一、控制條件分析

　　在工業(yè)控制方面，間歇生產過程同連續(xù)生產過程相同都要滿足：①安全生產；②設備工藝指標和產品質量指標；③環(huán)保法規(guī)；④經濟指標等基本要求。在生產過程中，間歇過程也同樣要求有對參數的調節(jié)控制功能。特別是在諸如反應器的平穩(wěn)反應階段，精餾操作中某單一組分平穩(wěn)餾出階段，間歇過程的控制要求同連續(xù)生產過程相同，即采用保持一組給定的相對穩(wěn)定的操作條件而保證生產的穩(wěn)定運行。但是，不同于連續(xù)過程，由間歇過程的按配方操作批量生產、生產中整體工藝條件(參數)是動態(tài)的等特性，間歇過程要求其控制系統(tǒng)具備更加完善和特殊控制功能。其控制要求可概括如下。

　　(1)順序控制? 間歇生產過程是順序執(zhí)行配方規(guī)定的生產操作的批量生產過程。所以要求間歇控制系統(tǒng)具有的一項功能就是驅動生產過程一步一步地順序執(zhí)行不同的生產操作。工業(yè)上稱這種控制模式為順序(程序)控制。操作中的順序錯誤可能導致危險物的生成甚至直接就會發(fā)生事故。根據各步間的轉換條件，順序控制又可分為時間驅動、事件驅動和混合驅動三種順序控制方式。第一種是根據操作配方規(guī)定的時間段、時間點轉換操作步驟，如產品的保溫固化時間等。第二種是根據被控對象的操作狀態(tài)或偶發(fā)事件等轉換操作步驟，如反應器加(卸)料結束、間歇式精餾的二餾出組分轉換的判斷等。而更多的是第三種驅動方式，即同時依據時間和操作狀態(tài)做出判斷，如反應中二次反應的加料、反應中止劑的投放等。

　　(2)離散控制? 間歇生產過程中大量地使用位式控制元件，如泵、位式閥門、冰機和壓縮機等，這些設備的控制信號，以及順序操作狀態(tài)標志和時間等大量信號均是離散的開關量和數字信號。這些離散信號的傳輸和處理是間歇過程控制的重要環(huán)節(jié)。

　　(3)調節(jié)控制? 前面已經提到，在間歇生產過程中也同樣要應用與連續(xù)生產過程控制相同的控制方法和回路來控制溫度，壓力、流量等工藝參數。但是，由于間歇生產過程中的各種工藝參數是動態(tài)的，隨著生產的進行，被控變量的設定值，甚至被控變量將會產生變化，控制器的參數值也可能需要進行重新整定。所以，在間歇生產過程中常常要求控制回路具有“重組”和“重整”的功能。

　　(4)人—機接口? 在間歇生產過程中，操作工人的干預是正常操作的一部分，在生產中起到十分重要的作用。往往是一個關鍵的操作是由操作工人操縱控制系統(tǒng)啟動的，而不是由控制系統(tǒng)自動觸發(fā)。如反應物料的加入、中止劑的加入、產品的導出等多數是由人工判斷和啟動的。即在間歇生產過程中，操作工人一定要了解過程的運行狀態(tài)和進程。因此，設計一個人—機接口的友好界面，便于操作人員掌握生產的動態(tài)信息和人為地控制生產的進行是決定間歇安全控制系統(tǒng)成敗的一個關鍵。

　　二、? 間歇控制模型

　　(1)過程? 不執(zhí)行任何控制任務，描述間歇過程本身特點。如系統(tǒng)各單元的尺寸、功能、連接特點及原料、產品的物理化學性能等。

　　(2)過程I／O? 現場的傳感器產生描述過程現狀的模擬和數字信號。?如熱電偶等測量元件模擬信號輸出，限位開關、電機啟停的開關信號，渦輪流量計的脈沖信號，智能變送器的數字信號等。而現場的執(zhí)行器接受控制系統(tǒng)的輸出信號，執(zhí)行操作指令。

　　(3)聯鎖? 過程控制中的聯鎖包括安全聯鎖和過程聯鎖。安全聯鎖是一個保護人員、設備安全的控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)應是不受其他控制回路或控制信號影響的相對獨立的控制系統(tǒng)。過程聯鎖的功能是保證過程系統(tǒng)按配方規(guī)定的順序實施加工生產，避免產生誤動作而影響生產進行和產品質量。

　　(4)調節(jié)控制／離散控制? 實施對過程系統(tǒng)的實時控制。這里有三種控制形式：手動控制，基本的調節(jié)控制／離散控制和復雜的調節(jié)控制／離散控制。手動控制主要用于操作人員對間歇過程的干預，替代自控系統(tǒng)以手動方式進行間歇生產的操作?；镜恼{節(jié)控制／離散控制形式應用于實現各控制回路和控制自動操作，按配方要求控制過程變量。而復雜調節(jié)控制／離散控制則通過組合多個控制回路和控制器構成串級，前饋和智能控制等先進控制系統(tǒng)，具有協調間歇過程各單元設備和實現設備優(yōu)化操作的功能。

　　(5)順序控制? 其作用是保證間歇生產過程按計劃時間(狀態(tài))和順序進入不同的操作工序，并與其他控制子系統(tǒng)一同完成配方規(guī)定的生產任務。它的功能主要包括判斷過程時間、過程狀態(tài)，適時發(fā)出轉換指令并更換應用控制軟件、修正必要的狀態(tài)和操作參數等。

　　由圖1—10可知，間歇控制模型除了上面介紹的有關過程的幾部分外，還將包括批量生產管理，配方管理，生產調度等部分。它們的主要功能是：根據生產計劃選擇并確定最優(yōu)的生產調度方案，協調各間歇(批量)生產的順序、時間、

?

設備連接等關系；根據過程控制配方調配生產所需資源，協調安排共享資源的使用方式；采集和管理生產數據，監(jiān)視生產過程。