第一章控制系统的基本知识(08.10.16上传网络课堂打印).pptVIP

关于《过程装备控制技术及应用》这门课 一 课程基本情况 ●学 分： 2.5 ●总 学 时： 40 ●授课学时：32 ●实验学时：8 ●课程性质：专业必修 ●适应专业：过程装备与控制工程专业 ●先 修 课：自动控制原理、 化工原理、过程流体机械、过程设备设计 ●教材： 王毅.过程装备控制技术及应用.北京：化学工业出版社，2001.7 二 本课程的性质与教学目的 本课程是过程装备与控制工程专业的一门重要的专业必修课。在技术发展的今天，过程装备技术人员掌握自动控制系统及常用的仪表知识，不但对于工业生产的正常运行是必要的、而且对于化工工艺及装备的设计改进也是必不可少的。 三 教学基本要求及内容 本课程要求学生掌握控制工程及自动化方面的基本理论，熟悉过程控制系统设计的各种规范，初步具有完成自动控制系统设计施工图的能力。具体内容包括：自动控制的基本概念、被控对象的特性、常规过程参数（温度、压力、流量、物位、成分、转速等）的测量与变送、显示仪表、基本调节规律及调节仪表、控制阀、简单控制系统、复杂控制系统、计算机控制系统、典型化工单元（流体输送设备、传热设备、反应设备）的控制方案设计。 六 考核方式 本章例题及习题训练的目的： 1 要求能看懂带控制点的工艺流程图； 2 会根据带控制点的工艺流程图画控制系统的方块图 3 会求控制系统过渡过程的品质指标 从上面的人工控制及自动控制过程可看出：自动控制系统由以下环节组成： 从上面的人工控制及自动控制过程可看出：自动控制系统由以下环节组成： 从上面的人工控制及自动控制过程可看出：自动控制系统由以下环节组成： 从上面的人工控制及自动控制过程可看出：自动控制系统由以下环节组成： 二 字母代号① 仪表圆圈的上半圆内：用英文字母表示被测变量和仪表的功能。 第一位字母表示被测变量； 第二位起后续字母表示仪表功能。 ② 仪表圆圈的下半圆内：用阿拉伯数字表示仪表的位置编号。 第一位数字表示工段号； 第二位起后续数字表示仪表的序号。 常见被测变量和仪表功能的字母代号见表1-2 注意：6大要点 ▲设计以及读带控制点的工艺流程图时。 ①测量点②被测变量③仪表功能④仪表安装位置⑤工段号⑥仪表序号  二 自动控制系统中的常用术语 被控变量y——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。 测 量 值ym——由检测元件检测到的被控变量的实际值。 设（给） 定 值 ys—— 被控变量的预定值。 二 自动控制系统中的常用术语 操纵变量m——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f——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。 例如换热器 二 自动控制系统中的常用术语 偏差信号e= ym －ys——被控变量的实际测量值与设定值之差。 控制信号u——控制器按输入的偏差信号按一定规律计算得到的量。 二 自动控制系统中的常用术语 反馈——把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输入端的做法。 负反馈——反馈信号的作用与设定信号相反，使偏差信号减弱的反馈（e = ym － ys ） ，叫负反馈。 正反馈——使偏差信号加强的反馈，即（e = ys + ym）。 三 例题讲解  例题2：锅炉化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备。而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对汽包水位进行严格的控制。下图是一锅炉汽包水位控制示意图，要求：1）指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么？2）画出该控制系统的方块图；  要点归纳 1 画法方块图要注意的几个要点：① 组成控制系统的环节用“方块”表示②信号联系箭头符号不能丢③负反馈负号不能丢④对某一具体的控制系统来说，应指出被控对象、被控变量、操纵变量、干扰变量是什么？⑤ 给定值、被控变量不是环节，不用方块表示 2 理解负反馈闭环系统的含义 把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输入端的做法，叫反馈；使偏差信号减弱的反馈，叫负反馈。 5 按系统的复杂程度划分： 简单控制系统 复杂控制系统 5 按系统的复杂程度划分： 简单控制系统 复杂控制系统 7 按系统克服干扰的方法划分： 反馈控制系统 前馈控制系统