Elements of process control  ....................................................................... 129

   5.1        Introduction  ....................................................................................... 129

   5.2        Basic  concepts  .................................................................................... 129

   5.3        Basic  control  structures  ....................................................................... 131

               5.3.1     

  Feedback  control  ..................................................................... 131

               5.3.2        Feed-forward  control   ............................................................... 131

               5.3.3        Comparative merits of control strategies  ................................... 132

   5.4        The  block  diagram  .............................................................................. 132

   5.5        Input,  output  and  process  dynamics  .................................................... 133

               5.5.1     

  First  order  response  ................................................................. 133

               5.5.2        Second  order  systems  .............................................................. 135

   5.6        Control  modes  (control  algorithms)  .................................................... 136

               5.6.1     

  On-off  (binary)  control  ............................................................ 136

               5.6.2        Proportional  (P)  control   .......................................................... 138

               5.6.3        Integral  (I)  control  ................................................................... 139

               5.6.4        Proportional-integral  (PI)  control  ............................................. 140

               5.6.5        Proportional-integral-differential  (PID)  control  ......................... 140

               5.6.6        Optimization  of  control  ........................................................... 141

   5.7        The  physical  elements  of  the  control  system   ......................................... 142

               5.7.1     

  The  sensors  (measuring  elements)  ............................................ 142

               5.7.2     

  The  controllers   ........................................................................ 149

               5.7.3     

  The  actuators  .......................................................................... 149