第1章 概述(化工儀表及自動化林德杰)

1、第1章概述 1.1自動控制系統(tǒng)的組成 1.2自動控制系統(tǒng)的分類 1.3自動控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標 1.4工藝管道及控制流程圖 1.5化工自動化的發(fā)展概況 1.1自動控制系統(tǒng)的組成 1.人工液位控制 2.自動液位控制 圖1-1人工液位控制和自動液位控制 a)人工液位控制b)自動液位控制 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自動液位控制系統(tǒng)組成框圖 1.2自動控制系統(tǒng)的分類 1.2.1按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類 1.2.2按給定信號的特點分類 1.2.1按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類 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按給定信號的特點分類 1.定值控制系統(tǒng) 2.隨動控制系統(tǒng) 3.程序控制系統(tǒng) 1.3自動控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標 1.3.1靜態(tài)與動態(tài) 1.3.2系統(tǒng)的品質(zhì)指標 1.3.1靜態(tài)與動態(tài) 自動控制系統(tǒng)的輸入信號有兩種:一種是給定信號；另一種是 擾動信號。 當輸入恒定不變時，整個系統(tǒng)若能建立平衡，系統(tǒng)中各個環(huán) 節(jié)將維持一種相對靜止的狀態(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，輸出與輸入之間的關(guān)系為系統(tǒng)的 靜態(tài)特性。當輸入發(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)稱為動態(tài)。輸入變化時，輸出與輸入之間的

3、關(guān) 系為系統(tǒng)的動態(tài)特性。特別的，當自控系統(tǒng)的輸入發(fā)生變化后， 輸出隨時間不斷變化，輸出隨時間變化的過程被稱為過渡過程。 1.3.2系統(tǒng)的品質(zhì)指標 1.系統(tǒng)單項指標 2.系統(tǒng)綜合指標 1.系統(tǒng)單項指標 (1)余差(靜態(tài)偏差) (2)衰減比 (3)最大偏差和超調(diào)量 (4)過渡過程時間ts (5)峰值時間tp 圖1-6階躍函數(shù)示例圖 圖1-7自動控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下過渡過程的四種形式 a)非周期衰減過程b)衰減振蕩過程c)等幅振蕩過程d)發(fā)散振蕩過程 圖1-8階躍作用下控制系統(tǒng)過渡過程響應曲線 a)定值控制系統(tǒng)b)隨動控制系統(tǒng) 圖1-9發(fā)酵過程控制系統(tǒng)的過渡過程響應曲線 2.系統(tǒng)綜合指標 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P&ID及儀表設計規(guī)定的意見。 4)編制儀表采購清單，配合采購部門開展儀表和材料的采購工作。 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，并開展有關(guān)設計工作。 6)編(繪)制最終自控工程設計文件。 1.4.1儀表功能標志 1.4.2儀表位號 1.4.3儀表的圖形符號及安裝位置 1.4.4測量點與連接線的圖形符號 1.4.5常見執(zhí)行機構(gòu)及控制閥體的圖形符號 1.4.6常規(guī)儀表控制系統(tǒng)圖形符號示例 表1-1儀表的圖形符號及安裝位置 圖1-10測量點與連接線 的圖形符號示例 圖1-11帶彈簧的薄膜 執(zhí)行機構(gòu)的圖形符號 圖1-12截止閥的 圖形符號 圖1-13液位控制系統(tǒng)工藝管道及控制流程圖示例 1.5化工自動化的發(fā)展概況 1.5.1儀表化與局部自動