自动控制系统基本概念.pptx
《自动控制系统基本概念.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动控制系统基本概念.pptx(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、应用化学教研室应用化学教研室 第一章第一章 自动控制系统基本概念自动控制系统基本概念 化工仪表及自动化化工仪表及自动化应化教研室应化教研室内容提要内容提要n 化工自动化的主要内容化工自动化的主要内容n 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n自动控制系统的基本组成自动控制系统的基本组成n自动控制系统的表示形式自动控制系统的表示形式n 自动控制系统的分类自动控制系统的分类n 自动控制系统的过渡过程和品质指标自动控制系统的过渡过程和品质指标n控制系统的静态与动态控制系统的静态与动态n控制系统的过渡过程控制系统的过渡过程n控制系统的品质指标控制系统的品质指标n影响控制系统过
2、渡过程品质的主要因素影响控制系统过渡过程品质的主要因素1应化教研室应化教研室第一节第一节 化工自动化的主要内容化工自动化的主要内容n 1. 自动检测系统自动检测系统n 2. 自动信号和联锁保护系统自动信号和联锁保护系统n 3. 自动操纵及自动开停车系统自动操纵及自动开停车系统n 4. 自动控制系统自动控制系统3利用各种检测仪表对主要工艺参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人员对工艺参数的不断观察与记录,起到人的眼睛的作用。录,起到人的眼睛的作用。图1-1 热交换
3、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,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,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。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自动操纵系统可以
4、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。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,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自动控制系统能自动地控制而回到规定的数值范围内。内。 应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式 4图1-2 液位人工控制图1-3 液位自动控制系统图n人工操作与自动控制比
5、较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控制速度和精度不能满足大型现代化生产的需要现代化生产的需要一、自动控制系统的基本组成一、自动控制系统的基本组成应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式 5组组成成自动化装置自动化装置被控对象被控对象测量元件与变送器测量元件与变送器自动控制器自动控制器执行器执行器应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n 1.方框图方框图n在研究自动控制系统时,为了便于对系统分析研究,一在研究自动控制系统时,为了便于对系统分析研究,一般都用方框
6、图来表示控制系统的组成。般都用方框图来表示控制系统的组成。6二、自动控制的表示形式二、自动控制的表示形式带有输入输出信号的方框比较点分支点图1.4 方框的组成单元示意图应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n下页图为液位自动控制系统地方框图每个环节表示组成下页图为液位自动控制系统地方框图每个环节表示组成系统的一个部分,称为系统的一个部分,称为“环节环节”。两个方框之间用一条带。两个方框之间用一条带有箭头的线条表示其信号的相互关系,箭头指向方框表有箭头的线条表示其信号的相互关系,箭头指向方框表示为这个环节的输入,箭头离开方框表示为这个环
7、节的示为这个环节的输入,箭头离开方框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。输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。6二、自动控制的表示形式二、自动控制的表示形式应化教研室应化教研室n方框图中,方框图中, x 指设定值;指设定值;z 指输出信号;指输出信号;e 指偏差信指偏差信号;号;p 指发出信号;指发出信号;q 指出料流量信号;指出料流量信号;y 指被控变指被控变量;量;f 指扰动作用。当指扰动作用。当x 取正值,取正值,z取负值取负值,e= x- z,负反馈;负反馈;x 取正值,取正值,z取正值,取正值, e= x+ z,正反馈。,正反馈。第二节第二节 自动控制系统的基本组成
8、及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n液位自动控制的方框图液位自动控制的方框图图1-5液位自动控制系统方框图7应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n 其他控制系统其他控制系统 用同一种形式地方框图可以代表不同的控制系统用同一种形式地方框图可以代表不同的控制系统图1-6 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这个控制系统同样可以用以用上页中上页中的方框图的方框图表
9、示表示8应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n 注意!注意!方框图中的每一个方框都代表一方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。个具体的装置。9n方框与方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联系,并不代表方框之间的物料联系。方框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。n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,而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。n自动控制系统是一个闭环系统应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示
10、形式n 小结小结n自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。 n与自动检测、自动操纵等开环系统比较,最本质的区与自动检测、自动操纵等开环系统比较,最本质的区别,就在于自动控制系统有负反馈,开环系统中,被别,就在于自动控制系统有负反馈,开环系统中,被控(工艺)变量是不反馈到输入端的。控(工艺)变量是不反馈到输入端的。10举例举例化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子自动操纵装置自动操纵装置对象对象操纵作用操纵作用工艺参数工艺参数操纵指令操纵指令图1-7 自动操纵系统方框图应化教研室应化教研室第二节第二节
11、自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n小结小结开环系统:开环系统:自动机在操作时,自动机在操作时,一旦开机,就只能是按照预一旦开机,就只能是按照预先规定好的程序周而复始地先规定好的程序周而复始地运转。这时被控变量如果发运转。这时被控变量如果发生了变化,自动机不会自动生了变化,自动机不会自动地根据被控变量的实际工况地根据被控变量的实际工况来改变自己的操作。来改变自己的操作。比较比较闭环系统:闭环系统:有针对性有针对性地根据被控变量的变地根据被控变量的变化情况而改变控制作化情况而改变控制作用的大小和方向,从用的大小和方向,从而使系统的工作状态而使系统的工作状态始终等于或
12、接近于所始终等于或接近于所希望的状态。希望的状态。11应化教研室应化教研室2.管道及仪表流程图管道及仪表流程图n 管道及仪表流程图(管道及仪表流程图(PID Piping and Instrumention diagram)是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流程)是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流程图上描述生产过程控制的原理图,是控制系统设计、施工图上描述生产过程控制的原理图,是控制系统设计、施工中采用的一种图示形式。管道及仪表流程图在工艺流程图中采用的一种图示形式。管道及仪表流程图在工艺流程图的基础上,按其流程顺序,标出相应的测量点、控制点、的基础上,按其流程顺序,标出相应的测量点、控
13、制点、控制系统及自动信号与连锁保护系统等。在控制方案确定控制系统及自动信号与连锁保护系统等。在控制方案确定以后,由工艺人员和自控人员共同研究绘制。以后,由工艺人员和自控人员共同研究绘制。33第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式应化教研室应化教研室34图1-8脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例左图是乙烯生产过左图是乙烯生产过程中脱乙烷塔的工程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程艺管道及控制流程图图 举例举例应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n(1)图形符号)图形符号n测量点(包括检出元件、取样点)
14、测量点(包括检出元件、取样点)35 检试点是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接线的起点,一般无特定的图形符号,如下图所示。必要时,检测元件也可以用象形或图形符号表示。图1-9 测试点的一般表示方法应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式n连接线连接线36 通用的仪表信号线均以细实线表示。连接线表示交叉及相接时,采用下图的形式。必要时也可用加箭头的方式表示信号的方向。在需要时,信号线也可按气信号、电信号、导压毛细管等采用不同的表示方式以示区别。图1-10 联系线的表示法应化教研室应化教研室 工艺管道及控制流程图工艺管道及控制流程
15、图仪表(包括检测、显示、控制)的图形符号仪表(包括检测、显示、控制)的图形符号 仪表的图形符号是一个细实线圆圈,直径约10mm,对于不同的仪表安装位置的图形符号如下表所示。 37应化教研室应化教研室 工艺管道及控制流程图工艺管道及控制流程图38表1-1 仪表安装位置的图形符号表示应化教研室应化教研室 工艺管道及控制流程图工艺管道及控制流程图39 对于处理两个或两个以上被测变量,具有相同或不同功能的复式仪表时,可用两个相切的圆或分别用细实线圆与细虚线圆相切表示(测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上),如下图所示。图1-11 复式仪表的表示法应化教研室应化教研室 工艺管道及控制流程图工艺管道及控
16、制流程图n (2)字母代号)字母代号 在控制流程图中,用来表示仪表的小圆圈的上半圆内,一般写有两位(或两位以上)字母,第一位字母表示被测变量,后继字母表示仪表的功能,常用字母代号见下表。40应化教研室应化教研室表1-2 被测变量和仪表功能的字母代号41应化教研室应化教研室第二节第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式自动控制系统的基本组成及表示形式42举例举例以脱乙烷塔控制流程图,来说明如何以字母代号以脱乙烷塔控制流程图,来说明如何以字母代号的组合来表示被测变量和仪表功能。的组合来表示被测变量和仪表功能。 塔顶的压力控制系统塔顶的压力控制系统中的PIC-207,其中第一位字母P表示被测变量为压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动控制系统 基本概念
限制150内