Process Controls
TABLE OF CONTENTS
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LIST OF FIGURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
LIST OF TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
OBJECTIVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
PRINCIPLES OF CONTROL SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Automatic Control System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Functions of Automatic Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Elements of Automatic Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Feedback Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
CONTROL LOOP DIAGRAMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Feedback Control System Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Process Time Lags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Stability of Automatic Control Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
TWO POSITION CONTROL SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Two Position Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Example of Two Position Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Modes of Automatic Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
PROPORTIONAL CONTROL SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Control Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Proportional Band . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Example of a Proportional Process Control System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
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