С неизменяющимся агрегатным состоянием веществ
Рис.1.
· Технологический процесс: нагревание технологического потока G до температуры θвых с помощью теплоносителя Gт с неизменяющимся агрегатным состоянием.
· Показатель эффективности: θвых.
· Цель управления: поддержание θвых= θзд.
Математическое описание на основе физики процесса.
· Движение теплоносителей осуществляется противотоком при заданных θтвх, θтвых, θвых, θвх.
· Движущая сила процесса: 
(1),
где 
.
· Тепловая нагрузка аппарата: 
(2).
· Q(дж/с) позволяет определить Gтэфф и Gэфф на основе тепловых балансов:
(3а);
(3б);
(4а);
(4б).
Эффективное время пребывания:
. (5).
Математическое описание на основе теплового баланса.
Уравнение динамики:
(6).
Уравнение статики при 
:
(7)
На основании (6) и (7) можно принять: 
. (8).
Информационная схема объекта.
Рис.2.
· Возможные управляющие воздействия: 
.
· Возможные контролируемые возмущения: 
.
· Возможные неконтролируемые возмущения: 
.
· Возможная управляемая переменная: 
.
Анализ динамических характеристик объекта.
Уравнение динамики в нормализованном виде.
(9).
На основе этого уравнения динамики объект по каналу 
описывается математической моделью апериодического звена 1-го порядка:
(10),
где: 
; 
.
Объект имеет транспортное запаздывание:
(11),
где Vтруб - объем трубопровода от Р.О. до входа в аппарат.
Таким образом, в целом динамика объекта по каналу управления описывается математической моделью апериодического звена 1-го порядка с запаздыванием:
(12).
Анализ статической характеристики объекта.
Из уравнения статики выразим qвых в явном виде:
(13).
· Статическая характеристика линейна по каналам: 
.
· Статическая характеристика нелинейна по каналу 
.
· Статическую характеристику можно линеаризовать по отношению к G введением стабилизации соотношения расходов: 
, тогда получим:
(14).
· Линеаризованное представление статической характеристики через разложение в ряд Тейлора:
(15).
· Линеаризованное представление приращения выходной переменной через приращения всех возможных входных переменных:
(16).
Типовая схема автоматизации
Кожухотрубного теплообменника.
Рис.3.
Типовое решение автоматизации.
Типовое решение автоматизации кожухотрубных теплообменников включает в себя подсистемы регулирования, контроля, сигнализации и защиты.
Регулирование.
· Регулирование температуры 
по подаче теплоносителя Gт - как показателя эффективности процесса нагревания в кожухотрубном теплообменнике.
Контроль.
· расходы - Gт, G;
· температуры - 
;
· давление - Рт, Р.
Сигнализация.
· существенные отклонения qвых от задания;
· резкое падение расхода технологического потока G¯ , при этом формируется сигнал «В схему защиты».
Система защиты.
По сигналу «В схему защиты» - отключается магистраль подачи теплоносителя Gт.