1.3 过程自动化和冶炼自动化系统的构成及特点

过程自动化系统以温度、压力、流量和成分为主要控制目标，阀门是过程控制系统的主要执行器件。过程控制系统的构成主要有：以温度、压力、液位、流量、成分等传感器（可能成千上万个）组成的检测部分；以电动（或气动）阀门、电动执行器、电动机、汽缸、液压缸为输出动力的执行部分；以电控柜、PLC、DCS、同步控制器、PC、PID、触摸屏、按钮、继电器指示灯等装置和器件组成的控制部分，检测传感器测得生产流程中反应釜、发酵罐、合成塔、精馏塔、混合池和管路上的温度、压力、液位和成分，把信号送入控制柜，控制柜内的控制器经过分析、计算、判断，通过继电器、电动（或气动）阀门、汽缸或调速器等装置去控制阀门的开度、闸板的高低、送料的速度和电动机的转速，并完成化合反应、混合、配比、发酵、保温、保压等工作，如果需要人工启停或干预，可以通过计算机屏幕或控制柜上的按钮实现。

冶炼自动化系统以温度、压力、成分、重量、流量为主要测量参数，采用电动机拖动、阀门开关、叶轮给料、螺旋给料、皮带输送、链条输送等方式，以电控柜、PLC、DCS、PC、PID、触摸屏、按钮、继电器指示灯等装置和器件组成控制部分，最后生产出合格的原材料产品。

间歇式过程控制系统的工作原理：控制器启动整个系统运行，控制阀门或给料机（如叶轮给料机、定量泵），按体积或重量比例投加各种化工原料，通过传感器测量重量或液位，加料完毕，关闭进料阀门或输送机，然后蒸汽加温诱发反应进行，也有些过程是用火烧制或加温，控制搅拌电动机运行，同时控制凉水流入反应釜内部交换器的流量，控制温度上升的速度，到达需要的温度，根据工艺要求保持一定时间，然后再加温、冷却或加料，如果压力过高，反应过快，则停止搅拌或打开排压阀门，生产过程完毕，打开阀门卸料，包装或灌装，完成产品的生产，这样的自动化生产过程如油漆、制药、食品、橡胶等化工产品的生产过程。

连续性过程控制系统的工作原理：控制器启动整个系统运行，控制阀门或给料机（如叶轮给料机、定量泵），按体积或重量比例持续投加各种化工原料或水，通过传感器测量重量或液位，连续检测加入量，搅拌电动机启动，同时控制蒸汽和凉水的流量（或鼓风机）来控制反应釜（或锅炉）的温度，根据工艺要求保持一定的时间，然后进入下一个工艺过程，也有些过程控制并不控制温度，只是根据反应的速度和半成品的浓度，控制反应时间，还有些过程只是控制压力、液位和流量，下一道工序的原料输入是上一道工序的半成品输出，一直到最后完成产品的生产，产品包装或灌装，如是电力则送入电网，如是污水则排入管道，这样的自动化生产过程如化肥、炼油、火力发电厂、污水处理、炼钢厂、净水厂等。

大量的过程自动化系统是混合型的自动化系统，在整个生产过程中，既有间歇性过程控制又有连续性过程控制，如化肥厂、炼油厂、炼钢厂、火力发电厂、污水处理厂、净水厂等，如图1-4～图1-6所示。