控制系统(FCS)。FCS将对控制系统结构带来革命性变革 ,开辟控制系统的新纪元。

当前自动控制系统发展的主要特点是:生产装置实施先进控制成为发展主流;过程优化受到普遍关注;传统的DCS正在走向国际统一标准的开放式系统;综合自动化系统(CIPS)是发展方向。

综合自动化系统，就是包括生产计划和调度,操作优化,先进控制和基层控制等内容的递阶控制系统，亦称管理控制一体化系统(简称管控一体化系统)。这类自动化系统是靠计算机和及其网络来实现的,因此也称为计算机集成过程系统(CIPS)。这里,“计算机集成”指出了它的组成特征，“过程系统”指明了它的工作对象,正好与计算机集成制造系统(CIMS)相对应,有人也称之为过程工业的CIMS。

可以认为，综合自动化是当代工业自动化的主要潮流。它以整体优化为目标,以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容,将各个自动化 “孤岛”综合集成为一个整体的系统。近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此,减小工业生产对环境的影响也已纳入了过程控制的目标范围,综上所述,过程控制的主要目标有保障生产过程的安全和平稳,达到预期的产量和质量，尽可能减少原材料和能源消耗,把生产对环境的危害降低到最小程度。由此可见，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之一。

以上为过程控制系统的历史，现状以及未来的发展方向。

电专111班

孟阳

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