化工DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的識(shí)用-簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)

課程：化工DCS識(shí)用與操作項(xiàng)目十：自動(dòng)控制系統(tǒng)的識(shí)用知識(shí)點(diǎn)：自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖化工生產(chǎn)四大參數(shù)檢測(cè)壓力P流量F物位L溫度T彈性式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)智能式變送器熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)溫度變送器差壓式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)其他流量計(jì)壓差式液位計(jì)電容式物位計(jì)雷達(dá)式液位計(jì)內(nèi)容提要自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖信號(hào)和變量自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)1設(shè)備數(shù)量多，體量大，手工操作困難自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖一、信號(hào)和變量載有變量信息的物理變量是信號(hào)。

系統(tǒng)或環(huán)節(jié)uy圖1輸入、輸出變量圖輸入變量輸出變量多輸入多數(shù)出系統(tǒng)6圖2簡(jiǎn)單水槽ABuu1u2圖3信號(hào)分叉點(diǎn)7自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖二、自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖在研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，為了便于對(duì)系統(tǒng)分析研究，一般都用方塊圖來(lái)表示控制系統(tǒng)的組成。8自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖圖4自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖方塊圖中，

x

指設(shè)定值；z

指輸出信號(hào)；e

指偏差信號(hào)；p指發(fā)出信號(hào)；q

指出料流量信號(hào)；y

指被控變量；f

指擾動(dòng)作用。當(dāng)x

取正值，z取負(fù)值，e=x-z，負(fù)反饋；x

取正值，z取正值，e=x+z，正反饋。9圖4自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖其他控制系統(tǒng)

用同一種形式地方塊圖可以代表不同的控制系統(tǒng)

當(dāng)進(jìn)料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫度變化時(shí)，可以將該溫度變化測(cè)量后送至溫度控制器TC。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來(lái)維持出口物料的溫度不變。10圖5蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖

為了便于分析,有時(shí)將控制器以外的各個(gè)環(huán)節(jié)(包括被控對(duì)象、測(cè)量元件及變送器、控制閥)組合在一起看待,稱(chēng)之為廣義對(duì)象,這樣,整個(gè)系統(tǒng)可認(rèn)為是由控制器與廣義對(duì)象兩者所構(gòu)成,其方塊圖可簡(jiǎn)化?？刂破鲝V義對(duì)象被控變量測(cè)量值z(mì)給定值干擾作用f-x圖6簡(jiǎn)化方塊圖11自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖三、反饋

自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，是由于反饋的存在造成的。xKβyze-圖7負(fù)反饋系統(tǒng)12自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖小結(jié)

自動(dòng)控制系統(tǒng)是具有被控變量負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。它與自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)操縱等開(kāi)環(huán)系統(tǒng)比較,最本質(zhì)的差別,就在于控制系統(tǒng)有無(wú)負(fù)反饋存在。自動(dòng)操縱裝置對(duì)象操縱指令操縱作用工藝參數(shù)圖8自動(dòng)操縱系統(tǒng)方塊圖14自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖四、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)按被控變量來(lái)分類(lèi)，如溫度、壓力等控制系統(tǒng)；按控制器具有的控制規(guī)律來(lái)分類(lèi)，如比例、比例積分、比例微分、比例積分微分等控制系統(tǒng)；將控制系統(tǒng)按照工藝過(guò)程需要控制的被控變量的給定值是否變化和如何變化來(lái)分類(lèi)，這樣可將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三類(lèi)，即定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15其中第三種分類(lèi)方法最普遍自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖“定值”是恒定給定值的簡(jiǎn)稱(chēng)。工藝生產(chǎn)中，若要求控制系統(tǒng)的作用是使被控制的工藝參數(shù)保持在一個(gè)生產(chǎn)指標(biāo)上不變，或者說(shuō)要求被控變量的給定值不變，就需要采用定值控制系統(tǒng)。161.定值控制方法2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）

給定值隨機(jī)變化，該系統(tǒng)的目的就是使所控制的工藝參數(shù)準(zhǔn)確而快速地跟隨給定值的變化而變化。自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖3.程序控制系統(tǒng)（順序控制系統(tǒng)）

給定值變化，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)需按一定的時(shí)間程序變化。這類(lèi)系統(tǒng)在間歇生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用比較普通。17自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖例題分析1.如圖所示為一水箱的液位控制系統(tǒng)。試畫(huà)出其方塊圖,指出系統(tǒng)中被控對(duì)象、被控變量、操縱變量各是什么?簡(jiǎn)要敘述其工作過(guò)程,說(shuō)明帶有浮球及塞子的杠桿裝置在系統(tǒng)中的功能。

圖9水箱液位控制系統(tǒng)43解：方塊圖如圖10所示。系統(tǒng)中水箱里水的液位為被控變量;進(jìn)水流量為操縱變量;水箱為被控對(duì)象。帶有浮球及塞子的杠桿裝置在系統(tǒng)中起著測(cè)量與調(diào)節(jié)的功能。其工作過(guò)程如下：當(dāng)水箱中的液位受到擾動(dòng)變化后,使浮球上下移動(dòng),通過(guò)杠桿裝置帶動(dòng)塞子移動(dòng),使進(jìn)水量發(fā)生變化,從而克服