第1章 概述(化工儀表及自動(dòng)化林德杰)

1、第1章概述 1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 1.4工藝管道及控制流程圖 1.5化工自動(dòng)化的發(fā)展概況 1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 1.人工液位控制 2.自動(dòng)液位控制 圖1-1人工液位控制和自動(dòng)液位控制 a)人工液位控制b)自動(dòng)液位控制 1貯液槽2液位變送器3液位控制器4調(diào)節(jié)閥 圖1-2自動(dòng)液位控制系統(tǒng)組成框圖 1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 1.2.1按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 1.2.2按給定信號(hào)的特點(diǎn)分類 1.2.1按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 1.反饋控制系統(tǒng) 2.前饋控制系統(tǒng) 3.前饋反饋控制系統(tǒng) 1.反饋控制系統(tǒng) 圖1-3多回路反饋控制系統(tǒng) 2.前饋控制系統(tǒng)

2、 圖1-4前饋控制系統(tǒng) 3.前饋反饋控制系統(tǒng) 圖1-5前饋反饋控制系統(tǒng) 1.2.2按給定信號(hào)的特點(diǎn)分類 1.定值控制系統(tǒng) 2.隨動(dòng)控制系統(tǒng) 3.程序控制系統(tǒng) 1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 1.3.1靜態(tài)與動(dòng)態(tài) 1.3.2系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 1.3.1靜態(tài)與動(dòng)態(tài) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有兩種:一種是給定信號(hào)；另一種是 擾動(dòng)信號(hào)。 當(dāng)輸入恒定不變時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)若能建立平衡，系統(tǒng)中各個(gè)環(huán) 節(jié)將維持一種相對(duì)靜止的狀態(tài)，系統(tǒng)輸出也不發(fā)生改變，這種 狀態(tài)稱為靜態(tài)。保持平衡時(shí)，輸出與輸入之間的關(guān)系為系統(tǒng)的 靜態(tài)特性。當(dāng)輸入發(fā)生變化，系統(tǒng)的平衡被破壞，則輸出發(fā)生 變化，這種狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。輸入變化時(shí)，輸出與輸入之間的

3、關(guān) 系為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。特別的，當(dāng)自控系統(tǒng)的輸入發(fā)生變化后， 輸出隨時(shí)間不斷變化，輸出隨時(shí)間變化的過(guò)程被稱為過(guò)渡過(guò)程。 1.3.2系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 1.系統(tǒng)單項(xiàng)指標(biāo) 2.系統(tǒng)綜合指標(biāo) 1.系統(tǒng)單項(xiàng)指標(biāo) (1)余差(靜態(tài)偏差) (2)衰減比 (3)最大偏差和超調(diào)量 (4)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts (5)峰值時(shí)間tp 圖1-6階躍函數(shù)示例圖 圖1-7自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下過(guò)渡過(guò)程的四種形式 a)非周期衰減過(guò)程b)衰減振蕩過(guò)程c)等幅振蕩過(guò)程d)發(fā)散振蕩過(guò)程 圖1-8階躍作用下控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程響應(yīng)曲線 a)定值控制系統(tǒng)b)隨動(dòng)控制系統(tǒng) 圖1-9發(fā)酵過(guò)程控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程響應(yīng)曲線 2.系統(tǒng)綜合指標(biāo) 1.4

4、工藝管道及控制流程圖 1)根據(jù)生產(chǎn)工藝提出的監(jiān)控條件繪制工藝控制流程圖(ProcessC ontrolDiagram,PCD)。 2)配合系統(tǒng)專業(yè)繪制各管道儀表流程圖(PipingandInstrument Diagram,P&ID)。 3)征集研究用戶對(duì)P&ID及儀表設(shè)計(jì)規(guī)定的意見(jiàn)。 4)編制儀表采購(gòu)清單，配合采購(gòu)部門(mén)開(kāi)展儀表和材料的采購(gòu)工作。 5)編制儀表制造商的有關(guān)圖樣，按儀表制造商返回的技術(shù)文件， 提交儀表接口條件，并開(kāi)展有關(guān)設(shè)計(jì)工作。 6)編(繪)制最終自控工程設(shè)計(jì)文件。 1.4.1儀表功能標(biāo)志 1.4.2儀表位號(hào) 1.4.3儀表的圖形符號(hào)及安裝位置 1.4.4測(cè)量點(diǎn)與連接線的圖形符號(hào) 1.4.5常見(jiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制閥體的圖形符號(hào) 1.4.6常規(guī)儀表控制系統(tǒng)圖形符號(hào)示例 表1-1儀表的圖形符號(hào)及安裝位置 圖1-10測(cè)量點(diǎn)與連接線 的圖形符號(hào)示例 圖1-11帶彈簧的薄膜 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的圖形符號(hào) 圖1-12截止閥的 圖形符號(hào) 圖1-13液位控制系統(tǒng)工藝管道及控制流程圖示例 1.5化工自動(dòng)化的發(fā)展概況 1.5.1儀表化與局部自動(dòng)