过程控制系统的组成 

过程控制系统主要由被控过程和自动化仪表（包括计算机）两部分组成，其中自动化 仪表负责对被控过程的工艺参数进行自动测量、自动监视和自动控制等。电厂锅炉过热蒸汽温度控制流程为例加以说 明。 

由锅炉汽包产生的饱和蒸汽 经过热器加热成过热蒸汽，而过热蒸汽的温 度是保证电厂的汽轮机组正常运行的重要参 数之一，必须对其进行严格控制。为达此目 的，通常在过热器之前串接一个减温器，通 过改变减温水流量的大小来控制过热蒸汽的 温度。该系统由系列化生产的DDZ-II型仪表 构成。图中，热电阻1用以检测过热蒸汽的 温度，经温度变送器2将测量信号反馈给调 节器3，并与过热蒸汽温度的设定值进行比较得出偏差，调节器按偏差的大小与性质进行运算后发出调节命令控制调节 阀4的开度，从而改变减温水的流量，实现对过热蒸汽温度的有效控制。 

名词术语的含义说明如下： 

(1) 被控参数(亦称系统输出yt被控过程内要求保持稳定的工艺参数。 

(2) 控制参数(亦称操作变量）qt使被控参数保持期望值的物料量或能量，工程上有时也称控制介质。 

(3) 干扰量ft除被控参数外，作用于被控过程并引起被控参数变化的各种因素。 

(4) 设定值rr与被控参数相对应的设定值。 

(5) 反馈值zt被控参数经测量变送后的实际测量值。 

(6) 偏差et设定值与反馈值之差。 

(7)控制作用u(i)控制器的输出值。 

在过程控制系统中，常常将控制器、执行器和测量变送器、显示器等统称为自动化仪 表。这样，过程控制系统就由自动化仪表和被控过程两部分组成。为了系统设计的方便，在 控制方案确定后，通常选用系列化生产的自动化仪表组成过程控制系统，进而再通过对调节 器参数的整定，使系统运行在最优（或次优）状态，最终实现对生产过程的最优（或次优） 控制。 

过程控制系统的分类 

过程控制系统的分类方法很多，若按被控参数的名称可分为温度、压力、流量、液位、成 分等控制系统；若按被控量的多少可分为单变量和多变量控制系统；若按完成特定工艺要求可 分为比值、均匀、分程和自动选择性等控制系统；若按所用的自动化工具可分为常规仪表和计 算机过程控制系统等。此外，若按系统的不同结构和不同的给定信号还可分为以下两类。 

1.结构不同的控制系统 

(1) 反馈控制系统反馈控制系统通常是将系统的输出量反馈到输入端构成闭合回路， 所以也称为闭环控制系统。它是过程控制系统中一种最基本的控制形式，该系统根据系统的 被控量与给定值的偏差进行工作，最后达到减小或消除偏差的目的。此外，当存在多个反馈 信号构成多个闭合回路时，则称为多回路反馈控制系统。 

(2) 前馈控制系统前馈控制系统是根据干扰量的大小进行工作的，干扰量是产生控制的依据。前馈控制不存在被控量的反馈，因而也称为开环控制。为前馈控制系统框图。干扰量ft是引起被控量yt变化的原因，通过前馈控制可以及时消 除干扰量ft对被控量rt的影响。 

由于前馈控制是一种开环控制，又不检查控制的最终结果，所以在实际生产过程中不单独使用。 

(3)前馈-反馈复合控制系统前馈-反馈复合控制系统框图。前馈控制的 主要作用是及时地克服主要干扰对被控量的影响，反馈控制则负责检查控制的最终效果。所 以，在反馈控制系统中引入前馈控制，可以大大提高控制质量。 

2.设定值不同的控制系统 

(1)定值控制系统定值控 制系统是工业生产过程中应用最 多的一种过程控制系统。该系统 的被控量如温度、压力、流量、 液位、成分等的设定值通常是固 定不变的或只能在规定的小范围 内变化。定值控制系统的主要作 用是克服一切干扰对被控量的影 响，使被控量保持在期望值。 

(2) 随动控制系统.随动控制系统是指被控量的设定值随时间任意变化的控制系统。它的主要作用是克服一切干扰，使被控量按一定精度随时跟踪设定值的变化。如在锅炉燃烧过程中，要求空气量随燃料量的变化而成比例地变化，以保证燃料经济地燃烧，而燃料量又随负荷的大小而变，其变化规律是随机的，此时对燃料量的控制即为随动控制。 

(3) 顺序控制系统顺序控制系统是指被控量的设定值按预定程序变化的控制系统。如机械制造过程中热处理炉的温度控制系统，其设定值是按升温、保温和逐次降温等程序变化 的，该控制系统即为顺序控制系统。