工业电器与自动化第二版课件教学课件 作者 陆建国 主编第八单元常规控制系统电子教案.ppt

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1、工业电器与自动化第八单元常规控制系统关键词：简单控制系统组成、系统过渡过程及品质指标、复杂控制系统、系统投运。学习目标：知识目标：了解简单控制系统组成及复杂控制系统分类；掌握控制流程图的识图方法；掌握控制系统方案的确定方法和投运步骤。能力目标：能熟练黙画简单控制系统组成框图；能够读懂典型控制系统控制流程图；会确定系统控制方案并正确投运。第八单元常规控制系统概述前面介绍过生产过程控制系统的组成及其分类和特点。本单元将重点讨论其中的过程自动检测和过程自动控制两大系统。8-1概述8-1概述控制系统的品质指标（针对定值系统）一个好的控制系统应该具有稳

2、定性好、准确性好、速度快等特点。所以为了评价控制系统的质量。我们习惯用下面几个参数为品质指标，来表征控制系统的好坏。1．最大偏差A（或超调量B）是衡量过渡过程稳定性的一个动态指标。它有两种表示方法，其一是用被控变量偏离设定值的最大程度来描述，即最大偏差，用图8-6中的A表示，它是一个绝对值的概念，并不十分确切；其二可用被控变量偏离新稳态值y(∞)的最大程度来描述，即绝对超调量，用图7-6中的B表示，不管.最大偏差A还是绝对超调量B都不能确切的描述被控变量偏离设定值的最大程度，所以，工程实际中比较常用是一个相对值的概念，即相对超调量σ:过渡过程

3、质量指标示意图σ=B/y(∞)×100%由图可见：A=B+C。如果系统的新稳定值等于设定值，那么最大偏差A就等于绝对超调量B，我们希望相对超调量σ:越小越好。8-1概述2．衰减比n是衡量控制系统稳定性的一个动态指标。它是指过渡过程曲线同方向相邻两个峰值之比。若第一个波与同方向第二个波的波峰分别为B、B’，则衰减比n=B/B’，或习惯表示为n:1。可见n愈小，B’越接近B，过渡过程愈接近等幅振荡，系统不稳定；而n愈大，过渡过程愈接近单调过程，过渡过程时间太长。所以一般认为衰减比4:1至10:1为宜。3．余差C是衡量控制系统准确性的静态指标。是指

4、被控变量的设定值x0与过渡过程终了时的新稳态值y（∞）之差，用C表示。C=x0–y（∞）4．振荡周期T（或振荡频率f）过渡过程曲线相邻两波峰之间的时间称作振荡周期，用T表示。其倒数称为工作频率，用f表示。它是衡量控制系统控制速度的品质指标。8-2简单控制系统及其控制方案的确定一、简单控制系统的组成所谓简单控制系统，是指由一个测量变送器、一个控制器、一个执行器和一个控制对象所构成的闭环控制系统，也称为单回路控制系统。如图8－7所示，为一典型的液位简单控制系统实例。其中，图(a)为简单控制系统组成框图，图(b)为简单控制系统组成控制符号图。图8－

5、1液位控制系统示意图(a)简单控制系统框图（b）简单控制系统符号图8-2简单控制系统及其控制方案的确定二、控制符号图控制符号图通常包括字母代号、图形符号和数字编号等。将表示某种功能的字母及数字组合成的仪表位号置于图形符号之中，就表示出了一块仪表的位号、种类及功能。（一）图形符号1．连接线通用的仪表信号线均以细实线表示。在需要时，电信号可用虚线表示；气信号在实线上打双斜线表示。2．仪表的图形符号仪表的图形符号是一个细实线圆圈。对于不同的仪表，其安装位置也有区别，图形符号如表8-1所示。表8—1仪表安装位置的图形符号8-2简单控制系统及其控制方案

6、的确定（二）字母代号1．同一字母在不同位置有不同的含义或作用。处于首位时表示被测变量或被控变量；处于次位时作为首位的修饰，一般用小写字母表示；处于后继位时代表仪表的功能或附加功能。例如：根据上述规定，我们不难看出：TdRC实际上是一个“温差记录控制系统”的代号。后继字母------控制（功能）后继字母------记录（附加功能）修饰词-------差第一位字母——温度TdRC——温差记录控制系统8-2简单控制系统及其控制方案的确定2．常用字母功能（1）首位变量字母：压力（P）流量（F）物位（L）温度（T）成分（A）（2）后继功能字母：变送器（

7、T）控制器（C）执行器（K）（3）附加功能：R—仪表有记录功能；I—仪表有指示功能；都放在首位和后继字母之间。S—开关或联锁功能；A—报警功能；都放在最末位。需要说明的是，如果仪表同时有指示和记录附加功能，只标注字母代号“R”；如果仪表同时具有开关和报警功能，只标注代号“A”；当“SA”同时出现时，表示仪表具有联锁和报警功能。常见字母变量的功能见表8-2所示。8-2简单控制系统及其控制方案的确定（三）仪表位号及编号每台仪表都应有自己的位号，一般有数字组成，写在仪表符号（圆圈）的下半部。例如：108—表示第Ι工段08号仪表TdRCATdRCA1

8、088-2简单控制系统及其控制方案的确定四、控制方案的确定对于简单控制系统来说，控制方案的确定包括系统被控变量的选择，操纵变量的选择、执行器的选择和控制规律的确定等