《儀表與自動(dòng)化》教學(xué)課件-01

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1、儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件-01儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l課程學(xué)時(shí)：課程學(xué)時(shí)：56學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。l使用教材：使用教材：何道清、諶海云、張禾編何道清、諶海云、張禾編儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化（第二版）北京：（第二版）北京：化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社,2011l參考資料：參考資料：l【1】厲玉鳴編厲玉鳴編.化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化.北京北京:化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社,2003l【2】楊麗明等編楊麗明等編.化工自動(dòng)化及儀表化工自動(dòng)化及儀表.北京北京:化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社,2004l【

2、3】愈金壽主編愈金壽主編.過程自動(dòng)化及儀表過程自動(dòng)化及儀表.北京北京:化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社,2003l【4】何道清編何道清編.傳感器與傳感器技術(shù)傳感器與傳感器技術(shù).北京北京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社,2004l【5】陳夕松陳夕松.汪木蘭汪木蘭.過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng).北京北京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社,2005l【6】王可華王可華.張繼峰張繼峰.石油儀表及自動(dòng)化石油儀表及自動(dòng)化.北京北京:石油工業(yè)出版社，石油工業(yè)出版社，2006l【7】Curtis D Johnson，Process Control Instrumentation Technologyl【8】西南石油大學(xué)網(wǎng)站西南石油大學(xué)網(wǎng)站

3、儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)課件網(wǎng)絡(luò)課件儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)l自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；l自動(dòng)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)化儀表（測(cè)量元件及變送器，顯自動(dòng)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)化儀表（測(cè)量元件及變送器，顯示儀表，自動(dòng)控制儀表，執(zhí)行器等）；示儀表，自動(dòng)控制儀表，執(zhí)行器等）；l控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，復(fù)雜控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，復(fù)雜控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介）；系統(tǒng)簡(jiǎn)介）；l控制方案設(shè)計(jì)及典型設(shè)備的控制方案設(shè)計(jì)分析。控制方案設(shè)計(jì)及典型設(shè)備的控制方案設(shè)計(jì)分析。l考核方法考核方法l平時(shí)平時(shí)(作業(yè)作業(yè)

4、+考勤考勤+實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn))30%+期末考試期末考試70%儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l緒論緒論l1 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.1 工業(yè)自動(dòng)化的主要內(nèi)容工業(yè)自動(dòng)化的主要內(nèi)容l1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類l1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖l1.4 工藝管道及控制流程圖工藝管道及控制流程圖l1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)l習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l2 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型l2.1 對(duì)象的特性及其描述方法對(duì)象的特性及其描述方法l2.2 對(duì)

5、象數(shù)學(xué)模型的建立對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立l2.3 描述對(duì)象特性的參數(shù)描述對(duì)象特性的參數(shù)l習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l3 檢測(cè)儀表與傳感器檢測(cè)儀表與傳感器l3.1 概述概述l3.2 壓力檢測(cè)及儀表壓力檢測(cè)及儀表l3.3 流量檢測(cè)及儀表流量檢測(cè)及儀表l3.4 物位檢測(cè)及儀表物位檢測(cè)及儀表l3.5 溫度檢測(cè)及儀表溫度檢測(cè)及儀表l習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l4 顯示儀表顯示儀表l4.1 動(dòng)圈式顯示儀表動(dòng)圈式顯示儀表l4.2 自動(dòng)電子電位差計(jì)自動(dòng)電子電位差計(jì)l4.3 自動(dòng)電子平衡電橋自動(dòng)電子平衡電橋l4.4 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀

6、表l4.5 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表l習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l5 自動(dòng)控制儀表自動(dòng)控制儀表l5.1 概述概述l5.2 控制規(guī)律及其特點(diǎn)控制規(guī)律及其特點(diǎn)l5.3 模擬式控制器模擬式控制器l5.4 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器l習(xí)題與思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l6 執(zhí)行器執(zhí)行器l6.1 概述概述l6.2 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器l6.3 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器l6.4 電電-氣轉(zhuǎn)換器及電氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器氣閥門定位器l6.5 控制閥的選擇控制閥的選擇l習(xí)題與思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l7

7、 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)l7.1 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成l7.2 被控變量的選擇被控變量的選擇l7.3 操縱變量的選擇操縱變量的選擇l7.4 測(cè)量元件特性的影響測(cè)量元件特性的影響l7.5 控制器的選擇控制器的選擇l7.6 控制器參數(shù)的工程整定控制器參數(shù)的工程整定l習(xí)題與思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l8 復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)l8.1 串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)l8.2 均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)l8.3 比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)l8.4 前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)l8.5 選擇性控制系統(tǒng)選擇性控制系統(tǒng)l8.6 分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)l8.

8、7 多沖量控制系統(tǒng)多沖量控制系統(tǒng)l8.8 新型控制系統(tǒng)新型控制系統(tǒng)l習(xí)題與思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l9 典型設(shè)備控制方案典型設(shè)備控制方案l9.1 流體輸送設(shè)備的自動(dòng)控制流體輸送設(shè)備的自動(dòng)控制l9.2 傳熱設(shè)備的自動(dòng)控制傳熱設(shè)備的自動(dòng)控制l9.3 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制l9.4 化學(xué)反應(yīng)器的自動(dòng)控制化學(xué)反應(yīng)器的自動(dòng)控制l習(xí)題與思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件l10 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)l10.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的原理與組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的原理與組成l10.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)l習(xí)題與

9、思考習(xí)題與思考題題儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件0.緒論緒論l0 0 緒論緒論l0.10.1儀表自動(dòng)化的概念儀表自動(dòng)化的概念l生產(chǎn)過程自動(dòng)化，就是在生產(chǎn)過程中，采用自動(dòng)化儀表及裝置，生產(chǎn)過程自動(dòng)化，就是在生產(chǎn)過程中，采用自動(dòng)化儀表及裝置，來檢測(cè)、顯示、記錄和控制生產(chǎn)過程中的重要工藝參數(shù)，以代替來檢測(cè)、顯示、記錄和控制生產(chǎn)過程中的重要工藝參數(shù)，以代替操作人員的直接操作，使整個(gè)生產(chǎn)過程能自動(dòng)地維持正常狀態(tài)；操作人員的直接操作，使整個(gè)生產(chǎn)過程能自動(dòng)地維持正常狀態(tài)；當(dāng)受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，又能自動(dòng)地調(diào)回到規(guī)當(dāng)受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，又能自動(dòng)地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。

10、這種用自動(dòng)化儀表來控制生產(chǎn)過程的方法，即定的數(shù)值范圍內(nèi)。這種用自動(dòng)化儀表來控制生產(chǎn)過程的方法，即生產(chǎn)過程自動(dòng)化。生產(chǎn)過程自動(dòng)化。l儀表自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科，它應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀表自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科，它應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于各類生產(chǎn)過程，儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于各類生產(chǎn)過程，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。l生產(chǎn)過程或設(shè)備的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝參數(shù)從測(cè)量、顯示、生產(chǎn)過程或設(shè)備的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝參數(shù)從測(cè)量、顯示、記錄到控制以及對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的操作和保護(hù)等環(huán)節(jié)，都用自動(dòng)化儀記錄到控制以及對(duì)生產(chǎn)

11、設(shè)備的操作和保護(hù)等環(huán)節(jié)，都用自動(dòng)化儀表及裝置按設(shè)定的工藝過程來自動(dòng)完成，從而使生產(chǎn)質(zhì)量得以提表及裝置按設(shè)定的工藝過程來自動(dòng)完成，從而使生產(chǎn)質(zhì)量得以提高，并大大地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，也更好地保證生產(chǎn)安高，并大大地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，也更好地保證生產(chǎn)安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低能量消耗和生產(chǎn)成本，為生產(chǎn)企業(yè)全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低能量消耗和生產(chǎn)成本，為生產(chǎn)企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件0.緒論緒論l0.20.2儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況儀表自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況l自動(dòng)化發(fā)展主要特點(diǎn)：自動(dòng)化發(fā)展主要特點(diǎn)：l生產(chǎn)生

12、產(chǎn)的需要、理論的開拓與技術(shù)手段的進(jìn)展三者相互推動(dòng)，相互促進(jìn)的需要、理論的開拓與技術(shù)手段的進(jìn)展三者相互推動(dòng)，相互促進(jìn) 。l自動(dòng)化發(fā)展主要階段自動(dòng)化發(fā)展主要階段:l機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器生產(chǎn) 控制理論控制理論 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng) 現(xiàn)代控制系統(tǒng)現(xiàn)代控制系統(tǒng)(直接數(shù)字控制直接數(shù)字控制-DDC-DDC，集散控制，集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)-DCS-DCS，SCADASCADA系統(tǒng)系統(tǒng),等等)；或或基地式控制器等組成的控制系統(tǒng)基地式控制器等組成的控制系統(tǒng) 單元組合儀表組成的控制系統(tǒng)單元組合儀表組成的控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCSDCS）二級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)。二級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)。l0

13、.30.3儀表自動(dòng)化課程的性質(zhì)、任務(wù)與要求儀表自動(dòng)化課程的性質(zhì)、任務(wù)與要求l是一門綜合性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。是一門綜合性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。l應(yīng)掌握生產(chǎn)自動(dòng)化過程中各類檢測(cè)儀表、顯示儀表、控制儀表和執(zhí)行應(yīng)掌握生產(chǎn)自動(dòng)化過程中各類檢測(cè)儀表、顯示儀表、控制儀表和執(zhí)行儀器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，了解儀表的特性、安裝及應(yīng)用特點(diǎn)，以儀器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，了解儀表的特性、安裝及應(yīng)用特點(diǎn)，以便在實(shí)際生產(chǎn)過程中能正確選擇、使用常用儀表，并具備簡(jiǎn)單儀表故便在實(shí)際生產(chǎn)過程中能正確選擇、使用常用儀表，并具備簡(jiǎn)單儀表故障的分析、處理能力。同時(shí)，應(yīng)熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、控制障的分析、處理能力。同時(shí)，

14、應(yīng)熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、控制特性、設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行管理，使儀表自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地在工業(yè)生特性、設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行管理，使儀表自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件0.緒論緒論儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件0.緒論緒論儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.1 工業(yè)自動(dòng)化的主要內(nèi)容工業(yè)自動(dòng)化的主要內(nèi)容l1.1.1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)l利用各種檢測(cè)儀表對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記利用各種檢測(cè)儀表對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行

15、測(cè)量、指示或記錄的，稱為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。錄的，稱為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。l1.1.2 自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)l對(duì)某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)有自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖裝置。當(dāng)工藝參數(shù)對(duì)某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)有自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖裝置。當(dāng)工藝參數(shù)超過了允許范圍，在事故發(fā)生以前，信號(hào)系統(tǒng)就自動(dòng)地超過了允許范圍，在事故發(fā)生以前，信號(hào)系統(tǒng)就自動(dòng)地發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，告誡操作人員注意，并及時(shí)采取措發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，告誡操作人員注意，并及時(shí)采取措施。如工況已到達(dá)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)立即自動(dòng)采取施。如工況已到達(dá)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)立即自動(dòng)采取緊急措施，打開安全閥或切斷某些通路，必要時(shí)緊急停緊急措施，打開安全閥或切斷某些通路，必要時(shí)緊急

16、停車，以防止事故的發(fā)生和擴(kuò)大。它是生產(chǎn)過程中的一種車，以防止事故的發(fā)生和擴(kuò)大。它是生產(chǎn)過程中的一種安全裝置。安全裝置。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.1.3 自動(dòng)操縱及自動(dòng)開停車系統(tǒng)自動(dòng)操縱及自動(dòng)開停車系統(tǒng)l自動(dòng)操縱系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某自動(dòng)操縱系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。極大地減輕操作工人的重復(fù)性體力勞動(dòng)。種周期性操作。極大地減輕操作工人的重復(fù)性體力勞動(dòng)。l自動(dòng)開、停車系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過程自動(dòng)自動(dòng)開、停車系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過程自動(dòng)地投入運(yùn)

17、行或自動(dòng)停車。地投入運(yùn)行或自動(dòng)停車。l1.1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)l對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，使它們?cè)谑艿酵饨绺蓴_對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，使它們?cè)谑艿酵饨绺蓴_（擾動(dòng)）的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)地控制而回到規(guī)定的（擾動(dòng)）的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)地控制而回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)，為此目的而設(shè)置的系統(tǒng)就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)值范圍內(nèi)，為此目的而設(shè)置的系統(tǒng)就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。l自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)只能完成只能完成“了解了解”生產(chǎn)過程進(jìn)行情況的任務(wù)；生產(chǎn)過程進(jìn)行情況的任務(wù)；信號(hào)聯(lián)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)鎖保護(hù)系統(tǒng)只能在工藝條件進(jìn)入某種極限狀態(tài)時(shí)，采取安全措施，只能在工藝條件進(jìn)入

18、某種極限狀態(tài)時(shí)，采取安全措施，以避免生產(chǎn)事故的發(fā)生；以避免生產(chǎn)事故的發(fā)生；自動(dòng)操縱系統(tǒng)自動(dòng)操縱系統(tǒng)只能按照預(yù)先規(guī)定好的步只能按照預(yù)先規(guī)定好的步驟進(jìn)行某種周期性操縱；只有驟進(jìn)行某種周期性操縱；只有自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)才能自動(dòng)地排除各種才能自動(dòng)地排除各種干擾因素對(duì)工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值干擾因素對(duì)工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上，保證生產(chǎn)維持在正常或最佳的工藝操作狀態(tài)。上，保證生產(chǎn)維持在正?；蜃罴训墓に嚥僮鳡顟B(tài)。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類l1

19、.2.1 人工控制與自動(dòng)控制人工控制與自動(dòng)控制l（1）液位人工控制液位人工控制 ：檢測(cè)檢測(cè)眼；眼；運(yùn)算（思考）、命令運(yùn)算（思考）、命令腦；腦；執(zhí)行執(zhí)行手。手。圖圖1-1 液位人工控制液位人工控制儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念（2）液位自動(dòng)控制：液位自動(dòng)控制：測(cè)量元件及變送器測(cè)量元件及變送器眼；眼；控制器控制器腦；腦；執(zhí)行器執(zhí)行器手。手。1.2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)組成：自動(dòng)控制系統(tǒng)組成：儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)例簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)例圖圖1-3 1-3 簡(jiǎn)單液位控制系統(tǒng)組成示

20、意圖簡(jiǎn)單液位控制系統(tǒng)組成示意圖 儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.2.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類：自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類：l按按被控變量被控變量分：分：l溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)流量控制系統(tǒng)、液位液位控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)、成分控制系統(tǒng)等；成分控制系統(tǒng)等；l按按控制規(guī)律控制規(guī)律分：分：l比例比例控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)、比例積分、比例積分控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)、比例微分、比例微分控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、比例積分微分比例積分微分控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)等；等；l按按基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分：分：l開環(huán)開環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)、閉環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)；控制

21、系統(tǒng)；l按按信號(hào)信號(hào)特點(diǎn)分：特點(diǎn)分：l定值控制定值控制、隨動(dòng)控制隨動(dòng)控制、順序（程序）控制。順序（程序）控制。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.2.4 工業(yè)自動(dòng)化儀表的分類：工業(yè)自動(dòng)化儀表的分類：l（1）按儀表使用的能源分類：）按儀表使用的能源分類：l電動(dòng)儀表（電能）；氣動(dòng)儀表（壓縮空氣）；液電動(dòng)儀表（電能）；氣動(dòng)儀表（壓縮空氣）；液動(dòng)儀表（少用）。動(dòng)儀表（少用）。l（2）按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類：）按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類：l檢測(cè)儀表；顯示儀表；集中控制裝置；控制儀檢測(cè)儀表；顯示儀表；集中控制裝置；控制儀

22、表；執(zhí)行器。表；執(zhí)行器。l（3）按儀表的組成形式分類：）按儀表的組成形式分類：l基地式儀表：基地式儀表集變送、顯示、控制各部分基地式儀表：基地式儀表集變送、顯示、控制各部分功能于一體，單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)固定的控制系統(tǒng)；單元組功能于一體，單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)固定的控制系統(tǒng)；單元組合儀表：?jiǎn)卧M合式儀表將變送、控制、顯示等功能制合儀表：?jiǎn)卧M合式儀表將變送、控制、顯示等功能制成各自獨(dú)立的儀表單元，各單元間用統(tǒng)一的輸入、輸出成各自獨(dú)立的儀表單元，各單元間用統(tǒng)一的輸入、輸出信號(hào)相聯(lián)系。信號(hào)相聯(lián)系。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l單元組合儀表命名與性能：?jiǎn)卧M合儀

23、表命名與性能：l QDZ（“氣氣”、“單單”、“組組”）氣動(dòng)單元組合儀表）氣動(dòng)單元組合儀表l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)氣源壓力：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)氣源壓力：0.14MPa；l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0.020.1MPa(20100kPa)；l氣路導(dǎo)管：氣路導(dǎo)管：6 1紫銅管、塑料管、尼龍單管和管纜；紫銅管、塑料管、尼龍單管和管纜；l精度：精度：1.0級(jí)、級(jí)、1.5級(jí)。級(jí)。l DDZ（“電電”、“單單”、“組組”）型電動(dòng)單元組合儀表型電動(dòng)單元組合儀表l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電源：交流統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電源：交流220V；l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)010mA；控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)；控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)02V；l精度：精度：0.5

24、級(jí)、級(jí)、1.0級(jí)、級(jí)、1.5級(jí)。級(jí)。l DDZ（“電電”、“單單”、“組組”）型電動(dòng)單元組合儀表型電動(dòng)單元組合儀表l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電源：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電源：24V直流；直流；l統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)420mA；控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)；控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)15V；l精度：精度：0.2級(jí)、級(jí)、0.5級(jí)、級(jí)、1.0級(jí)、級(jí)、1.5級(jí)。級(jí)。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l（4）按防爆能力分類）按防爆能力分類l普通型：普通型：l凡是未采取防爆措施的儀表，只能應(yīng)用在非危險(xiǎn)場(chǎng)所。凡是未采取防爆措施的儀表，只能應(yīng)用在非危險(xiǎn)場(chǎng)所。l隔爆型：隔爆型：l采取隔

25、離措施以防止引燃引爆事故的儀表。采取隔離措施以防止引燃引爆事故的儀表。l安全火花型儀表：安全火花型儀表：l這類儀表采用低壓直流小功率電源供電，并且對(duì)電路中這類儀表采用低壓直流小功率電源供電，并且對(duì)電路中的儲(chǔ)能元件的儲(chǔ)能元件(例如電容、電感例如電容、電感)嚴(yán)加限制，使電路在故障嚴(yán)加限制，使電路在故障下所產(chǎn)生的火花微弱到不足以點(diǎn)燃周圍的易燃?xì)怏w。此下所產(chǎn)生的火花微弱到不足以點(diǎn)燃周圍的易燃?xì)怏w。此外，危險(xiǎn)區(qū)以外發(fā)生電路的混觸，也有可靠的措施，使外，危險(xiǎn)區(qū)以外發(fā)生電路的混觸，也有可靠的措施，使高電壓、大電流不能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。高電壓、大電流不能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控

26、制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖l由傳遞方塊（環(huán)節(jié)、裝置）、帶箭頭的信號(hào)線、綜合點(diǎn)、分支構(gòu)成的由傳遞方塊（環(huán)節(jié)、裝置）、帶箭頭的信號(hào)線、綜合點(diǎn)、分支構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。如圖表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。如圖1-41-4所示所示 帶箭頭的信號(hào)線表示方塊間的相互關(guān)系及信號(hào)的流向。帶箭頭的信號(hào)線表示方塊間的相互關(guān)系及信號(hào)的流向。圖圖1-4 1-4 自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l例：蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)例：蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)圖圖1-5 1-5

27、 蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念作業(yè)作業(yè):1-3，1-7，1-8，1-11圖圖1-4 貯槽液位控制系統(tǒng)與蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)貯槽液位控制系統(tǒng)與蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.4 工藝管道工藝管道及及控制流程圖控制流程圖 在控制方案確定后，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的在控制方案確定后，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的流程圖流程圖，按其，按其流程順序標(biāo)注出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自流程順序標(biāo)注出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)與

28、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等的圖形，即工藝管道動(dòng)信號(hào)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等的圖形，即工藝管道及及控制流控制流程圖程圖(PID(PID圖圖)。圖圖1-61-6所示所示是是簡(jiǎn)化了的乙烯生產(chǎn)過程中脫乙烷塔的管道簡(jiǎn)化了的乙烯生產(chǎn)過程中脫乙烷塔的管道及控制流程圖及控制流程圖，工藝管道工藝管道及控制流程圖上設(shè)備間的工藝及控制流程圖上設(shè)備間的工藝管線，表示物料的流動(dòng)方向。管線，表示物料的流動(dòng)方向。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念圖圖1-6 1-6 脫乙烷塔工藝管道及控制流程圖脫乙烷塔工藝管道及控制流程圖儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系

29、統(tǒng)基本概念l1.4.1 圖形符號(hào)圖形符號(hào) 測(cè)量點(diǎn)，連接線，儀表，見表測(cè)量點(diǎn)，連接線，儀表，見表1-1。l 圖圖1-7 測(cè)量點(diǎn)的一般表示方法測(cè)量點(diǎn)的一般表示方法 圖圖1-8 連接線的表示方法連接線的表示方法 l 表表1-1 儀表安裝位置的圖形符號(hào)表示儀表安裝位置的圖形符號(hào)表示 儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.4.2 字母代號(hào)字母代號(hào) 第一位字母表示被測(cè)變量，后續(xù)字母表示儀表的功能。第一位字母表示被測(cè)變量，后續(xù)字母表示儀表的功能。l 表表1-2 被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)字字 母母第第 一一 位位 字字 母母后

30、后 續(xù)續(xù) 字字 母母被被 測(cè)測(cè) 變變 量量修修 飾飾 詞詞功功 能能ACDEFHIKLMPQRSTVWYZ分析分析電導(dǎo)率電導(dǎo)率密度密度電壓電壓流量流量手動(dòng)手動(dòng)電流電流時(shí)間或時(shí)間程序時(shí)間或時(shí)間程序液位（物位）液位（物位）水分或濕度水分或濕度壓力或真空壓力或真空數(shù)量或件數(shù)數(shù)量或件數(shù)放射性放射性速度或頻率速度或頻率溫度溫度黏度黏度力力供選用供選用位置、尺寸位置、尺寸差差比（分?jǐn)?shù)）比（分?jǐn)?shù)）變化速率變化速率積算、累積積算、累積安全安全Y軸軸X軸軸 報(bào)警報(bào)警控制（調(diào)節(jié)）控制（調(diào)節(jié)）檢測(cè)元件檢測(cè)元件指示指示自動(dòng)自動(dòng)-手動(dòng)操作器手動(dòng)操作器燈燈連接點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)連接點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)記錄記錄開關(guān)、聯(lián)鎖開關(guān)、聯(lián)鎖傳送傳送閥

31、、擋板、百葉窗閥、擋板、百葉窗套管套管繼電器或計(jì)數(shù)器繼電器或計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)或未分類的終端執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)或未分類的終端執(zhí)行器 儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.4.3 儀表位號(hào)儀表位號(hào) 第一位數(shù)字表示工段號(hào)，后續(xù)數(shù)字表示儀表序號(hào)。第一位數(shù)字表示工段號(hào)，后續(xù)數(shù)字表示儀表序號(hào)。l在在圖圖1-6中，中，PIC-207，表示工段號(hào)為，表示工段號(hào)為2、儀表序號(hào)為、儀表序號(hào)為07、集中儀表、集中儀表盤面安裝的一臺(tái)具有指示功能的壓力控制儀表盤面安裝的一臺(tái)具有指示功能的壓力控制儀表。l1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標(biāo)

32、過渡過程及其品質(zhì)指標(biāo)l1.5.1 控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài) 系統(tǒng)的被控變量不隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的系統(tǒng)的被控變量不隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)靜態(tài)。系統(tǒng)的。系統(tǒng)的“靜態(tài)靜態(tài)”是自動(dòng)控制系統(tǒng)的目標(biāo)。是自動(dòng)控制系統(tǒng)的目標(biāo)。系統(tǒng)的被控變量隨時(shí)間變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的系統(tǒng)的被控變量隨時(shí)間變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)。系統(tǒng)的。系統(tǒng)的“動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)”是自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究的重點(diǎn)，因?yàn)橛捎诟蓴_的客觀存是自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究的重點(diǎn)，因?yàn)橛捎诟蓴_的客觀存在，系統(tǒng)總是處于在，系統(tǒng)總是處于“動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)”過程中，自動(dòng)化裝置總是不斷地施加過程中，自動(dòng)化裝置總是不斷地施加控制作用去對(duì)抗或抵消

33、干擾作用的影響，從而使被控變量保持在控制作用去對(duì)抗或抵消干擾作用的影響，從而使被控變量保持在工藝生產(chǎn)所要求控制的技術(shù)指標(biāo)（平衡狀態(tài)）上。工藝生產(chǎn)所要求控制的技術(shù)指標(biāo)（平衡狀態(tài)）上。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.5.2 控制系統(tǒng)的過渡過程控制系統(tǒng)的過渡過程l系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)過渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過程稱為系統(tǒng)的系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)過渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過程稱為系統(tǒng)的過過渡過程渡過程。l研究方法研究方法:階躍干擾作用階躍干擾作用,觀測(cè)控制系統(tǒng)被控變量的變化規(guī)律。觀測(cè)控制系統(tǒng)被控變量的變化規(guī)律。l 圖圖1-12 階躍干擾作用階躍干擾作用 儀表

34、與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l過渡過程的基本形式過渡過程的基本形式(控制系統(tǒng)在階躍干擾下的響應(yīng)曲線控制系統(tǒng)在階躍干擾下的響應(yīng)曲線)l 圖圖1-13 過渡過程的幾種基本形式過渡過程的幾種基本形式儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l過渡過程的基本形式：過渡過程的基本形式：（在階躍干擾作用下）（在階躍干擾作用下）l非周期衰減過程非周期衰減過程(圖圖1-13(a)（單調(diào)衰減過程）（單調(diào)衰減過程）l衰減振蕩過程衰減振蕩過程(圖圖1-13(b)(自動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用的過渡過程自動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用的過渡過程

35、)l等幅振蕩過程等幅振蕩過程(圖圖1-13(c)l發(fā)散振蕩過程發(fā)散振蕩過程(圖圖1-13(d)l單調(diào)發(fā)散過程單調(diào)發(fā)散過程(圖圖1-13(e)發(fā)散過程發(fā)散過程穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.5.3 控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)：控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)：（衰減振蕩過程）（衰減振蕩過程）最大偏差最大偏差 A；超調(diào)量超調(diào)量 B=A C；余差余差 C；衰減比衰減比 n=B:B=(410)式中，式中，B第一個(gè)波峰值，第一個(gè)波峰值，B 第二個(gè)波第二個(gè)波峰值；（峰值；（n 1衰減振蕩過程衰減振蕩過程,n=1等幅振蕩過程等幅振蕩過程,n 1發(fā)散過程）發(fā)

36、散過程）；振蕩周期振蕩周期 T；頻率頻率 f；過渡時(shí)間過渡時(shí)間 ts 振蕩次數(shù)振蕩次數(shù)；上升時(shí)間上升時(shí)間。圖圖1-4 1-4 衰減振蕩過渡過程衰減振蕩過渡過程儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l例例1-2 某發(fā)酵過程某發(fā)酵過程工藝規(guī)定工藝規(guī)定操作溫度為操作溫度為(402)。考慮到發(fā)酵效果，。考慮到發(fā)酵效果，控制過程中溫度偏離給定值最大不能超過控制過程中溫度偏離給定值最大不能超過6?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制。現(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如圖系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如圖1-5所示。試確定該所示。試確定該系統(tǒng)的最大偏差、衰

37、減比、余差、過渡時(shí)間系統(tǒng)的最大偏差、衰減比、余差、過渡時(shí)間(按被控變量進(jìn)入按被控變量進(jìn)入2新穩(wěn)態(tài)值即達(dá)到穩(wěn)定來確定新穩(wěn)態(tài)值即達(dá)到穩(wěn)定來確定)和振蕩周期等過渡過程指標(biāo)，并回答和振蕩周期等過渡過程指標(biāo)，并回答該系統(tǒng)能否滿足工藝要求。該系統(tǒng)能否滿足工藝要求。最大偏差最大偏差 A=45 40=5（）6 衰減比衰減比 B=45 41=4（）；）；B=42 41=1()n=B:B=4:1=4 余差余差 C=41 40=1（）振蕩周期振蕩周期 T=18 5=13（min）過渡時(shí)間過渡時(shí)間 被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值 2%，就認(rèn)為過渡過程已結(jié)束，那么限制范圍是就認(rèn)為過渡過程已結(jié)束，那么限制范圍是

38、 41(2%)=0.82，所以過渡時(shí)間，所以過渡時(shí)間 ts=23 min?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)滿足滿足工藝要求工藝要求 儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l1.5.4 影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的主要因素l一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以概括成兩大部分，即工藝過程部分（被控對(duì)象）和一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以概括成兩大部分，即工藝過程部分（被控對(duì)象）和自動(dòng)化裝置部分。自動(dòng)化裝置部分。l工藝過程部分不是泛指整個(gè)工藝流程，而是指與該自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的部工藝過程部分不是泛指整個(gè)工藝流程，而是指與該自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的部分。以圖分。以圖1-5所示

39、的熱交換器溫度控制系統(tǒng)為例，其工藝過程部分指的是所示的熱交換器溫度控制系統(tǒng)為例，其工藝過程部分指的是與被控變量溫度與被控變量溫度T有關(guān)的工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等因素。有關(guān)的工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等因素。l自動(dòng)化裝置部分指的是為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制所必需的自動(dòng)化儀表設(shè)備，通常包自動(dòng)化裝置部分指的是為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制所必需的自動(dòng)化儀表設(shè)備，通常包括測(cè)量與變送裝置、控制器和執(zhí)行器三部分。括測(cè)量與變送裝置、控制器和執(zhí)行器三部分。l對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，過渡過程品質(zhì)的好壞，在很大程度上取決于對(duì)象對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，過渡過程品質(zhì)的好壞，在很大程度上取決于對(duì)象的性質(zhì)。如前述溫度控制系統(tǒng)中，屬于對(duì)象性質(zhì)的主要因素有

40、：換熱器的的性質(zhì)。如前述溫度控制系統(tǒng)中，屬于對(duì)象性質(zhì)的主要因素有：換熱器的負(fù)荷大小，換熱器的結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)等，換熱器內(nèi)的換熱情況、散熱情負(fù)荷大小，換熱器的結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)等，換熱器內(nèi)的換熱情況、散熱情況及結(jié)垢程度等。況及結(jié)垢程度等。l自動(dòng)化裝置應(yīng)按對(duì)象性質(zhì)加以選擇和調(diào)整，兩者要很好配合。自動(dòng)化裝置自動(dòng)化裝置應(yīng)按對(duì)象性質(zhì)加以選擇和調(diào)整，兩者要很好配合。自動(dòng)化裝置的選擇和調(diào)整不當(dāng)，也會(huì)直接影響控制質(zhì)量。此外，在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程的選擇和調(diào)整不當(dāng)，也會(huì)直接影響控制質(zhì)量。此外，在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，自動(dòng)化裝置的性能一旦發(fā)生變化，如閥門失靈、測(cè)量失真，也要影響中，自動(dòng)化裝置的性能一旦發(fā)生變化，如閥門失靈

41、、測(cè)量失真，也要影響控制質(zhì)量?？刂瀑|(zhì)量。l總之，影響自動(dòng)控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的因素是很多的，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)總之，影響自動(dòng)控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的因素是很多的，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中都應(yīng)充分注意。行過程中都應(yīng)充分注意。l作業(yè)：作業(yè)：1-5，1-9，1-12，1-19，1-20儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l補(bǔ)充補(bǔ)充1：控制系統(tǒng)基本概念：控制系統(tǒng)基本概念l系統(tǒng)系統(tǒng)按照某種劃分得到的若干元素的集合。按照某種劃分得到的若干元素的集合。l反饋反饋將系統(tǒng)輸出信號(hào)引回并加入到輸入信號(hào)的系統(tǒng)結(jié)將系統(tǒng)輸出信號(hào)引回并加入到輸入信號(hào)的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)和工構(gòu)和工作方式。作

42、方式。l負(fù)反饋負(fù)反饋使系統(tǒng)輸出信號(hào)趨于穩(wěn)定或者說使系統(tǒng)的被控變量與使系統(tǒng)輸出信號(hào)趨于穩(wěn)定或者說使系統(tǒng)的被控變量與定值之差減小的反饋。定值之差減小的反饋。l正反饋正反饋使系統(tǒng)輸出變量單調(diào)變化趨于極限或者說使系統(tǒng)的被使系統(tǒng)輸出變量單調(diào)變化趨于極限或者說使系統(tǒng)的被控變量給定值之差不斷增大的反饋?？刈兞拷o定值之差不斷增大的反饋。l負(fù)反饋控制系統(tǒng)負(fù)反饋控制系統(tǒng)具有負(fù)反饋?zhàn)饔玫目刂葡到y(tǒng)具有負(fù)反饋?zhàn)饔玫目刂葡到y(tǒng)。l信息信息系統(tǒng)功能與屬性的某種表達(dá)。如控制系統(tǒng)中，各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)功能與屬性的某種表達(dá)。如控制系統(tǒng)中，各環(huán)節(jié)的輸入輸出信號(hào)。輸入輸出信號(hào)。l控制控制為實(shí)現(xiàn)目的而施加的作用。一切控制都是有目的的行為。為實(shí)

43、現(xiàn)目的而施加的作用。一切控制都是有目的的行為。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l開環(huán)控制開環(huán)控制沒有反饋的簡(jiǎn)單控制。如通常照明中的沒有反饋的簡(jiǎn)單控制。如通常照明中的調(diào)光控制，電風(fēng)扇的多級(jí)風(fēng)速調(diào)節(jié)等。調(diào)光控制，電風(fēng)扇的多級(jí)風(fēng)速調(diào)節(jié)等。l過程過程一種自然的逐漸進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)展，如化學(xué)過程，生物一種自然的逐漸進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)展，如化學(xué)過程，生物過程，經(jīng)濟(jì)學(xué)過程等。工業(yè)生產(chǎn)過程的特征是，被處理為流體，過程，經(jīng)濟(jì)學(xué)過程等。工業(yè)生產(chǎn)過程的特征是，被處理為流體，包括液體、氣體和粉體。包括液體、氣體和粉體。l補(bǔ)充補(bǔ)充2：控制系統(tǒng)常用術(shù)語：控制系統(tǒng)常用術(shù)語l被控

44、對(duì)象被控對(duì)象（對(duì)象）（對(duì)象）自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工況參數(shù)需要控制生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工況參數(shù)需要控制生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。l被控變量被控變量被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通常用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。常用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。l操縱變量操縱變量（調(diào)節(jié)變量調(diào)節(jié)變量）對(duì)被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便對(duì)被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。于調(diào)節(jié)（操縱）的變量。或?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。l操縱介質(zhì)操縱介質(zhì)(操縱劑操縱劑)用來實(shí)現(xiàn)控制作用的

45、物料。用來實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。儀表與自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化教學(xué)課件教學(xué)課件1.自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念l干擾干擾被控對(duì)象中除操縱變量外，能對(duì)被控變量具有影響作用被控對(duì)象中除操縱變量外，能對(duì)被控變量具有影響作用的所有變量。的所有變量。l偏差偏差設(shè)定值或給定值與測(cè)量值之差。設(shè)定值或給定值與測(cè)量值之差。l給定值給定值（或設(shè)定值或期望值）（或設(shè)定值或期望值）人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化即被控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。的。l定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)給定值恒定的控制系統(tǒng)。給定值恒定的控制系統(tǒng)。l隨動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。l程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)給定值按一定時(shí)間程序變化的系統(tǒng)。給定值按一定時(shí)間程序變化的系統(tǒng)。