課程：化工DCS識用與操作項目十：自動控制系統(tǒng)的識用知識點：自動控制系統(tǒng)方塊圖化工生產(chǎn)四大參數(shù)檢測壓力P流量F物位L溫度T彈性式壓力計電氣式壓力計智能式變送器熱電偶溫度計熱電阻溫度計溫度變送器差壓式流量計轉(zhuǎn)子流量計橢圓齒輪流量計其他流量計壓差式液位計電容式物位計雷達式液位計內(nèi)容提要自動控制系統(tǒng)的方塊圖信號和變量自動控制系統(tǒng)方塊圖反饋自動控制系統(tǒng)的分類1設(shè)備數(shù)量多，體量大，手工操作困難自動控制系統(tǒng)的方塊圖自動控制系統(tǒng)的方塊圖一、信號和變量載有變量信息的物理變量是信號。

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簡單水槽ABuu1u2圖3信號分叉點7自動控制系統(tǒng)的方塊圖二、自動控制系統(tǒng)方塊圖在研究自動控制系統(tǒng)時，為了便于對系統(tǒng)分析研究，一般都用方塊圖來表示控制系統(tǒng)的組成。8自動控制系統(tǒng)的方塊圖圖4自動控制系統(tǒng)方塊圖自動控制系統(tǒng)的方塊圖方塊圖中，

x

指設(shè)定值；z

指輸出信號；e

指偏差信號；p指發(fā)出信號；q

指出料流量信號；y

指被控變量；f

指擾動作用。當x

取正值，z取負值，e=x-z，負反饋；x

取正值，z取正值，e=x+z，正反饋。9圖4自動控制系統(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)

當進料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫度變化時，可以將該溫度變化測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)自動控制系統(tǒng)的方塊圖

為了便于分析,有時將控制器以外的各個環(huán)節(jié)(包括被控對象、測量元件及變送器、控制閥)組合在一起看待,稱之為廣義對象,這樣,整個系統(tǒng)可認為是由控制器與廣義對象兩者所構(gòu)成,其方塊圖可簡化?？刂破鲝V義對象被控變量測量值z給定值干擾作用f-x圖6簡化方塊圖11自動控制系統(tǒng)的方塊圖三、反饋

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

自動控制系統(tǒng)是具有被控變量負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。它與自動測量、自動操縱等開環(huán)系統(tǒng)比較,最本質(zhì)的差別,就在于控制系統(tǒng)有無負反饋存在。自動操縱裝置對象操縱指令操縱作用工藝參數(shù)圖8自動操縱系統(tǒng)方塊圖14自動控制系統(tǒng)的方塊圖四、自動控制系統(tǒng)的分類按被控變量來分類，如溫度、壓力等控制系統(tǒng)；按控制器具有的控制規(guī)律來分類，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)按照工藝過程需要控制的被控變量的給定值是否變化和如何變化來分類，這樣可將自動控制系統(tǒng)分為三類，即定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15其中第三種分類方法最普遍自動控制系統(tǒng)的方塊圖“定值”是恒定給定值的簡稱。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)保持在一個生產(chǎn)指標上不變，或者說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.隨動控制系統(tǒng)（自動跟蹤系統(tǒng)）

給定值隨機變化，該系統(tǒng)的目的就是使所控制的工藝參數(shù)準確而快速地跟隨給定值的變化而變化。自動控制系統(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，但它是一個已知的時間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標需按一定的時間程序變化。這類系統(tǒng)在間歇生產(chǎn)過程中應(yīng)用比較普通。17自動控制系統(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)。試畫出其方塊圖,指出系統(tǒng)中被控對象、被控變量、操縱變量各是什么?簡要敘述其工作過程,說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;進水流量為操縱變量;水箱為被控對象。帶有浮球及塞子的杠桿裝置在系統(tǒng)中起著測量與調(diào)節(jié)的功能。其工作過程如下：當水箱中的液位受到擾動變化后,使浮球上下移動,通過杠桿裝置帶動塞子移動,使進水量發(fā)生變化,從而克服