化工儀表自動(dòng)化第一章

1、 課程教材課程教材【化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化】. . 機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，20112011年第五版年第五版厲玉鳴厲玉鳴 主編主編 學(xué)習(xí)本課程的重要性學(xué)習(xí)本課程的重要性自動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用很在化工領(lǐng)域的應(yīng)用很普遍，比如：煉油廠(chǎng)、化肥廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)、普遍，比如：煉油廠(chǎng)、化肥廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)、鹽化工等等。鹽化工等等。 工藝工藝人員應(yīng)該人員應(yīng)該充分了解所用的控制充分了解所用的控制系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)的特性。這樣才能系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)的特性。這樣才能設(shè)計(jì)出合理、高效的生產(chǎn)工藝。設(shè)計(jì)出合理、高效的生產(chǎn)工藝。 課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)課程內(nèi)容涵面廣課程內(nèi)容涵面廣自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理檢

2、測(cè)技術(shù)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程控制儀表及裝置過(guò)程控制儀表及裝置計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)綜合性的技術(shù)是一門(mén)綜合性的技術(shù)課程課程。 1.1.加快生產(chǎn)速度、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量加快生產(chǎn)速度、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量2.2.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件3.3.保證生產(chǎn)安全、防止事故發(fā)生或擴(kuò)大保證生產(chǎn)安全、防止事故發(fā)生或擴(kuò)大 實(shí)現(xiàn)化工自動(dòng)化的主要目的：實(shí)現(xiàn)化工自動(dòng)化的主要目的：自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念1.1 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展企業(yè)管理企業(yè)管理辦公自動(dòng)化辦公自動(dòng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)自動(dòng)化化工工業(yè)化工工業(yè)自動(dòng)化自動(dòng)化冶金工業(yè)冶金工業(yè)

3、冶煉自動(dòng)化冶煉自動(dòng)化車(chē)輛工程車(chē)輛工程車(chē)輛控制車(chē)輛控制船舶工程船舶工程船舶控制船舶控制樓宇自動(dòng)樓宇自動(dòng)控制控制交通智能交通智能控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)航空航天工程飛行器航空航天工程飛行器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制機(jī)械加工機(jī)械加工機(jī)械制造自動(dòng)化機(jī)械制造自動(dòng)化電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化自動(dòng)控制與自動(dòng)化技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域自動(dòng)控制與自動(dòng)化技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代以前年代以前手工操作狀態(tài)，只有少量的檢測(cè)儀表用于生產(chǎn)過(guò)程。手工操作狀態(tài)，只有少量的檢測(cè)儀表用于生產(chǎn)過(guò)程。2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代末年代末5050年代年代控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)：多為單輸入、單輸出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)；

4、多為單輸入、單輸出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)；自動(dòng)化儀表：自動(dòng)化儀表：采用的是基地式儀表和部分單元組合儀表采用的是基地式儀表和部分單元組合儀表 （氣動(dòng)（氣動(dòng)型和電動(dòng)型和電動(dòng)型）；型）；1.1 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)：串級(jí)、比值、均勻、前饋和選擇性等多種串級(jí)、比值、均勻、前饋和選擇性等多種復(fù)雜控制系統(tǒng)。復(fù)雜控制系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表：自動(dòng)化儀表：?jiǎn)卧M合儀表（氣動(dòng)單元組合儀表（氣動(dòng)型和電動(dòng)型和電動(dòng)型）型）成為主流產(chǎn)品。成為主流產(chǎn)品。6060年代后期，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)控年代后期，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)控制的小型計(jì)算機(jī)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控

5、制的小型計(jì)算機(jī)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域。制系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域。1.1 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展2020世紀(jì)世紀(jì)70708080年代年代控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、解耦控制、控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、解耦控制、 模糊控制等。模糊控制等。自動(dòng)化儀表：電動(dòng)自動(dòng)化儀表：電動(dòng)型，以微處理器為主要構(gòu)成單型，以微處理器為主要構(gòu)成單元的智能控制裝置。集散控制系統(tǒng)（元的智能控制裝置。集散控制系統(tǒng)（DCSDCS）、可）、可編程邏輯控制器編程邏輯控制器 (PLC) (PLC) 、工業(yè)、工業(yè)PCPC機(jī)、和數(shù)字控機(jī)、和數(shù)字控制器等，已成為控制裝置

6、的主流。制器等，已成為控制裝置的主流。1.1 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展 是以是以 0.14MPa0.14MPa壓縮空氣為能源壓縮空氣為能源, ,各單元之間以統(tǒng)各單元之間以統(tǒng)一的一的 0.020.020.1MPa0.1MPa氣壓標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相聯(lián)系儀表。氣壓標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相聯(lián)系儀表。： DDZ-DDZ-型型電子管器件為主要器件電子管器件為主要器件 DDZ-DDZ-型型晶體管等分立元件為主要器件晶體管等分立元件為主要器件 DDZ-DDZ-型型線(xiàn)性集成電路作為核心器件線(xiàn)性集成電路作為核心器件2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代至今年代至今：隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)：

7、管控一體化、綜合自動(dòng)化是當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)管控一體化、綜合自動(dòng)化是當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程控制的發(fā)展方向。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)程控制的發(fā)展方向。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMSCIMS。自動(dòng)化儀表：自動(dòng)化儀表：總線(xiàn)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起過(guò)程控制系總線(xiàn)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起過(guò)程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革。現(xiàn)場(chǎng)儀表的統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)字化和智能化，形成了真正意義上的全數(shù)字過(guò)程數(shù)字化和智能化，形成了真正意義上的全數(shù)字過(guò)程控制系統(tǒng)。如各種智能儀表、變送器等。控制系統(tǒng)。如各種智能儀表、變送器等。1.1 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展1.2 1.2 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容化工自動(dòng)化

8、的主要內(nèi)容 1 1、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 利用各種檢測(cè)儀表對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄。利用各種檢測(cè)儀表對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄。溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)1.2 1.2 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容 2 2、自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自動(dòng)發(fā)出聲光信號(hào)。動(dòng)發(fā)出聲光信號(hào)。聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)，打開(kāi)安全閥或達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)，打開(kāi)安全閥或切斷某些通路，必要時(shí)緊急停車(chē)。切斷某些通路，必要時(shí)緊急停車(chē)。液位自動(dòng)控制系統(tǒng)液位自動(dòng)控制系統(tǒng)3 3、自動(dòng)操縱及自動(dòng)開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)、自

9、動(dòng)操縱及自動(dòng)開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)自動(dòng)操縱系統(tǒng)：自動(dòng)操縱系統(tǒng)：根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè) 備進(jìn)行某種周期性操作。備進(jìn)行某種周期性操作。自動(dòng)開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)：自動(dòng)開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)：按預(yù)先規(guī)定好的步驟將生產(chǎn)過(guò)程自按預(yù)先規(guī)定好的步驟將生產(chǎn)過(guò)程自 動(dòng)的投入運(yùn)行或自動(dòng)停車(chē)。動(dòng)的投入運(yùn)行或自動(dòng)停車(chē)。1.2 1.2 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容 例：液體混合裝置的控制例：液體混合裝置的控制控制要求：控制要求：按下啟動(dòng)按鈕，按下啟動(dòng)按鈕， 電磁閥電磁閥YV1YV1打開(kāi)，打開(kāi)，液體液體A A流入容器，流入容器，SLISLI變?yōu)樽優(yōu)椤? 1”時(shí)，時(shí)，關(guān)閉關(guān)閉YV1YV1，打開(kāi)打開(kāi)YV2,

10、YV2,液體液體B B流入容器，流入容器，當(dāng)液面到達(dá)當(dāng)液面到達(dá)SLHSLH時(shí)，關(guān)閉時(shí)，關(guān)閉YV2,YV2,電機(jī)電機(jī)M M開(kāi)始運(yùn)行，攪拌液體，開(kāi)始運(yùn)行，攪拌液體，6 6S S后停止攪后停止攪拌，打開(kāi)拌，打開(kāi)YV3YV3，放出混合液體。當(dāng)液放出混合液體。當(dāng)液面降至面降至SLLSLL之后，再過(guò)之后，再過(guò)2 2S S容器放空，容器放空，關(guān)閉關(guān)閉YV3YV3，開(kāi)始下一周期的操作，開(kāi)始下一周期的操作，按按下停止按鈕下停止按鈕，停止操作。，停止操作。1.2 1.2 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容 4 4、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng) 利用自動(dòng)控制裝置對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)利用自動(dòng)控制裝置對(duì)生產(chǎn)中某

11、些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，使他們?cè)谑艿酵饨鐢_動(dòng)的影響而偏離行自動(dòng)控制，使他們?cè)谑艿酵饨鐢_動(dòng)的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)的回到規(guī)定范圍。正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)的回到規(guī)定范圍。 1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 1 1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成（1 1）測(cè)量元件與變送器）測(cè)量元件與變送器 檢測(cè)被控制的物理量（如液位）并將其轉(zhuǎn)化為特定的、檢測(cè)被控制的物理量（如液位）并將其轉(zhuǎn)化為特定的、統(tǒng)一的輸出信號(hào)。統(tǒng)一的輸出信號(hào)。（2 2）控制器）控制器 將設(shè)定值（需保持的液位）與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，將設(shè)定值（需保持的液位）與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，求出

12、它們之間的偏差求出它們之間的偏差, ,然后按照預(yù)先選定的控制規(guī)律進(jìn)然后按照預(yù)先選定的控制規(guī)律進(jìn)行計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果作為控制信號(hào)送給執(zhí)行裝置。行計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果作為控制信號(hào)送給執(zhí)行裝置。1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 （3 3）執(zhí)行器）執(zhí)行器 通常指調(diào)節(jié)閥，其作用是接受控制器的輸出信號(hào)，通常指調(diào)節(jié)閥，其作用是接受控制器的輸出信號(hào)，改變閥門(mén)的開(kāi)度，直接作用被控對(duì)象使被控變量發(fā)生改變閥門(mén)的開(kāi)度，直接作用被控對(duì)象使被控變量發(fā)生變化。變化。1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組

13、成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 2 2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示形式、自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示形式 帶有輸入輸出信號(hào)的方框帶有輸入輸出信號(hào)的方框 比較點(diǎn)比較點(diǎn) 分支點(diǎn)分支點(diǎn) 1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 通過(guò)測(cè)量變送裝置將被控變量的測(cè)量值送回到系統(tǒng)的輸入端。通過(guò)測(cè)量變送裝置將被控變量的測(cè)量值送回到系統(tǒng)的輸入端。對(duì)象對(duì)象熱交換溫度控制系統(tǒng)熱交換溫度控制系統(tǒng)TC蒸汽凝液進(jìn)料TspTmTRVRF , Tiu(t)1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 e=x-z e=x-z 什么是什么是1.3 1.3 自

14、動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 v開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，容易設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，容易設(shè)計(jì)和調(diào)整以及成本較低的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)那些負(fù)載恒定，調(diào)整以及成本較低的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)那些負(fù)載恒定，擾動(dòng)小，控制精度要求不高的實(shí)際系統(tǒng)，是有擾動(dòng)小，控制精度要求不高的實(shí)際系統(tǒng)，是有效的控制方式。效的控制方式。v閉環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：由于增加了檢測(cè)裝置和反饋環(huán)節(jié)，由于增加了檢測(cè)裝置和反饋環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本有所增加；但它提高了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本有所增加；但它提高了系統(tǒng)的控制精度和抗干擾能力；同時(shí)負(fù)反饋對(duì)系統(tǒng)的控制精度和抗干擾能力；同時(shí)負(fù)反饋對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。穩(wěn)定

15、性產(chǎn)生不利影響。1.3 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及表示形式 根據(jù)設(shè)定值分為根據(jù)設(shè)定值分為定值控制定值控制系統(tǒng)，系統(tǒng)，隨動(dòng)控制隨動(dòng)控制系統(tǒng)和系統(tǒng)和程序控制程序控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。1 1、定值控制系統(tǒng)、定值控制系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)：設(shè)定值是固定不變的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱(chēng)為定值控制系統(tǒng)。設(shè)定值是固定不變的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱(chēng)為定值控制系統(tǒng)。 作用作用：克服擾動(dòng)的影響，使被控變量保持在工藝要求的數(shù)值上克服擾動(dòng)的影響，使被控變量保持在工藝要求的數(shù)值上1.4 1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi) 2 2、隨動(dòng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)：設(shè)定值是一個(gè)未知的變化量的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱(chēng)

16、為隨動(dòng)設(shè)定值是一個(gè)未知的變化量的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱(chēng)為隨動(dòng)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。 作用作用：以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化。以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化。1.4 1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi) 3 3、程序控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：設(shè)設(shè)定值是變化的，且按一定時(shí)間程序變化的時(shí)間函數(shù)。定值是變化的，且按一定時(shí)間程序變化的時(shí)間函數(shù)。程序控制系統(tǒng)可以看成是隨動(dòng)控制系統(tǒng)的特殊情程序控制系統(tǒng)可以看成是隨動(dòng)控制系統(tǒng)的特殊情況，其分析研究方法與隨動(dòng)控制系統(tǒng)相同。況，其分析研究方法與隨動(dòng)控制系統(tǒng)相同。作用作用：以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化。以一定的精度跟隨設(shè)定值的變化而變化。1.4

17、 1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi) 1 1、控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：被控量不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)。靜態(tài)：被控量不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)。動(dòng)態(tài)：被控量隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)。動(dòng)態(tài)：被控量隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)。1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) u設(shè)液位設(shè)液位h h為被控量。為被控量。u當(dāng)當(dāng)Q Qi i=Q=Qo o時(shí)，時(shí)，h h保持不變；保持不變；u當(dāng)有擾動(dòng)使當(dāng)有擾動(dòng)使Q Qi i變化時(shí)，液位變化，到變化時(shí)，液位變化，到 達(dá)新的液位達(dá)新的液位h h1 1后又平衡下來(lái)。后又平衡下來(lái)。2 2、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程

18、、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 典型輸入信號(hào)典型輸入信號(hào) 階躍信號(hào)階躍信號(hào)A 0 t0 t0 )(tr特特 點(diǎn)點(diǎn)1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 在階躍信號(hào)作用下，被控變量隨時(shí)間的變化有以下幾種形式：在階躍信號(hào)作用下，被控變量隨時(shí)間的變化有以下幾種形式：y t t y t y t y t y t 1.1.發(fā)散振蕩過(guò)程發(fā)散振蕩過(guò)程曲線(xiàn)所示曲線(xiàn)所示5.5.非振蕩發(fā)散過(guò)程非振蕩發(fā)散過(guò)程曲線(xiàn)所示曲線(xiàn)所示3.3.等幅振蕩過(guò)程等幅振蕩過(guò)程曲線(xiàn)所示曲線(xiàn)所示4.4.衰減振蕩過(guò)程衰減振蕩過(guò)程曲線(xiàn)

19、所示曲線(xiàn)所示2.2.非振蕩衰減過(guò)程非振蕩衰減過(guò)程曲線(xiàn)所示曲線(xiàn)所示1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 3 3、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 通常以階躍響應(yīng)來(lái)衡量系統(tǒng)控制性能的優(yōu)劣和定義通常以階躍響應(yīng)來(lái)衡量系統(tǒng)控制性能的優(yōu)劣和定義瞬態(tài)過(guò)程的時(shí)域性能指標(biāo)。瞬態(tài)過(guò)程的時(shí)域性能指標(biāo)。1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 1）最大偏差或超調(diào)量）最

20、大偏差或超調(diào)量%100)()(%maxyyyB式中：式中： -輸出響應(yīng)的最大值；輸出響應(yīng)的最大值；maxy)(lim)(tyyt-穩(wěn)態(tài)值；穩(wěn)態(tài)值；2）衰減比）衰減比表示過(guò)渡過(guò)程衰減的程度。表示過(guò)渡過(guò)程衰減的程度。B:B,=n:1取取n=4 10為宜。為宜。 超調(diào)量超調(diào)量最大偏差指被控量偏離給定值的最大值。最大偏差指被控量偏離給定值的最大值。1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 3 3）調(diào)節(jié)時(shí)間或過(guò)渡時(shí)間）調(diào)節(jié)時(shí)間或過(guò)渡時(shí)間 從擾動(dòng)作用開(kāi)始，直到被控量從擾動(dòng)作用開(kāi)始，直到被控量 和和 之間的之間的誤差誤差達(dá)到達(dá)到規(guī)定的范圍規(guī)定的范圍之內(nèi)之內(nèi)比如比如 或

21、或 ，且且以后不再以后不再超出超出此范圍此范圍的最小的最小時(shí)間時(shí)間ts稱(chēng)為稱(chēng)為調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間。即。即當(dāng)當(dāng) ，有有：)(ty)(y)(%5y)(%2ystt 52),(%| )()(|或yyty1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 4 4）余差）余差 當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)，被控變量所達(dá)到的新穩(wěn)態(tài)值與給當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)，被控變量所達(dá)到的新穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差叫余定值之間的偏差叫余差，用差，用C C表示，可正可負(fù)。即：表示，可正可負(fù)。即：)(0ty)()(0tyyC1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) 5 5）

22、振蕩周期或頻率）振蕩周期或頻率 過(guò)渡過(guò)程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時(shí)間叫過(guò)渡過(guò)程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時(shí)間叫振振蕩周期或工作蕩周期或工作周期周期T T，其倒數(shù)稱(chēng)為振蕩頻率。其倒數(shù)稱(chēng)為振蕩頻率。過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)主要有：過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)主要有：1.5 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與品質(zhì)指標(biāo) l最大偏差最大偏差A(yù) A（超調(diào)量（超調(diào)量B B）l衰減比衰減比B:BB:Bl調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間tsts （過(guò)渡時(shí)間）（過(guò)渡時(shí)間）l余差余差C Cl振蕩周期振蕩周期T T 問(wèn)答題問(wèn)答題 問(wèn)答題問(wèn)答題 問(wèn)答題問(wèn)答題解：解：1 1、最大偏差：、最大偏差：A A23020

23、023020030 30 2 2、余差、余差C C20520020520055 3 3、第一個(gè)波峰值、第一個(gè)波峰值B B2302052302052525 第二個(gè)波峰值第二個(gè)波峰值BB21020521020555 衰減比衰減比n n2525：5 55 5：l l。 4 4、振蕩周期為同向兩波峰之間的時(shí)間間隔，故周期、振蕩周期為同向兩波峰之間的時(shí)間間隔，故周期T T20520515(min)15(min) 5 5、過(guò)渡時(shí)間與規(guī)定的被控變量限制范圍大小有關(guān)，假定被控變量進(jìn)入額定值的、過(guò)渡時(shí)間與規(guī)定的被控變量限制范圍大小有關(guān)，假定被控變量進(jìn)入額定值的2 2，就可以認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，那么限制范圍為就

24、可以認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，那么限制范圍為200200( (2 2) )44，這時(shí)，可，這時(shí)，可在新穩(wěn)態(tài)值在新穩(wěn)態(tài)值(205)(205)兩側(cè)以寬度為兩側(cè)以寬度為44畫(huà)一區(qū)域，圖中以畫(huà)有陰影線(xiàn)的區(qū)域表示，畫(huà)一區(qū)域，圖中以畫(huà)有陰影線(xiàn)的區(qū)域表示，只要被控變量進(jìn)入這一區(qū)域且不再越出，過(guò)渡過(guò)程就可以認(rèn)為已經(jīng)結(jié)束。因此，從只要被控變量進(jìn)入這一區(qū)域且不再越出，過(guò)渡過(guò)程就可以認(rèn)為已經(jīng)結(jié)束。因此，從圖上可以看出，過(guò)渡時(shí)間為圖上可以看出，過(guò)渡時(shí)間為22min22min。 49 基地式儀表基地式儀表只具備簡(jiǎn)單測(cè)控功能，其信號(hào)一般僅在本儀表內(nèi)起作用只具備簡(jiǎn)單測(cè)控功能，其信號(hào)一般僅在本儀表內(nèi)起作用，各測(cè)控點(diǎn)間的信號(hào)難以相

25、互溝通，操作人員只能通過(guò)，各測(cè)控點(diǎn)間的信號(hào)難以相互溝通，操作人員只能通過(guò)巡視生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)了解生產(chǎn)狀況。（目前已淘汰）巡視生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)了解生產(chǎn)狀況。（目前已淘汰） 單元組合儀表單元組合儀表智智 能能 儀儀 表表儀表中含有微處理器，功能強(qiáng)，往往具備數(shù)字信號(hào)傳儀表中含有微處理器，功能強(qiáng)，往往具備數(shù)字信號(hào)傳輸和模擬信號(hào)傳輸兩種功能。輸和模擬信號(hào)傳輸兩種功能。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表 簡(jiǎn)而言之就是滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的智能儀表。簡(jiǎn)而言之就是滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的智能儀表。 隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝要求的提高，操作人員需要隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝要求的提高，操作人員需要掌握多點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)和信息，需要按多點(diǎn)的運(yùn)行信息實(shí)掌握多點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)和信息，需要按多點(diǎn)的運(yùn)行信息實(shí)行操作控制，于是出現(xiàn)了氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式行操作控制，于是出現(xiàn)了氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式儀表，出現(xiàn)了集中控制室。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各處的參數(shù)通過(guò)統(tǒng)儀表，出現(xiàn)了集中控制室。生產(chǎn)現(xiàn)