外文文献及翻译-Introductions-to-temperature-control-and-P.doc

毕业设计(论文)外文资料翻译学院：电子与电气工程学院专业：测控技术与仪器姓名：学号：外文出处：http://ieeexplore.ieee.org/(用外文写)附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：所选内容与课题相关，对课题设计参考具有一定价值；翻译具有一定难度，工作量适中；译文基本正确，语句通顺，但也存在部分错误。总体评价：良2012年3月15日签名：注：请将该封面与附件装订成册。附件1：外文资料翻译译文温度控制和PID控制器简介过程控制系统：自动过程控制系统是指把温度、压力、流量、成份等相关的过程变量保持在要求的运行值的一类系统。过程实际上是动态的。变化总是时时在发生的，此时如果不采取相应的措施，那些与安全、产品质量和生产率有关的工艺参数就不能满足设计要求。为了理清思路，让我们来看一下热交换器，流体在这个过程中被过冷凝蒸汽加热，过程如图1所示。图1热交换器这一装置的目的是将流体由入口温度Ti（t）加热到某一期望的出口温度T(t)。如前所述，加热介质是冷凝蒸汽。只要周围没有热损耗，即热交换器和管道间的隔热性都很好，过程流体获得的热量就等于蒸汽释放的热量。在这个过程中很多变量会发生变化，导致出口温度偏离期望值。如果出现这种情况，就应该采取一些措施来校正温度偏差，目的是控制出口温度至期望值。实现该目的的一种方法是首先设定初始温度T(0)，然后与期望值相比较，由比较结果决定如何校正偏差。蒸汽的流量可用于偏差的校正。就是说，如果温度高于期望值，就关小蒸汽阀来减小进入热交换器的蒸汽流量；若温度低于期望值，就开大蒸汽阀来增加进入换热器的蒸汽流量。所有这些操作都可由操作员手动完成，操作很简单，不会出现什么问题。但是，由于多数过程对象都有很多变量需要保持为某一期望值，这个校正过程就需要许多的操作员来进行。因此，我们想自动完成这种控制。就是说，我们需要一种无需操作人员介入就可以控制变量的设备。这就是所谓的自动过程控制。为了实现上述目标，就需要设计一个可行的控制系统。图2为一个可行的控制系统及其基本构件。图2热交换器的控制回路首先要做的是测量过程流体的出口温度，这一任务由传感器(热电偶、热电阻等)完成。传感器连接到发射器上，发射器将传感器的输出信号转换为足够大的信号传送给控制器。控制器接收与温度相关的信号并与期望值进行比较。根据比较的结果，控制器决定如何保持温度为期望值。基于这一结果，控制器再发一信号给执行机构来轮流控制蒸汽流量。以上的叙述表明整个控制系统有四个基本组成部分，分别是：(1)传感器，也称为一次元件。(2)发射器，也称二次元件。(3)控制器，控制系统的“大脑”。(4)执行机构，通常是一个控制阀，但并不全是。其他常用的执行机构有变速泵、传送装置和电动机。这些元件的重要性在于它们执行每个控制系统中都必不可少的3个基本操作，即：(1)测量：被控量的测量通常由传感器和发射器共同完成。(2)决策：根据测量结果，控制器必须决定如何进行操作维持输出为期望值。(3)操作：根据控器的处理，系统必须执行某种操作，这通常由执行机构来完成。如上所述，每个控制系统都必须有M，D和A这三种操作。PID控制器可以是独立控制器（也可以叫做单回路控制器），可编程控制器（PLCS）中的控制器，嵌入式控制器是用VB或C#编写的计算机程序软件。PID控制器是过程控制器，它具有如下特征：（1）连续过程控制；（2）模拟输入（也被称为“测量量”或“过程变量”或“PV”）；（3）模拟输出（简称为“输出”）；（4）基准点（SP）；（5）比例、积分以及微分常数；“连续过程控制”的例子有温度、压力、流量及液位控制。例如：控制一个容器的热量。对于简单的控制，你需要两个具有温度限定功能的传感器（一个温度下限，一个温度上限）。当低温限定传感器接通时就会打开加热器，当温度升高到高温限定传感器时就会关闭加热器。这类似于大多数家庭使用的空调及供暖设备的温度自动调节器。反过来，PID控制器能够接受像实际温度这样的输入，来控制阀门，这个阀门能够控制进入加热器的气体流量。PID控制器自动地找到加热器中气体的合适流量，这样就保持了温度在基准点稳定。温度稳定了，就不会在高低两点间上下跳动了。如果基准点降低，PID控制器就会自动降低加热器中气体的流量。如果基准点升高，PID控制器就会自动的增加加热器中气体的流量。同样地，对于高温，晴朗的天气(当外界温度高于加热器时)及阴冷，多云的天气，PID控制器都会自动调节。模拟输入（测量量）叫做“过程变量”或“PV”。你希望PV能够达到你所控制过程参数的高精确度。例如，如果我们想要保持温度为+1度或—1度，我们至少要努力使其精度保持在0.1度。如果是一个12位的模拟输入，传感器的温度范围是从0度到400度，我们计算的理论精确度就是400除以44096，即