《儀表與自動(dòng)化》教學(xué)課件-01

《儀表與自動(dòng)化》教學(xué)課件-01湖南工業(yè)大學(xué)授課班級(jí)：機(jī)電13級(jí)2015.09

《儀表與自動(dòng)化》教學(xué)課件《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件儀表與自自動(dòng)化課程學(xué)時(shí)時(shí)：56學(xué)時(shí)，其其中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)6學(xué)時(shí)時(shí)。使用教材材：何道清、、諶海云云、張禾禾編《儀儀表與自自動(dòng)化》》（第二二版）北北京：化化學(xué)工業(yè)業(yè)出版社社,2011參考資料料：【1】厲厲玉鳴編編.化工工儀表及及自動(dòng)化化.北京京:化學(xué)學(xué)工業(yè)出出版社,,2003【2】楊楊麗明等等編.化化工自動(dòng)動(dòng)化及儀儀表.北北京:化化學(xué)工業(yè)業(yè)出版社社,2004【3】愈愈金壽主主編.過過程自動(dòng)動(dòng)化及儀儀表.北北京:化化學(xué)工業(yè)業(yè)出版社社,2003【4】何何道清編編.傳感感器與傳傳感器技技術(shù).北北京:科科學(xué)出版版社,2004【5】陳陳夕松..汪木木蘭.過過程控控制系統(tǒng)統(tǒng).北北京:科科學(xué)出版版社,2005【6】王王可華..張繼繼峰.石石油儀儀表及自自動(dòng)化..北京京:石油油工業(yè)出出版社，，2006【7】CurtisDJohnson，ProcessControlInstrumentationTechnology【8】西西南石油油大學(xué)網(wǎng)網(wǎng)站《儀儀表與自自動(dòng)化》》網(wǎng)絡(luò)課課件《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件儀表與自自動(dòng)化教學(xué)重點(diǎn)點(diǎn)自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的基本概概念及被被控對(duì)象象的數(shù)學(xué)學(xué)模型；；自動(dòng)控制制系統(tǒng)中中的自動(dòng)動(dòng)化儀表表（測(cè)量量元件及及變送器器，顯示示儀表，，自動(dòng)控控制儀表表，執(zhí)行行器等））；控制系統(tǒng)統(tǒng)（簡(jiǎn)單單控制系系統(tǒng)，復(fù)復(fù)雜控制制系統(tǒng)，，計(jì)算機(jī)機(jī)控制系系統(tǒng)簡(jiǎn)介介）；控制方案案設(shè)計(jì)及及典型設(shè)設(shè)備的控控制方案案設(shè)計(jì)分分析?？己朔椒ǚㄆ綍r(shí)(作作業(yè)+考考勤+實(shí)實(shí)驗(yàn))30%++期末末考試70%《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件緒論1自自動(dòng)控制制系統(tǒng)基基本概念念1.1工工業(yè)業(yè)自動(dòng)化化的主要要內(nèi)容1.2自自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)的組組成和分分類1.3自自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)方塊塊圖1.4工工藝藝管道及及控制流流程圖1.5自自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)的過過渡過程程和品質(zhì)質(zhì)指標(biāo)習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件2被被控對(duì)象象的數(shù)學(xué)學(xué)模型2.1對(duì)對(duì)象象的特性性及其描描述方法法2.2對(duì)對(duì)象象數(shù)學(xué)模模型的建建立2.3描描述述對(duì)象特特性的參參數(shù)習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件3檢檢測(cè)儀表表與傳感感器3.1概概述述3.2壓壓力力檢測(cè)及及儀表3.3流流量量檢測(cè)及及儀表3.4物物位位檢測(cè)及及儀表3.5溫溫度度檢測(cè)及及儀表習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件4顯顯示儀表表4.1動(dòng)動(dòng)圈圈式顯示示儀表4.2自自動(dòng)動(dòng)電子電電位差計(jì)計(jì)4.3自自動(dòng)動(dòng)電子平平衡電橋橋4.4數(shù)數(shù)字字式顯示示儀表4.5新新型型顯示記記錄儀表表習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件5自自動(dòng)控制制儀表5.1概概述述5.2控控制制規(guī)律及及其特點(diǎn)點(diǎn)5.3模模擬擬式控制制器5.4數(shù)數(shù)字字式控制制器習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件6執(zhí)執(zhí)行器6.1概概述述6.2氣氣動(dòng)動(dòng)執(zhí)行器器6.3電電動(dòng)動(dòng)執(zhí)行器器6.4電電--氣轉(zhuǎn)換換器及電電-氣閥閥門定位位器6.5控控制制閥的選選擇習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件7簡(jiǎn)簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)7.1簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單控制系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)與組組成7.2被被控控變量的的選擇7.3操操縱縱變量的的選擇7.4測(cè)測(cè)量量元件特特性的影影響7.5控控制制器的選選擇7.6控控制制器參數(shù)數(shù)的工程程整定習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件8復(fù)復(fù)雜控制制系統(tǒng)8.1串串級(jí)級(jí)控制系系統(tǒng)8.2均均勻勻控制系系統(tǒng)8.3比比值值控制系系統(tǒng)8.4前前饋饋控制系系統(tǒng)8.5選選擇擇性控制制系統(tǒng)8.6分分程程控制系系統(tǒng)8.7多多沖沖量控制制系統(tǒng)8.8新新型型控制系系統(tǒng)習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件9典典型設(shè)備備控制方方案9.1流流體體輸送設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制9.2傳傳熱熱設(shè)備的的自動(dòng)控控制9.3精精餾餾塔的自自動(dòng)控制制9.4化化學(xué)學(xué)反應(yīng)器器的自動(dòng)動(dòng)控制習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件10計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)控制系系統(tǒng)10.1計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的原理理與組成成10.2計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的分類類與特點(diǎn)點(diǎn)習(xí)題與思思考題《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———0.緒論論0緒論0.1儀表自動(dòng)動(dòng)化的概概念生產(chǎn)過程程自動(dòng)化化，就是是在生產(chǎn)產(chǎn)過程中中，采用用自動(dòng)化化儀表及及裝置，，來檢測(cè)測(cè)、顯示示、記錄錄和控制制生產(chǎn)過過程中的的重要工工藝參數(shù)數(shù)，以代代替操作作人員的的直接操操作，使使整個(gè)生生產(chǎn)過程程能自動(dòng)動(dòng)地維持持正常狀狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)受到外外界干擾擾的影響響而偏離離正常狀狀態(tài)時(shí)，，又能自自動(dòng)地調(diào)調(diào)回到規(guī)規(guī)定的數(shù)數(shù)值范圍圍內(nèi)。這這種用自自動(dòng)化儀儀表來控控制生產(chǎn)產(chǎn)過程的的方法，，即生產(chǎn)產(chǎn)過程自自動(dòng)化。。儀表自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)術(shù)是一門門綜合性性的技術(shù)術(shù)學(xué)科，，它應(yīng)用用自動(dòng)控控制學(xué)科科、儀器器儀表學(xué)學(xué)科及計(jì)計(jì)算機(jī)學(xué)學(xué)科的理理論與技技術(shù)服務(wù)務(wù)于各類類生產(chǎn)過過程，以以實(shí)現(xiàn)生生產(chǎn)過程程的自動(dòng)動(dòng)化。生產(chǎn)過程程或設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制，，實(shí)現(xiàn)了了生產(chǎn)工工藝參數(shù)數(shù)從測(cè)量量、顯示示、記錄錄到控制制以及對(duì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的操操作和保保護(hù)等環(huán)環(huán)節(jié)，都都用自動(dòng)動(dòng)化儀表表及裝置置按設(shè)定定的工藝藝過程來來自動(dòng)完完成，從從而使生生產(chǎn)質(zhì)量量得以提提高，并并大大地地減輕工工人的勞勞動(dòng)強(qiáng)度度，同時(shí)時(shí)，也更更好地保保證生產(chǎn)產(chǎn)安全，，延長設(shè)設(shè)備使用用壽命，，降低能能量消耗耗和生產(chǎn)產(chǎn)成本，，為生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)帶帶來了良良好的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益和社會(huì)會(huì)效益。?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———0.緒論論0.2儀表自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)術(shù)的發(fā)展展概況自動(dòng)化發(fā)發(fā)展主要要特點(diǎn)：：生產(chǎn)的需要、、理論的的開拓與與技術(shù)手手段的進(jìn)進(jìn)展三者者相互推推動(dòng)，相相互促進(jìn)進(jìn)。自動(dòng)化發(fā)發(fā)展主要要階段:機(jī)器生產(chǎn)產(chǎn)→→控控制理理論→→簡(jiǎn)簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)→→復(fù)復(fù)雜雜控制系系統(tǒng)→→現(xiàn)現(xiàn)代代控制系系統(tǒng)(直接數(shù)字字控制-DDC，集散控控制系統(tǒng)統(tǒng)-DCS，SCADA系統(tǒng),等)；或基地式控控制器等等組成的的控制系系統(tǒng)→→單單元元組合儀儀表組成成的控制制系統(tǒng)→→計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)（DCS）→→二二級(jí)級(jí)優(yōu)化控控制系統(tǒng)統(tǒng)。0.3儀表自動(dòng)動(dòng)化課程程的性質(zhì)質(zhì)、任務(wù)務(wù)與要求求是一門綜綜合性、、實(shí)踐性性較強(qiáng)的的專業(yè)技技術(shù)課。。應(yīng)掌握生生產(chǎn)自動(dòng)動(dòng)化過程程中各類類檢測(cè)儀儀表、顯顯示儀表表、控制制儀表和和執(zhí)行儀儀器的基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)與工作作原理，，了解儀儀表的特特性、安安裝及應(yīng)應(yīng)用特點(diǎn)點(diǎn)，以便便在實(shí)際際生產(chǎn)過過程中能能正確選選擇、使使用常用用儀表，，并具備備簡(jiǎn)單儀儀表故障障的分析析、處理理能力。。同時(shí)，，應(yīng)熟悉悉自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成、、控制特特性、設(shè)設(shè)計(jì)方法法和運(yùn)行行管理，，使儀表表自動(dòng)化化技術(shù)能能夠更好好地在工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中發(fā)揮揮應(yīng)有的的作用。?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———0.緒論論《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———0.緒論論《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.1工工業(yè)自自動(dòng)化的的主要內(nèi)內(nèi)容1.1..1自自動(dòng)檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)利用各種種檢測(cè)儀儀表對(duì)主主要工藝藝參數(shù)進(jìn)進(jìn)行測(cè)量量、指示示或記錄錄的，稱稱為自動(dòng)動(dòng)檢測(cè)系系統(tǒng)。1.1..2自自動(dòng)信號(hào)號(hào)和聯(lián)鎖鎖保護(hù)系系統(tǒng)對(duì)某些關(guān)關(guān)鍵性參參數(shù)設(shè)有有自動(dòng)信信號(hào)聯(lián)鎖鎖裝置。。當(dāng)工藝藝參數(shù)超超過了允允許范圍圍，在事事故發(fā)生生以前，，信號(hào)系系統(tǒng)就自自動(dòng)地發(fā)發(fā)出聲光光報(bào)警信信號(hào)，告告誡操作作人員注注意，并并及時(shí)采采取措施施。如工工況已到到達(dá)危險(xiǎn)險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)時(shí)，聯(lián)鎖鎖系統(tǒng)立立即自動(dòng)動(dòng)采取緊緊急措施施，打開開安全閥閥或切斷斷某些通通路，必必要時(shí)緊緊急停車車，以防防止事故故的發(fā)生生和擴(kuò)大大。它是是生產(chǎn)過過程中的的一種安安全裝置置?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.1..3自自動(dòng)操縱縱及自動(dòng)動(dòng)開停車車系統(tǒng)自動(dòng)操縱縱系統(tǒng)可可以根據(jù)據(jù)預(yù)先規(guī)規(guī)定的步步驟自動(dòng)動(dòng)地對(duì)生生產(chǎn)設(shè)備備進(jìn)行某某種周期期性操作作。極大大地減輕輕操作工工人的重重復(fù)性體體力勞動(dòng)動(dòng)。自動(dòng)開、、停車系系統(tǒng)可以以按照預(yù)預(yù)先規(guī)定定好的步步驟，將將生產(chǎn)過過程自動(dòng)動(dòng)地投入入運(yùn)行或或自動(dòng)停停車。1.1..4自動(dòng)控制制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)中中某些關(guān)關(guān)鍵性參參數(shù)進(jìn)行行自動(dòng)控控制，使使它們?cè)谠谑艿酵馔饨绺蓴_擾（擾動(dòng)動(dòng)）的影影響而偏偏離正常常狀態(tài)時(shí)時(shí)，能自自動(dòng)地控控制而回回到規(guī)定定的數(shù)值值范圍內(nèi)內(nèi)，為此此目的而而設(shè)置的的系統(tǒng)就就是自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)。自動(dòng)檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)只能完成成“了解解”生產(chǎn)產(chǎn)過程進(jìn)進(jìn)行情況況的任務(wù)務(wù)；信號(hào)聯(lián)鎖鎖保護(hù)系系統(tǒng)只能在工工藝條件件進(jìn)入某某種極限限狀態(tài)時(shí)時(shí)，采取取安全措措施，以以避免生生產(chǎn)事故故的發(fā)生生；自動(dòng)操縱縱系統(tǒng)只能按照照預(yù)先規(guī)規(guī)定好的的步驟進(jìn)進(jìn)行某種種周期性性操縱；；只有自動(dòng)控制制系統(tǒng)才能自動(dòng)動(dòng)地排除除各種干干擾因素素對(duì)工藝藝參數(shù)的的影響，，使它們們始終保保持在預(yù)預(yù)先規(guī)定定的數(shù)值值上，保保證生產(chǎn)產(chǎn)維持在在正?；蚧蜃罴训牡墓に嚥俨僮鳡顟B(tài)態(tài)?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.2自自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的組成成和分類類1.2..1人人工控制制與自動(dòng)動(dòng)控制（1）液位人工工控制：：檢測(cè)—眼眼；運(yùn)算（思思考）、、命令——腦；執(zhí)行—手手。

圖1-1液位人工工控制《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念

（2）液位自動(dòng)動(dòng)控制：：測(cè)量元件件及變送送器—眼；控制器—腦；執(zhí)行器—手。1.2..2自動(dòng)控制制系統(tǒng)組組成：《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)實(shí)實(shí)例圖1-3簡(jiǎn)單液位位控制系系統(tǒng)組成成示意圖圖《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.2..3自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的分類：：按被控變量量分：溫度控制制系統(tǒng)、壓力控制制系統(tǒng)、流量控制制系統(tǒng)、液位控制制系統(tǒng)、成分控制制系統(tǒng)等等；按控制規(guī)律律分：比例控制系統(tǒng)統(tǒng)、比例積積分控制系統(tǒng)統(tǒng)、比例微微分控制系統(tǒng)統(tǒng)、比例積分分微分控制系統(tǒng)統(tǒng)等；按基本結(jié)構(gòu)分：開環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)；按信號(hào)特點(diǎn)分：：定值控制制、隨動(dòng)控制制、順序（程程序）控控制?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.2..4工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化儀表表的分類類：（1）按儀表表使用的的能源分分類：①電動(dòng)儀儀表（電電能）；；②氣動(dòng)動(dòng)儀表（（壓縮空空氣）；；③液動(dòng)動(dòng)儀表（（少用））。（2）按信息息的獲得得、傳遞遞、反映映和處理理的過程程分類：：①檢測(cè)儀儀表；②②顯示儀儀表；③③集中控控制裝置置；④控控制儀表表；⑤執(zhí)執(zhí)行器。。（3）按儀表表的組成成形式分分類：①基地式式儀表：：基地式式儀表集集變送、、顯示、、控制各各部分功功能于一一體，單單獨(dú)構(gòu)成成一個(gè)固固定的控控制系統(tǒng)統(tǒng)；②單單元組合合儀表：：?jiǎn)卧M組合式儀儀表將變變送、控控制、顯顯示等功功能制成成各自獨(dú)獨(dú)立的儀儀表單元元，各單單元間用用統(tǒng)一的的輸入、、輸出信信號(hào)相聯(lián)聯(lián)系?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念單元組合合儀表命命名與性性能：①Q(mào)DZ（“氣””、“單單”、““組”））－氣動(dòng)動(dòng)單元組組合儀表表統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)氣源壓壓力：0.14MPa；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信號(hào)：：0.02~0..1MPa(20~100kPa))；氣路導(dǎo)管管：Φ61紫銅管、、塑料管管、尼龍龍單管和和管纜；；精度：1.0級(jí)、1.5級(jí)。②DDZ（“電””、“單單”、““組”））Ⅱ－Ⅱ型電動(dòng)單單元組合合儀表統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電源：：交流220V；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信號(hào)：：現(xiàn)場(chǎng)傳傳輸信號(hào)號(hào)0~10mA；控制室室聯(lián)絡(luò)信信號(hào)0~2V；精度：0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)。③DDZ（“電””、“單單”、““組”））Ⅲ－Ⅲ型電動(dòng)單單元組合合儀表統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電源：：24V直流；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信號(hào)：：現(xiàn)場(chǎng)傳傳輸信號(hào)號(hào)4~20mA；控制室室聯(lián)絡(luò)信信號(hào)1~5V；精度：0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念（4）按防爆爆能力分分類①普通型型：凡是未采采取防爆爆措施的的儀表，，只能應(yīng)應(yīng)用在非非危險(xiǎn)場(chǎng)場(chǎng)所。②隔爆型型：采取隔離離措施以以防止引引燃引爆爆事故的的儀表。。③安全火火花型儀儀表：這類儀表表采用低低壓直流流小功率率電源供供電，并并且對(duì)電電路中的的儲(chǔ)能元元件(例如電容容、電感感)嚴(yán)加限制制，使電電路在故故障下所所產(chǎn)生的的火花微微弱到不不足以點(diǎn)點(diǎn)燃周圍圍的易燃燃?xì)怏w。。此外，，危險(xiǎn)區(qū)區(qū)以外發(fā)發(fā)生電路路的混觸觸，也有有可靠的的措施，，使高電電壓、大大電流不不能進(jìn)入入危險(xiǎn)區(qū)區(qū)?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.3自動(dòng)控制制系統(tǒng)方方塊圖由傳遞方方塊（環(huán)環(huán)節(jié)、裝裝置）、、帶箭頭頭的信號(hào)號(hào)線、綜綜合點(diǎn)、、分支構(gòu)構(gòu)成的表表示控制制系統(tǒng)組組成和作作用的圖圖形。如如圖1-4所示帶箭頭的的信號(hào)線線表示方方塊間的的相互關(guān)關(guān)系及信信號(hào)的流流向。圖1-4自動(dòng)控制制系統(tǒng)方方塊圖《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念例：蒸汽汽加熱器器溫度控控制系統(tǒng)統(tǒng)圖1-5蒸汽加熱熱器溫度度控制系系統(tǒng)《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念作業(yè):1-3，，1-7，1--8，1-11圖1-4貯槽液位位控制系系統(tǒng)與蒸蒸汽加熱熱器溫度度控制系系統(tǒng)《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.4工藝管道道及控制流程程圖在控制方方案確定定后，根根據(jù)工藝藝設(shè)計(jì)給給出的流程圖，按其流流程順序序標(biāo)注出出相應(yīng)的的測(cè)量點(diǎn)點(diǎn)、控制制點(diǎn)、控控制系統(tǒng)統(tǒng)及自動(dòng)動(dòng)信號(hào)與與聯(lián)鎖保保護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)等的圖圖形，即即工藝管管道及控制流程程圖(PID圖)。圖1-6所示是簡(jiǎn)化了的的乙烯生生產(chǎn)過程程中脫乙乙烷塔的的管道及及控制流流程圖，工藝管道道及控制流流程圖上上設(shè)備間間的工藝藝管線，，表示物物料的流流動(dòng)方向向?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念圖1-6脫乙烷塔塔工藝管管道及控控制流程程圖《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.4..1圖圖形符號(hào)號(hào)測(cè)量點(diǎn)，，連接線線，儀表表，見表表1-1。圖1-7測(cè)測(cè)量點(diǎn)的的一般表表示方法法圖圖1-8連連接接線的表表示方法法表1-1儀儀表安裝裝位置的的圖形符符號(hào)表示示《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.4..2字字母代號(hào)號(hào)第一位字字母表示示被測(cè)變變量，后后續(xù)字母母表示儀儀表的功功能。表1-2被測(cè)變量量和儀表表功能的的字母代代號(hào)字母第一位字母后續(xù)字母被測(cè)變量修飾詞功能ACDEFHIKLMPQRSTVWYZ分析電導(dǎo)率密度電壓流量手動(dòng)電流時(shí)間或時(shí)間程序液位（物位）水分或濕度壓力或真空數(shù)量或件數(shù)放射性速度或頻率溫度黏度力供選用位置、尺寸差比（分?jǐn)?shù)）變化速率積算、累積安全Y軸X軸

報(bào)警控制（調(diào)節(jié)）檢測(cè)元件指示自動(dòng)-手動(dòng)操作器燈連接點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)記錄開關(guān)、聯(lián)鎖傳送閥、擋板、百葉窗套管繼電器或計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)或未分類的終端執(zhí)行器

《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.4..3儀儀表位位號(hào)第一位數(shù)數(shù)字表示示工段號(hào)號(hào)，后續(xù)續(xù)數(shù)字表表示儀表表序號(hào)。。在圖1-6中，PIC--207，表示示工段號(hào)號(hào)為2、、儀表序序號(hào)為07、集集中儀表表盤面安安裝的一一臺(tái)具有有指示功功能的壓壓力控制制儀表。。1.5自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的過渡過程程及其品品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)1.5..1控制系統(tǒng)統(tǒng)的靜態(tài)態(tài)與動(dòng)態(tài)態(tài)系統(tǒng)的被被控變量量不隨時(shí)時(shí)間變化化的平衡衡狀態(tài)稱稱為系統(tǒng)統(tǒng)的靜態(tài)。系統(tǒng)的的“靜態(tài)態(tài)”是自自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的目標(biāo)。。系統(tǒng)的被被控變量量隨時(shí)間間變化的的不平衡衡狀態(tài)稱稱為系統(tǒng)統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。系統(tǒng)的的“動(dòng)態(tài)態(tài)”是自自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的研究的的重點(diǎn)，，因?yàn)橛捎捎诟蓴_擾的客觀觀存在，，系統(tǒng)總總是處于于“動(dòng)態(tài)態(tài)”過程程中，自自動(dòng)化裝裝置總是是不斷地地施加控控制作用用去對(duì)抗抗或抵消消干擾作作用的影影響，從從而使被被控變量量保持在在工藝生生產(chǎn)所要要求控制制的技術(shù)術(shù)指標(biāo)（（平衡狀狀態(tài)）上上?！秲x表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.5..2控制系統(tǒng)統(tǒng)的過渡渡過程系統(tǒng)從一一個(gè)平衡衡狀態(tài)過過渡到另另一個(gè)平平衡狀態(tài)態(tài)的過程程稱為系系統(tǒng)的過渡過程程。研究方法法:階躍干擾擾作用,觀測(cè)控制制系統(tǒng)被被控變量量的變化化規(guī)律。。圖1-12階躍干擾擾作用《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念過渡過程程的基本本形式(控制系統(tǒng)統(tǒng)在階躍躍干擾下下的響應(yīng)應(yīng)曲線)圖1-13過渡過程程的幾種種基本形形式《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念過渡過程程的基本本形式：：（在階躍躍干擾作作用下））非周期衰衰減過程程(圖1-13(a)))（單調(diào)衰衰減過程程）衰減振蕩蕩過程(圖1-13(b)))(自動(dòng)控制制系統(tǒng)主主要采用用的過渡渡過程)等幅振蕩蕩過程(圖1-13(c)))發(fā)散振蕩蕩過程(圖1-13(d)))單調(diào)發(fā)散散過程(圖1-13(e)))發(fā)散過程程穩(wěn)定過程程《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.5..3控控制系系統(tǒng)的品品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)：（衰減振振蕩過程程）最大偏差差A(yù)；超調(diào)量B=AC；余差C；衰減比n=B:B=(4~10)式中，B—第一個(gè)波波峰值，，B—第二個(gè)波波峰值；；（n1衰減振蕩蕩過程,n=1等幅振蕩蕩過程,n1發(fā)散過程程）；振蕩周期期T；頻率f；過渡時(shí)間間ts振蕩次數(shù)數(shù)；上升時(shí)間間。圖1-4衰減振蕩蕩過渡過過程《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念例1-2某發(fā)酵過過程工藝規(guī)定定操作溫度度為(40±±2)℃℃?？紤]到到發(fā)酵效效果，控控制過程程中溫度度偏離給給定值最最大不能能超過6℃?，F(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)一定值值控制系系統(tǒng)，在在階躍擾擾動(dòng)作用用下的過過渡過程程曲線如如圖1-5所示。試試確定該該系統(tǒng)的的最大偏偏差、衰衰減比、、余差、、過渡時(shí)時(shí)間(按被控變變量進(jìn)入入±2％新穩(wěn)態(tài)態(tài)值即達(dá)達(dá)到穩(wěn)定定來確定定)和振蕩周周期等過過渡過程程指標(biāo)，，并回答答該系統(tǒng)統(tǒng)能否滿滿足工藝藝要求。。最大偏差差A(yù)=4540=5（℃）6℃衰減比B=4541=4（℃）；；B=4241=1(℃)n=B:B=4:1=4余差C=4140=1（℃）振蕩周期期T=185=13（min）過渡時(shí)間間被控變量量進(jìn)入新新穩(wěn)態(tài)值值2%，就認(rèn)為過過渡過程程已結(jié)束束，那么么限制范范圍是41(2%)=0.82℃，所以過過渡時(shí)間間ts=23min?？刂葡到y(tǒng)統(tǒng)滿足工藝要求求《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念1.5..4影影響控控制系統(tǒng)統(tǒng)過渡過過程品質(zhì)質(zhì)的主要要因素一個(gè)自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)可以以概括成成兩大部部分，即即工藝過過程部分分（被控控對(duì)象））和自動(dòng)動(dòng)化裝置置部分。。工藝過程程部分不不是泛指指整個(gè)工工藝流程程，而是是指與該該自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)有關(guān)的的部分。。以圖1-5所所示的熱熱交換器器溫度控控制系統(tǒng)統(tǒng)為例，，其工藝藝過程部部分指的的是與被被控變量量溫度T有關(guān)的的工藝參參數(shù)和設(shè)設(shè)備結(jié)構(gòu)構(gòu)、材質(zhì)質(zhì)等因素素。自動(dòng)化裝裝置部分分指的是是為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)控控制所必必需的自自動(dòng)化儀儀表設(shè)備備，通常常包括測(cè)測(cè)量與變變送裝置置、控制制器和執(zhí)執(zhí)行器三三部分。。對(duì)于一個(gè)個(gè)自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，過渡渡過程品品質(zhì)的好好壞，在在很大程程度上取取決于對(duì)對(duì)象的性性質(zhì)。如如前述溫溫度控制制系統(tǒng)中中，屬于于對(duì)象性性質(zhì)的主主要因素素有：換換熱器的的負(fù)荷大大小，換換熱器的的結(jié)構(gòu)、、尺寸、、材質(zhì)等等，換熱熱器內(nèi)的的換熱情情況、散散熱情況況及結(jié)垢垢程度等等。自動(dòng)化裝裝置應(yīng)按按對(duì)象性性質(zhì)加以以選擇和和調(diào)整，，兩者要要很好配配合。自自動(dòng)化裝裝置的選選擇和調(diào)調(diào)整不當(dāng)當(dāng)，也會(huì)會(huì)直接影影響控制制質(zhì)量。。此外，，在控制制系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行過程程中，自自動(dòng)化裝裝置的性性能一旦旦發(fā)生變變化，如如閥門失失靈、測(cè)測(cè)量失真真，也要要影響控控制質(zhì)量量?？傊?，影影響自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)過渡渡過程品品質(zhì)的因因素是很很多的，，在系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)和和運(yùn)行過過程中都都應(yīng)充分分注意。。作業(yè)：1-5，1-9，1-12，1-19，1-20《儀表與與自動(dòng)化化》教學(xué)學(xué)課件———1.自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)基本本概念補(bǔ)充1：控制系系統(tǒng)基本本概念系統(tǒng)——按照某種種劃分得得到的若若干元