自动控制系统基本概念ppt课件.ppt

《自动控制系统基本概念ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、化工仪表及自动化电子课件-1第一章自动控制系统基本概念化学与环境工程学院化工与制药教研室第一章自动控制系统基本概念化工自动化的主要内容1自动控制系统的基本组成及方块图2自动控制系统的过渡过程和品质指标☆4自动控制系统的分类3工艺管道及控制流程图51、掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系。2、理解自动控制系统中常用的各种术语，掌握方块图的意义及画法。3、了解控制系统的几种分类形式，掌握系统的动态与静态。4、掌握闭环控制系统在阶跃干扰(扰动)作用下，过渡过程的几种基本形式及过

2、渡过程品质指标的含义。5、熟悉管道及控制流程图上常用符号的意义。本章基本要求：完成“了解”生产过程进行的情况。利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录，代替操作人员的观察与记录，起到人眼的作用。1.1化工自动化的主要内容1、自动检测系统在工艺条件进入某种极限状态时，采取安全措施，以避免生产事故的发生。措施控制信号偶然因素工艺参数异常引发事故自动信号联锁声光报警2、自动信号和连锁保护系统（自动保护和报警）自动操纵系统：根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作；自动开停车系统：按

3、照预先设好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。举例：合成氨造气车间的煤气发生炉，要求按照吹风、上吹、下吹制气、吹净等步骤周期性接通空气和水蒸，利用自动操纵机可极大减轻操作工的重复性体力劳动。3、自动操纵及自动开停车系统自动排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。自动生产中的核心，本课程了解和学习的重点。4、自动控制系统（自动调节）1.2自动控制系统的基本组成及方块图为保证贮罐里液体不溢出或抽空，可选取玻璃管液位计指示值的中

4、间某一点为正常工作液位，然后通过改变阀门开度来维持液位高度。1、手工操作：检测（观察）：眼睛→神经系统→大脑（测量）运算（思考）、命令：大脑→思考→比较→得出偏差→发出指令（求偏差）执行：大脑命令→神经系统→手→阀门开度（操纵、纠正偏差）2、人工控制三步骤（眼-脑-手）：3、用自动化装置来代替人的三个部分图1-3液位自动控制系统（1）测量元件与变送器（眼）测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输出信号(气压信号或电压、电流信号等)。自动化装置组成（“眼-脑-手”）模拟人眼（2）自动调节器（

5、脑）接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去。模拟人脑（3）执行器（手）通常指控制阀，它与普通阀门功能一样，只不过它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。模拟人手定义：在自动控制系统中，需要控制其工艺参数的生产设备或机器，简称对象。简单对象：化工生产中的各种塔器、反应器、换热器、泵和压缩机及各种容器、贮槽，或一段输气管道等。复杂对象：如精馏塔、吸收塔等，在一个设备上可能有多个控制系统。4、对象5

6、、自动控制系统的方块图表示在研究自动控制系统时，常常用方块图来表示控制系统的组成。每一个方块都代表一个具体的装置。方块图表示测量值-z测量变送器调节器对象控制器操纵变量qp控制器输出干扰作用f偏差e给定值x被控参数y图1-4液位自动控制系统方块图被控对象：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。（何谓对象？简单对象和复杂对象？）被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。扰动量：除操纵变量外，作

7、用于被控对象并引起被控变量变化的因素。设定值：被控变量的预定值。偏差：被控变量的设定值与实际值之差。方框图中常用的几个术语：方块—具体的装置（“环节”）；带箭头的线—信号联系；线旁字母—相互作用的信号。贮槽—“对象”,液位—被控变量“y”,干扰作用—“f”。控制液位，需由控制流量来实现，于是液位信号由测量变送器测得“z”，“z”与给定值比较，得偏差信号“e”（e＝x－z），并送往控制器。图中用“○”(比较机构)表示。操纵变量—”q”（由控制器输出控制信号“p”，驱动控制阀动作）。图1-4的说明：同

8、一形式的方块图可代表不同控制系统。对蒸汽加热器温度控制系统（图1-5），其方块图仍然可以用图1-4所示的方框图来表示。图1-5蒸汽加热器稳定控制系统的工艺流程图被控对象-“加热器”；被控变量“y”—出口物料温度；干扰作用—进料流量和温度的变化、加热蒸汽的压力变化、传热系数和环境温度变化等。测量值-z测量变送器调节器对象控制器操纵变量qp控制器输出干扰作用f偏差e给定值x被控参数y图1-4液位自动控制系统方块图自控系统是一个闭环系统，即任何一个信号，经过若干环节后，一定回到起点。反馈