第1章 自动控制系统基本概念

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1、第一节化工自动化的主要内容第一章自动控制系统基本概念一、化工仪表的分类第一节化工自动化的主要内容化工生产过程中需要测量和控制的参数是多种多样的，第二节自动控制系统的基本组成及方块图主要的有热工量（压力、流量、液位、温度等）和成分（或物性）量。所以化工自动化仪表按功能不同，大致分为四类：第三节自动控制系统的分类检测仪表（各种参数的测量和变送）；第四节自动控制系统的过度过程和品质指标显示仪表（模拟量显示和数字量显示）；第五节工艺管道及控制流程图控制仪表（气动、电动控制仪表及数字式控制器）；执行器（气动、电动、液动等执行器）。中北大学化工与环境学院利用上

2、述各类仪表，可以构成自动检测、自动操纵、自主讲人：袁志国动保护和自动控制这样四种自动化系统，他们的作用如下:二、自动检测系统三、自动信号和联锁保护系统利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或自动信号联锁保护电路按其主要构成元件的不同，可分记录的，称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不为有触点式和无触点式两类（有时可采用混合式）。断观察与记录，因此起到对过程信息的获取与记录作用。它主要的自动化装置是敏感元件、传感器和显示仪表。有触点式电路是由各种继电器、按钮、开关等电器组成敏感元件也称检测元件，作用是对被测变量作出响应，把它的继

3、电线路，依靠各种电器的触点开合完成电路的通断和切转换成适合测量的物理量。换。传感器是对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换，当转换后的信号为标准的统一信号（如0~10mA、4~20mA、无触点式电路利用由二极管、晶体管及集成电路等电子0.02~0.1MPa等）时，此时的传感器一般成为变送器。器件构成具有一定功能的电子线路，利用电子器件的导通或显示仪表的作用是将检测结果以指针位移、数字、图象等形阻断特性来实现自动信号的报警和联锁保护作用。式准确地指示、记录或储存，使操作人员能正确了解工艺操作情况和状态。四、自动操纵及自动开停车系统五、自动控制系统

4、自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务；备进行某种周期性操作。自动信号联锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状态自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。时采取安全措施以免发生生产事故；五、自动控制系统自动操纵系统只能按照预先规定好的步骤进行某种周期性生产过程中各种工艺条件不可能一成不变，特别是化工操作；生产，大多数是连续生产，各设备相互关联，当其中某一设只有自动控制系统才能自动地排除各种干扰因素对工艺参备条件变化时，都可能引起其他设备中某些参数的波动，偏

5、数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维离正常工艺条件。为此，需要用自动控制装置对生产中某些持在正常或最佳的工艺操作状态。所以，自动控制系统是自动关键性参数进行自动控制，使它们在受到外界干扰的影响而化生产中的核心部分。偏离正常状态时，能自动地调回到规定的数值范围内。1第二节自动控制系统的基本组成及方块图第二节自动控制系统的基本组成及方块图方块图表示方式显示记录仪记录显示器f干扰作用控制操纵要求给定值偏差输出变量被控变量变换xe控制器p控制阀q被控对象y＋检测－仪表观察z测量值测量元件变送器给定值思考调节执行调节控制系统的4个基本环节：

6、机构调节器被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器自动化装置包括三个部分：测量仪表（测量元件与变送器）、自动控制器、执行器。还包括显示记录仪表。第二节自动控制系统的基本组成及方块图第二节自动控制系统的基本组成及方块图控制系统的方块图：控制系统的方块图：++4～20mA调节器执行器被控对象调节器执行器被控对象SPSP－－4～20mA测量变送装置测量变送装置4～20mA补偿因素固定因素+控制器D/A执行器被控对象+SP调节器广义对象－4～20mASPA/D测量变送装置－数字信号执行器、被控对象及测量变送环节统称为广义对象第二节自动控制系统的基

7、本组成及方块图第二节自动控制系统的基本组成及方块图术语:术语:蒸汽蒸汽被控过程（被控对象）：操纵变量：受控制器操纵自动控制系统中，工艺参的用以克服干扰的影响，数需要控制的生产过程、使被控变量保持设定值的LTLC设备或机器。LTLC物料量或能量。汽包汽包被控变量：对象内要求保扰动：除操纵变量外，作持一定数值(或按某一规律用于被控过程并引起被控省煤器省煤器变化)的物理量。变量变化的因素。给水给水被控过程：汽包操纵变量：水的流量锅炉汽包自动控制系统示意图锅炉汽包自动控制系统示意图被控变量：汽包液位扰动：水压力、蒸汽压力2第二节自动控制系统的基本组成及方块

8、图第二节自动控制系统的基本组成及方块图蒸汽术语:举例：加热炉的温度控制系统设定值：工艺参数所要求TTTC保持的数值。LTL