化工仪表及自动化电子档.doc

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1、绪论自动化技术在工业、农业、科技以及人们的日常生活中发挥着重要的作用。自动化技术作为国家高科技的重要组成部分，其水平高低已成为衡量国家科技实力和各个行业现代化水平的重要标志。化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化简称化工自动化。即在化工设备上，配备一些自动化装置，自动测量生产过程中的重要工艺参数，并与计算机（或自动控制装置）、执行机构相配合实现对生产过程的自动控制。这种用自动化装置来管理化工生产过程叫化工自动化。实现化工生产自动化目的（重要意义）1．加快生产速度，降低生产成本，提高产品产

2、量和质量。2．减轻劳动强度，改善劳动条件，使工人从繁重的劳动中解脱出来。3．保证安全生产，防止事故发生与扩大，延长设备使用寿命，提高设备利用能力。4．改变劳动方式，使工人逐步由体力劳动转向脑力劳动。组成一个完整的生产过程控制系统一般有控制器、执行器、被控过程（或被控对象）和测量变送器四个环节，其中控制器、执行器和测量变送器都属于检测控制仪表。一般认为自动控制系统由检测控制仪表和被控过程（被控对象）两部分组成。大型化、现代化、多品种、精细化的过程生产系统生产自动化的发展过程可分为三个阶段。第一阶段

3、：采用一些自动检测仪表检测主要工艺参数，第二阶段：采用先进的自动检测仪表和控制系统第三阶段：开始采用电子计算机控制，生产过程控制的发展由原来车间集中控制转向工厂综合自动化发展（平面化管理），这是目前自动化发展的一个重要方向。实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。自动检测系统:   利用各种检测仪表对主要工艺参数进行自动检测、指示或记录，“了解”生产进行的情况。1．自动信号和连锁保护系统：是生产中的一种安全装置。自动信号和连锁保护系统: 对某此关键性

4、参数设有自动信号联锁装置，当工艺参数超过了允许范围，系统自动地发出声光报警信号，以提示及时采取措施。自动操纵系统:   根据预先规定的步骤自动地对生产设备或生产过程进行某种周期性的操作。自动开停车系统：按照预先规定的步骤，使生产过程自动投入运行或自动停车。 自动控制系统:   对生产中某些关键性参数进行自动控制，使它们在受到干扰的影响而偏离正常状态时，能自动地调回到规定的的数值范围内。自动控制系统是自动化生产的核心部分，（液位变送器）（控制器）（执行器）自动控制系统是在人工控制的基础上产生和发展

5、起来的，其主要装置包括测量元件与变送器、自动控制器、执行器，分别代替了人的眼、脑、手三个器官。1.自动控制系统的组成（1）被控对象:  在自动控制系统中，我们将需要控制其工艺参数的生产设备或机器。（2）自动控制装置起控制作用。①测量元件与变送器检测工艺参数（或再转换成某一特定信号如电流、电压、气压信号）②自动控制器根据变送器送来的信号与工艺上要求的参数进行比较运算，并发出信号到控制阀。③执行器：根据控制器送来的信号对阀门的开度进行调解。2.信号和变量这个信息就是信号（电压、电流、压力、位移等等）

6、也叫变量。指向方框的信号U表示施加到系统或环节上的独立变量，称为输入变量，离开方框的信号表示系统或环节送出的变量，称为输出变量设定值（给定值）：被控变量的目标值（预定值），称为设定值进水量Q1会引起水位变化，这种引起被控变量波动的外来因素，在自动控制系统中称为干扰（或扰动）引起水位变化的出水量Q2，它是执行器控制阀动作的结果，是控制系统来以补偿干扰的作用，Q2具有实现控制作用的参数叫操纵变量，即受控制器操纵，用以使被控变量保持设定值（给定值）的物料量或能量，称为操纵变量。控制阀输出的q的变化称为

7、控制作用，控制作用和干扰都是作用于对象的输入信号，它们对对象的作用方向是相反的。Q2的流体叫操纵介质，可以是流入对象的，也可以是对象流出的。故自动控制系统是一个闭环系统。闭环系统自动控制系统的方块图中信号沿箭头方向前进,通过若干环节后,最后又返回到起始点。开环系统 自动控制系统的方块图中信号沿箭头方向前进,最后返回不到起始点。控制系统的输出信号(被控变量)不反馈到系统的输入端，因而也不对控制作用产生影响的系统，称为开环控制系统。把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫

8、做反馈。反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈；反之为正反馈。在闭环控制系统中，把输出信号（被控变量）经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，与给定值进行比较，这种系统的输出信号直接或经过一些环节返回到系统的输入端的做法叫反馈。负反馈反馈信号能使原来的信号减弱。与原来信号方向相反。正反馈反馈信号能使原来信号加强。自动控制系统控制方法基本上是采用负反馈的方法。自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，§1.3自动控制系统的分类1.按被控参数分类：