化工仪表及自动化 第一章 概述

化工仪表及自动化 第一章 概述，了解控制系统及控制系统的特性，设计出合理、高效的生产工艺 ，有兴趣的可以看看哟。

第一章概述

• 目的；了解控制系统及控制系统的特性，设计出合理、高效的生产工艺。
• 人工控制过程的模拟
  • 眼--变送器
  • 脑--调节器
  • 手--执行器
• 自动控制系统
  • 组成
    • • 自动化装置
        • 测量元件与变送器
          • 测量参数并转化成统一的信号
        • • 控制器
            • 根据偏差进行某种规律运算后送出控制信号
        • • 执行器
            • 自动根据控制信号改变阀门的开启度
    • • 被控对象（过程）
        • 需要控制的生产设备或生产过程
  • 方框图
    • 自控系统的变量： （1）被控对象：工艺参数需要控制的生产过程设备或机器等。如水槽，发酵罐。（2）被控变量：被控对象中要求保持设定值的工艺参数。如汽包水位、发酵温度。（3）操纵变量：受控制器操纵，用以克服扰动的影响使被控变量保持设定值的物料量或能量。如锅炉给水量和发酵罐冷却水量。 （4）干扰：除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。如蒸汽负荷的变化、冷却水温度的变化等。 （5）设定值（给定值）：被控变量的预定值。 （6）偏差：被控变量的设定值与实际值之差。在实际控制系统中，能够直接获取的信息是被控变量的测量值而不是实际值，因此，通常把设定值与测量值之差作为偏差。注意：输入信号（操纵变量），输出信号（被控变量）
  • 特点
    • 信息、闭环、负反馈、动态
• 自动控制系统的分类
  • 被控变量
    • 温度、压力、流量、液位
  • 控制器控制规律
    • 比例、积分、微分
  • 设定值（是否变化和如何变化）
    • 定值控制系统--给定值不变
    • 随动控制系统--给定值是随机变化
    • 程序控制系统--给定值是一个已知的时间函数
• 自动化技术的发展
  • 工匠、技术化、理论化、网络化与智能化
• 自控系统的过渡过程和品质指标
  • 过渡过程
    • 自控系统受到扰动作用或控制作用时，从一种平衡状态过渡到另一种平衡状态的过程
    • • 在阶跃信号干扰作用下，过渡过程的几种形式
  • 品质指标
    • 概括：稳定性、准确性、快速性
    • 综合性控制指标
    • 单项控制指标（仅适用于衰减振荡过程）
      • 衰减比n：第一个波峰的幅值B（与设定值比）与同方向的第二个波峰的幅值B`之比。4：1~10：1
      • 最大偏差A（或超调量）：第一个波峰的幅值B与设定值之差
      • 过渡过程时间TS：从扰动作用开始，被控变量从原来的稳态值变化到新的稳态值±5%或±2%所需要的时间
      • 余差C：过渡过程结束后，被控变量与设定值之差
      • 振荡周期T （或振荡频率）：第一个波峰出现到同方向的第二个波峰出现时所需要的时间
      • 各品质指标之间既有联系、又有矛盾。应根据具体工艺情况分清主次，对生产过程有决定性意义的主要品质指标应优先予以保证