過程控制環英文解釋翻譯、過程控制環的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 process control loop

分詞翻譯：

過程控制的英語翻譯：

【計】 process control

環的英語翻譯：

annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【計】 ring up; toroid
【化】 ring
【醫】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge

專業解析

在工業自動化領域，“過程控制環”（Process Control Loop）是指一個為了實現特定過程變量（如溫度、壓力、流量、液位等）的自動調節而建立的閉環控制系統。其核心目标是使被控變量維持在期望的設定值（Setpoint）或跟隨其變化，通過持續比較實際測量值與設定值，并根據偏差（Error）計算并輸出控制動作來實現。

一個典型的過程控制環包含以下相互關聯的核心組件，共同構成閉環反饋系統：

被控過程（Process）：
- 指需要控制的工業物理或化學過程本身，例如化學反應器、鍋爐、蒸餾塔、儲罐等。
- 漢英對應：過程 (Process)。
過程變量（Process Variable, PV）：
- 指被控過程中需要被測量和控制的特定物理量或化學量，如溫度（Temperature）、壓力（Pressure）、流量（Flow Rate）、液位（Level）、pH值、濃度（Concentration）等。
- 漢英對應：過程變量 (Process Variable, PV)。
傳感器（Sensor）/ 變送器（Transmitter）：
- 傳感器：檢測過程變量（PV）的物理狀态，并将其轉換為可測量的信號（通常是電信號，如電流、電壓或電阻）。
- 變送器：将傳感器檢測到的信號進一步标準化（例如，轉換為4-20mA電流信號或數字信號），并傳輸給控制器。變送器通常包含信號調理和轉換功能。
- 作用：提供控制環的“眼睛”，實時測量PV。
- 漢英對應：傳感器 (Sensor) / 變送器 (Transmitter)。
控制器（Controller）：
- 控制環的“大腦”。它接收來自變送器的PV測量信號和操作員設定的設定值（SP）。
- 核心功能：計算偏差（Error = SP - PV），并根據預設的控制算法（如比例-積分-微分控制，即PID控制）計算出所需的控制輸出（Output）信號。
- 目标：使偏差最小化，即讓PV盡可能接近SP。
- 漢英對應：控制器 (Controller)。
執行器（Actuator）/ 最終控制元件（Final Control Element）：
- 執行器：接收來自控制器的輸出信號，并将其轉換為驅動動作（如旋轉、直線運動）。
- 最終控制元件：通常是執行器驅動的設備，它直接改變流入或流出過程的物料或能量，從而影響PV。最常見的最終控制元件是控制閥（Control Valve），其他例子包括調速泵、變頻器驅動的電機、加熱器等。
- 作用：提供控制環的“手”，執行控制動作以改變過程。
- 漢英對應：執行器 (Actuator) / 最終控制元件 (Final Control Element)。

閉環工作原理：

傳感器/變送器持續測量過程變量（PV）。
測量到的PV被送入控制器。
控制器将PV與設定值（SP）進行比較，計算出偏差（Error）。
控制器根據偏差和内置的控制算法（如PID）計算出控制動作（Output）。
控制器的輸出信號驅動執行器（如閥門定位器）和最終控制元件（如控制閥），改變操縱變量（Manipulated Variable, MV，通常是流入過程的流量或能量）。
操縱變量（MV）的改變影響被控過程，從而改變過程變量（PV）。
新的PV值再次被傳感器測量，反饋回控制器，形成一個連續的、自動調節的閉環（Closed Loop）。

關鍵特性：

反饋（Feedback）：系統的輸出（PV）被持續測量并反饋回來與輸入（SP）進行比較，這是閉環控制的核心。
自動調節（Automatic Regulation）：無需人工幹預，系統自動根據偏差調整輸出以維持設定值。
動态響應（Dynamic Response）：控制環需要能夠響應設定值的變化或過程受到的幹擾（Disturbance）。

參考來源：

國際自動化學會 (ISA - International Society of Automation): ISA是過程控制領域的權威組織，其标準（如ISA-5.1 儀表符號和識圖）和出版物廣泛定義了過程控制術語和概念。可在其官網 (https://www.isa.org/) 查找相關資源。
國際電工委員會 (IEC - International Electrotechnical Commission): IEC制定了衆多與工業過程測量和控制相關的國際标準 (如IEC 61131, IEC 61511)，其中包含了過程控制環的基本定義和要求。可在其官網 (https://www.iec.ch/) 查詢标準信息。
電氣與電子工程師協會 (IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers): IEEE在控制系統理論和應用方面有深厚積累，其出版物和标準也涉及過程控制。可在其官網 (https://www.ieee.org/) 或Xplore數字圖書館查找相關資料。

網絡擴展解釋

過程控制環（Process Control Loop）是工業自動化中的核心概念，指通過閉環反饋機制實現對生産過程的實時監測與調節的系統。其目标是維持被控變量（如溫度、壓力、流量等）穩定在設定值範圍内。以下是關鍵組成部分和原理解析：

一、核心組成

傳感器/變送器
實時檢測被控變量（如溫度傳感器），将物理量轉換為标準電信號（如4-20mA）并反饋給控制器。
控制器
接收傳感器信號并與設定值（SP）對比，通過算法（如PID控制）計算偏差量，生成控制信號輸出。
例如PID公式：
$$ u(t) = K_p e(t) + K_i int_0^t e(tau)dtau + K_d frac{de(t)}{dt} $$ 其中$e(t)$為偏差，$K_p$、$K_i$、$K_d$分别為比例、積分、微分系數。
執行器
根據控制器指令調整操作變量（如調節閥開度、電機轉速），直接影響被控對象。
被控對象
生産過程的具體環節（如反應釜、管道），其輸出變量受執行器動作影響。

二、工作流程

閉環反饋：傳感器持續監測輸出 → 控制器計算偏差 → 執行器修正操作 → 輸出趨于設定值，形成閉環調節。
動态調整：當擾動（如原料變化、負載波動）導緻輸出偏離時，控制環自動補償以恢複穩定。

三、典型應用場景

化工行業：反應釜溫度控制、液體流量調節
電力系統：鍋爐壓力穩定、汽輪機轉速控制
制造業：生産線物料配比、機械臂位置精度

四、分類與算法

PID控制：最常用算法，兼顧響應速度與穩定性
前饋控制：針對可測擾動提前補償
串級控制：嵌套多環結構（如主環控制溫度，副環控制流量）

五、性能指标

穩定性：輸出能否快速收斂至設定值
精确性：穩态誤差範圍（如±0.5℃）
響應速度：達到設定值所需時間

通過過程控制環的持續調節，工業生産得以實現自動化、高精度和低能耗運行。實際應用中需根據工況選擇合適控制策略并定期整定參數。