文档介绍：机械设计制造及其自动化方向
——机械设计制造及其自动化开展方向的研究
姓名：胡勇
学校：湖北工业大学
学号： 20221343 息，输出不同能量的系统〔或产品〕称为动力机，其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。
以信息处理为主，输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具体备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。
基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利于开拓思路，便于创造创造和创新。例如，根据3种不同的主功能及其不同的输入，组合起来可形成9大类型的系统产品。如表2-1所示：
表2-1 不同主功能及输入的组合
此外，对于不同主功能的加工机构，其运动方式不同，也构成不同用途的机械。例如，金属切削机床是根据工件与***相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因此，工件与***的运动方式不同，便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的开展空间非常广阔，具有极大的想向空间，需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新，设计制造出一流的自动化产品。

第三章机械自动化系统在化工生产中的应用

生产过程中，对各个工艺过程的物理量〔或工艺变量〕有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程，对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品；加热炉出口温度的波动不能超过允许范围，否那么将影响后一工段的效果；化学反响器的反响温度必须保持平稳，才能使效率到达指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。
锅炉汽包水位控制方面的研究
锅炉汽包是生产蒸汽的设备，几乎是工业生产不可缺少的设备，保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的，假设水位过低，那么会影响产气量，且锅炉易烧干而发生事故；假设水位过高，生产蒸汽含水量高，会影响蒸汽质量。这些都是危险的，因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施，

汽包水位控制手段是控制给水，基于这一原理，可构成如图3-1所示的单冲量控制系统。
图3-1 汽包单冲量控制系统
这里的“冲量〞一词是指变量，单冲量即汽包水位。这种控制系统
典行的简单控制系统。当蒸汽负荷突然大幅度增加时，由于假水位现象，控制器不但不能开大给水阀来增加给水量，以维持锅炉的物料平衡，而是关小控制阀的开度，减小给水量。等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减小，将使水位严重下降，波动很历害，严重时气包水位降到危险程度以至发生事故。因此对于停留时间短、负荷变动较大的情况，这样的系统不能适应，水位不能保证。然而对于小型锅炉，由于水在汽包中的停留时间较长，在蒸汽负荷变化时，假水位的现象并不显著，配上一些联锁报警装置，也可以保证平安操作，故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。

在汽包水位的控制中，最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校正，不仅可以补偿“虚假水位〞所引起的误动作，而且使给水位控制阀的动作十分及时，从而减少水位波动，改善控制品质。将蒸汽流量信号引入，就购入了双冲量控制系统，如图3-2所示。从本质上看，双冲量控制系统是一个前馈〔蒸汽流量〕控制加单回路反响控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈，假设需要考虑两条通道在动态上的差异，需引入动态补偿环节。

图3-2 汽包双冲量原理图及方框图
图3-2所示的连接方式中，加法器的输出I是
I＝C1IC±C2IF±I0
式中 IC——液位控制器的输出；
IF——蒸汽流量变送器〔一般经开方器〕的输出；
I0——初始偏置值
C1、C2 ——加法器系数。C1的设置一般取1，C2的值应考虑到静态前馈补偿，可现场凑试，也可经理论推导得出。
设置I0的目的是使其在正常负荷下，控制器和加法器的的输出都有一个比较适中的数值。最好在正常负荷下，I0 和 C2IF项接近而相互抵消。

双冲量控制系统还有两个弱点：控制阀的工作特性不一定能成为