文档介绍：化工仪表及自动化
第一章自动控制系统基本概念
内容提要
化工自动化的主要内容
自动控制系统的基本组成及方块图
自动控制系统的分类
自动控制系统的过渡过程和品质指标
控制系统的静态与动态
控制系统的过渡过程
控制系统的品质指标
影响控制系统过渡过程品质的主要因素
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内容提要
工艺管道及控制流程图
图形符号
字母代号
仪表位号
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第一节化工自动化的主要内容
1. 自动检测系统
2. 自动信号和联锁保护系统
3. 自动操纵及自动开停车系统
4. 自动控制系统
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利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的,称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录,起到人的眼睛的作用。
图1-1 热交换器自动检测系统示意图
当工艺参数超过了允许范围,在事故即将发生以前,信号系统就自动地发出声光信号,告诫操作人员注意,并及时采取措施。如工况已到达危险状态时,联锁系统立即自动采取紧急措施,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车,以防止事故的发生和扩大。它是生产过程中的一种安全装置。
自动操纵系统可以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。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。
在受到外界干扰(扰动)的影响而偏离正常状态时,自动控制系统能自动地控制而回到规定的数值范围内。
第二节自动控制系统的基本组成及方块图
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图1-2 人工操作图
图1-3 液位自动控制系统图
人工操作与自动控制比较图
控制速度和精度不能满足大型
现代化生产的需要
第二节自动控制系统的基本组成及方块图
自动控制系统的组成
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组
成
自动化装置
被控对象
测量元件与变送器
自动控制器
执行器
第二节自动控制系统的基本组成及方块图
液位自动控制的方块图
在研究自动控制系统时,为了便于对系统分析研究,一般都用方块图来表示控制系统的组成。
下页图为液位自动控制系统地方块图每个环节表示组成系统的一个部分,称为“环节”。两个方块之间用一条带有箭头的线条表示其信号的相互关系,箭头指向方块表示为这个环节的输入,箭头离开方块表示为这个环节的输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。
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方块图中, x 指设定值;z 指输出信号;e 指偏差信号;p 指发出信号;q 指出料流量信号;y 指被控变量;f 指扰动作用。当x 取正值,z取负值,e= x- z,负反馈;x 取正值,z取正值, e= x+ z,正反馈。
第二节自动控制系统的基本组成及方块图
液位自动控制的方块图
图1-4 液位自动控制系统方块图
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第二节自动控制系统的基本组成及方块图
其他控制系统
用同一种形式地方块图可以代表不同的控制系统
图1-5 蒸汽加热器温度控制系统
当进料流量或温度变化等因素引起出口物料温度变化时,可以将该温度变化测量后送至温度控制器TC。温度控制器的输出送至控制阀,以改变加热蒸汽量来维持出口物料的温度不变。
这个控制系统同样可以用上页中的方块图表示
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第二节自动控制系统的基本组成及方块图
注意!方块图中的每一个方块都代表一个具体的装置。
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方块与方块之间的连接线,只是代表方块之间的信号联系,并不代表方块之间的物料联系。方块之间连接线的箭头也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图上的物料线是不同的。
工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备,而方块图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。
自动控制系统是一个闭环系统