化工仪表和自动化.ppt

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1、化工仪表与自动化班级：高分子12-1、2、3班主讲：刘美教授2014-9-22授课计划授课班级授课章节内容摘要高分子12-1、2、3周次日期星期节次11/9一3、41.1化工自动化的主要内容1.2自动控制系统组成及方块图1.3自动控制系统分类28/9一3、4中秋放假315/9一3、41.4自动控制系统的过渡过程和品质指标1.5工艺控制流程图422/9一3、42.3对象的特性参数3.1检测仪表与传感器概述529/9一3、43.2压力检测及仪表66/10一3、43.3流量检测及仪表713/10一3、43.4物位检测及仪表820/10一3、43.5温度检测及仪表927/10一3

2、、44.1基本控制规律及影响4.2控制器103/11一3、45.1执行器的结构原理5.3执行器的开关形式选择1110/11一3、46.1简单调节系统的结构和组成6.5控制器作用方向选择1217/11一3、4考核笔试教材及目录第1章自动控制系统基本概念第2章过程特性及其数学模型第3章检测仪表与传感器第4章控制器第5章执行器第6章简单控制系统第7章复杂控制系统第8章先进控制技术与计算机控制系统第9章典型单元的自动控制上节内容回顾1.自动化系统：自动检测系统、自动信号联锁保护系统、自动操作系统、自动调节(控制)系统自动控制系统的组成；方框图、术语复习1、生产过程自动化的主要内容

3、：自动检测系统、自动保护系统、自动操纵系统、自动控制系统。2、控制系统的组成：被控对象、检测变送器、控制器、执行器。3、自动控制系统的方框图：被控对象执行器控制器检测元件及变送器＋－被控对象执行器控制器检测元件及变送器－被控变量yz测量值操纵变量q控制信号p偏差e干扰ƒ给定值x4、控制系统的过渡过程：发散振荡过程、等幅振荡过程、衰减振荡过程、非振荡的单调过程。5、控制系统的性能指标：最大偏差(或超调量)、衰减比、余差、过渡过程时间、振荡周期。被控对象执行器控制器检测元件及变送器＋－被控对象执行器控制器检测元件及变送器－被控变量yz测量值操纵变量q控制信号p偏差e干扰ƒ给定

4、值x概述：所谓数学模型就是用数学的方法来描述对象的特性。什么是对象的特性？为什么要分析对象的特性？对象的特性如何描述？如何确定？对象对象的特性是指对象的内在规律，是由生产工艺过程和工艺设备决定的。在控制系统中，对象的特性具体是指：其输出变量随输入变量变化而变化的规律！被控变量y操纵变量q对象输入与输出之间的联系称为通道控制通道：起控制调整作用(q→y)意义：是控制方案确定的依据！干扰ƒ干扰通道：起干扰破坏作用(ƒ→y)第二章被控对象的数学模型一、特性的描述方法：hQ1阀1阀2图2-1液位对象Q2Rsa、微分方程数学表达式描述：（由物料平衡或能量平衡导出）Q1→h：Q2→h

5、：b、时间函数（曲线）描述：条件：必须有特定输入。（一般常用阶跃输入）（一阶对象）（积分对象）（有自衡特性）（无自衡特性）二、对象的特性参数：Q1tt0tt0h1、放大系数K：△Q1△h—静态特性2、时间常数T：T63.2%—动态特性τ0一阶对象特性曲线3、滞后时间τ主要是纯滞后τ0t=Th=h0+63.2%△ht=3Th=h0+95%△ht=∞h=h0+△h4+T(t+2)=2Q(t)流量/（t/h）温度/℃28微分方程：△qt/min150120△Q(∞)T=426τ=2K==225t/min温度测量范围：0-200℃，流量范围：0-40t/hK大：干扰通道:干扰作用

6、影响大。控制通道:调节灵敏，余差小，控制作用强，系统稳定性变差。T大：干扰通道：干扰作用影响弱，易控制。控制通道：被控变量变化缓慢，易控、平稳，过渡时间长。反之，速度快、不易控。τ大：使控制质量下降。使干扰作用对系统影响减小，对系统有利。2.4对象特性参数对控制过程的影响本章小结练习P25：5、6、8①数学模型的表达形式；机理建模及实验建模；②一阶对象数学模型的建立，函数表达式；③对象特性参数的物理意义、对控制系统的影响，参数计算。